Moins de jours pluvieux mais une intensification des pluies extrêmes en Afrique australe d'ici la fin du siècle

Lundi, 22 mai 2017

Des chercheurs du laboratoire Biogéosciences (CNRS / UBFC / EPHE / Agrosup Dijon) et de l’Université de Reading (Grande-Bretagne) ont analysé l'évolution future de la pluviosité estivale en Afrique australe à l’aide de simulations numériques réalisées pour divers scénarios d’évolution des émissions de gaz à effet de serre (GES). Si les émissions de GES devaient continuer à croître (scénario pessimiste), le nombre de jours dits pluvieux - au moins 1 mm d’eau par jour - devrait baisser sur une grande partie de la région, et le manque d’eau résultant devrait être compensé par une intensification des pluies extrêmes. Néanmoins, ces changements et leurs impacts sur les crues, les sols et les rendements agricoles pourraient être fortement atténués avec de moindres émissions de GES.

L'Afrique australe n'a pas été identifiée comme l'une des régions critiques face au changement climatique dans les rapports du GIEC, à la différence par exemple du bassin méditerranéen. Sur une grande majorité du continent, le pic annuel de précipitations a lieu en été austral (de novembre à février), et les projections climatiques des modèles ayant pris part au cinquième rapport du GIEC (2013) simulent une relative stabilité des cumuls saisonniers pour les décennies futures.
À gauche : moyenne multi-modèles des différences de pluie (mm/jour) entre la fin du siècle (novembre à février sur 2070-2099, scénario pessimiste RCP8.5) et la période actuelle (novembre à février sur 1970-1999, simulations historiques). Seules les différences significatives au seuil de 95 % sont représentées. À droite : nombre de modèles climatiques (sur un total de 15 considérés dans cette étude) simulant des évolutions qualitativement similaires à la moyenne multi-modèles (même signe, même significativité statistique).

Comme pour les différences de pluie mais pour le nombre de jours de pluie (≥ 1 mm jour-1) (à gauche) et pour le 99e centile des pluies quotidiennes (mm/jour) (à droite) . Cette stabilité des pluies saisonnières cache pourtant des changements importants dans la structure des pluies quotidiennes. La même analyse a en effet été réalisée pour l'évolution du nombre de jours pluvieux en été austral (au moins 1mm par jour) et il s’avère qu’une tendance générale à la baisse se distingue nettement sur une grande majorité de l'Afrique australe, en particulier aux latitudes tropicales. La même évolution prévaut par ailleurs à Madagascar, aux Mascareignes, et de manière plus évidente encore aux moyennes latitudes de l'hémisphère Sud. Sur ces mêmes régions, on note par ailleurs que l'accord entre les modèles de climat est très bon, et très largement supérieur à celui trouvé plus haut sur les pluies saisonnières.
Cette évolution est compensée par une intensification des pluies extrêmes, extraites ici comme le 99e centile des pluies quotidiennes calculé sur les mêmes périodes de 30 ans. Les changements les plus marqués dans l'intensité des pluies extrêmes concernent essentiellement l'Afrique australe équatoriale et tropicale le long des hautes terres d'Afrique et du rift est-africain, ainsi que les latitudes équatoriales sur l'océan Indien, une évolution reproduite par une majorité de modèles.

Les pluies d'été sur la région, à cumul saisonnier équivalent, pourraient donc à l’avenir voir leur structure quotidienne évoluer fortement, avec des jours pluvieux moins nombreux mais plus intenses. Ces changements ne sont pas anodins pour les crues, l'érosion et le lessivage des sols, et les rendements agricoles, dans une région densément peuplée où l'agriculture pluviale contribue très fortement à la suffisance alimentaire.

Déjà esquissées à l'échelle globale, ou au moins à l’échelle de la ceinture tropicale, ces évolutions futures n’ont pas encore été pleinement explicitées. Nous proposons que l'intensification des pluies extrêmes d'ici à la fin du siècle s'explique par un mécanisme très simple qui fait directement intervenir l'élévation généralisée des températures de l'air sous l'effet des activités humaines.
En vertu de la loi de Clausius-Clapeyron, une masse d'air plus chaude peut transporter de plus grandes quantités d'humidité. L'Afrique australe, puits d'humidité à la convergence des flux de l'Atlantique et de l'Indien, devrait être dans les décennies futures le lieu d'une convergence d'humidité accrue. Autour de ces changements lents et progressifs auront lieu des perturbations météorologiques dont les caractéristiques ne devraient que très peu évoluer par rapport à celles que nous connaissons aujourd'hui, favorisant une convergence d'humidité plus grande en conditions instables, d'où des pluies plus intenses.

De telles évolutions, potentiellement néfastes pour le bien-être et la sécurité alimentaire des populations, pourraient être grandement atténuées par des émissions réduites de gaz à effet de serre, comme en témoignent les mêmes analyses réalisées à partir de scénarios climatiques moins pessimistes.

Source(s): 

Pohl B, C Macron & P-A Monerie (2017). Fewer rainy days and more extreme rainfall by the end of the century in Southern Africa. Scientific Reports, 7, 46466; doi: 10.1038/srep46466.

Contact(s):
  • Benjamin Pohl, Biogéosciences
    benjamin [dot] pohl [at] ubfc [dot] fr, 03 80 39 38 21

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