IMPACT DES TEMPERATURES DE SURFACE OCEANIQUE D'ECHELLE GLOBALE SUR LA DYNAMIQUE DE L'ATMOSPHERE ET LES PRECIPITATIONS TROPICALES EN AMERIQUE DU SUD A L'EST DES ANDES

IMPACT DES TEMPERATURES DE SURFACE OCEANIQUE D'ECHELLE GLOBALE SUR LA DYNAMIQUE DE L'ATMOSPHERE ET LES PRECIPITATIONS TROPICALES EN AMERIQUE DU SUD A L'EST DES ANDES
Author: PASCAL.. ROUCOU
Publisher:
Total Pages: 199
Release: 1997
Genre:
ISBN:

LA VARIABILITE OCEANIQUE EST DECRITE A PARTIR DES PRINCIPAUX MODES DE VARIABILITE. L'EVOLUTION TEMPORELLE DES ANOMALIES DE TEMPERATURES DE SURFACE OCEANIQUE (TSO) MONTRE QUE LES DECENNIES 70 ET 80 ONT ETE MARQUEES PAR UN RECHAUFFEMENT DE L'ATLANTIQUE SUD ET UN REFROIDISSEMENT DE L'ATLANTIQUE NORD. DURANT CETTE MEME PERIODE LE PACIFIQUE TROPICAL ET L'OCEAN INDIEN SE SONT RECHAUFFES ET LES EPISODES ENSO (EI NINO/SOUTHERN OSCILLATION) SE SONT RENFORCES. LA VARIABILITE PLUVIOMETRIQUE EN AMERIQUE TROPICALE A L'EST DES ANDES EST APPREHENDEE GRACE A UN FICHIER EN POINTS DE GRILLE CONSTITUE A PARTIR DE 186 POSTES PLUVIOMETRIQUES. L'EVOLUTION DES PRECIPITATIONS CONTINENTALES EST ASSOCIEE A CELLE DU GRADIENT THERMIQUE ATLANTIQUE ET EST MODULEE PAR LES EPISODES ENSO ENTRE LES ANNEES 50 ET 70. LORS DES ENSO RECENTS ON OBSERVE DES DEFICITS PLUS IMPORTANTS, EN PARTICULIER AU NORDESTE. DES SIMULATIONS NUMERIQUES EFFECTUEES SUR LE MODELE DU LABORATOIRE DE METEOROLOGIE DYNAMIQUE, FORCEES PAR LES TSO OBSERVEES ENTRE 1970 ET 1988, MONTRENT QUE LES DEFICITS, EN ANNEE ENSO ET LORSQUE LE GRADIENT ATLANTIQUE EST ORIENTE SUD/NORD, SONT ASSOCIES A DES ANOMALIES DE SUBSIDENCE SUR LE NORDESTE ET L'ATLANTIQUE EQUATORIAL LIES A DES ANOMALIES DE LA CIRCULATION CELLULAIRE MERIDIENNE ET ZONALE. UNE SERIE D'EXPERIENCES EFFECTUEES AVEC LE MODELE ARPEGE-CLIMAT FORCE PAR DES CONDITIONS DE SURFACE IDEALISEES INDIQUENT, CONFORMEMENT A L'OBSERVATION, QUE LE GRADIENT THERMIQUE ATLANTIQUE FAVORISE L'INSTALLATION D'UNE CELLULE DE CIRCULATION MERIDIENNE SUR LE NORDESTE ET L'ATLANTIQUE. LE CHAMP DE PRESSION DE SURFACE TRADUIT LES SUBSIDENCES ET ASCENDANCES DE CETTE CELLULE. LES ENSO PLUS PUISSANTS DES ANNEES 70 ET 80 SONT ASSOCIES A UN RENFORCEMENT DE LA SUBSIDENCE SUR L'ATLANTIQUE EQUATORIAL ET LE NORDESTE, LIEE A LA CIRCULATION ZONALE, COHERENTE AVEC LES DEFICITS ACCRUS DES DERNIERES DECENNIES.

Influence of the Sea Surface Temperature Decadal Variability on Tropical Precipitation: West African and South American Monsoon

Influence of the Sea Surface Temperature Decadal Variability on Tropical Precipitation: West African and South American Monsoon
Author: Julián Villamayor
Publisher: Springer
Total Pages: 227
Release: 2019-07-05
Genre: Science
ISBN: 3030203271

In this book the Sea Surface Temperature (SST) patterns of decadal-to-multidecadal variability observed and simulated by 17 general circulation models (GCMs) are analyzed. Furthermore, their impact on precipitation in West Africa and South America and the atmospheric mechanisms involved are assessed. Through this analysis, the effect of external forcings on these impacts and the relative contribution of decadal-to-multidecadal variability patterns of SST to precipitation are presented in depth. Finally, a humid period in the West African region of the Sahel during the 19th century, previously little documented, is analyzed using an atmospheric GCM. The monsoons of West Africa and South America have shown changes in the timescales of a few decades. Previous work suggests a relationship with patterns of decadal-to-multidecadal variability of SST, such as global warming and the Atlantic and Pacific variability. However, the dynamics underlying this relationship and its simulation by current GCMs had not been addressed in a consistent manner. This is the main motivation of this book. The results of this book not only represent a great step forward in our understanding of the changes in the precipitation regimes of the studied regions, but they can also be of great help for the improvement of decadal prediction systems and the associated social consequences.

Des Nouvelles Perspectives Sur Les Mécanismes Atmosphériques Associés À la Variabilité de Précipitation Des Andes Tropicales Du Sud Sur Une Gamme D'échelles de Temps

Des Nouvelles Perspectives Sur Les Mécanismes Atmosphériques Associés À la Variabilité de Précipitation Des Andes Tropicales Du Sud Sur Une Gamme D'échelles de Temps
Author: Hans Mikhail Segura Cajachagua
Publisher:
Total Pages: 0
Release: 2021
Genre:
ISBN:

La population et les écosystèmes habitant des zones influencées par des systèmes de mousson sont extrêmement vulnérables aux phénomènes atmosphériques générateurs de sècheresses ou d'inondations ainsi qu'aux possibles changements de régime des précipitations associés au réchauffement climatique. C'est notamment le cas des Andes tropicales de l'hémisphère sud, où le principal pic de précipitation se produit en été austral, en lien avec la phase la plus développée de la mousson sud-américaine (MSA). Cette unique saison de pluie est la principale source d'eau pour les écosystèmes dans cette région semi-aride et pour les différentes activités socio-économiques et le réseau d'approvisionnement d'eau potable. Par ailleurs, , il y a des évènements météorologiques extrêmes propres à la saison sèche hivernale (juin-août), qui causent des dégâts importants au bétail et à la production agricole, et peuvent provoquer des pertes en vies humaines.Ainsi, la meilleure compréhension de la climatologie de la pluie dans cette région, pour prévoir les changements à long terme et l'amélioration de la prévision météorologique dans les cas d'évènements extrêmes, prend une dimension cruciale. Pour en revenir au point précèdent, il est très important de commencer à comprendre les mécanismes atmosphériques liés à la variabilité de pluie dans cette région andine, et ce, en prenant en compte les échelles de temps qui vont de la synoptique à des oscillations multi-décennales. C'est dans ce contexte précis que ces travaux de thèse ont été encadrés.Les études climatiques dans cette région sont rendues difficiles par l'absence d'un réseau de stations météorologiques et pluviométriques de bonne qualité. C'est pourquoi cette thèse s'est appuyée sur une utilisation combinée de différentes bases de données : mesures in situ, produits satellites, données de réanalyse et sorties de modélisation climatique.Dans un premier temps, l'analyse du régime pluviométrique des Andes tropicales entre 20°S et 1°N a conduit à identifier une sous-région comprise entre 20°S et 8°S (et qualifiée par la suite d'Andes Tropicales Sud), où le cycle saisonnier est unimodal avec des pluies concentrées sur les mois de décembre à mars. La pluie y est en effet fortement liée à la phase mature de la MSA. Plus au nord (8°S - 1°N), la MSA a moins d'influence et c'est la migration vers le sud de la zone de convergence intertropicale (ZCIT) qui détermine un pic saisonnier des pluies entre Février et Avril. La phase initiale de croissance de la MSA (octobre-novembre), provoque néanmoins une seconde saison des pluies entre 8°S et 5°S. En saison sèche (Juin-Août), les analyses synoptiques révèlent que la convection atmosphérique dans la zone occidentale de l'Amazonie peut se conjuguer avec des perturbations atmosphériques des latitudes extratropicales pour générer des évènements de pluie extrêmes dans les zones à haute altitude (> 3000 m) des Andes Tropicales Sud.En se basant sur les réanalyses et des simulations climatiques réalisées avec le modèle WRF on met également pour la première fois en évidence que la variabilité interannuelle des pluies d'été sur les Andes Tropicales Sud est contrôlée par la convection dans l'ouest de l'Amazonie, outre l'anticyclone de Bolivie. Nos résultats révèlent que l'anticyclone de Bolivie a été le facteur dominant de variabilité entre 1982 et 2002, mais que la convection atmosphérique dans l'ouest de l'Amazonie est devenue le facteur dominant depuis le début du 21ième siècle. Cette bascule est lié à l'intensification de l'activité convective dans l'ouest de l'Amazonie, qui explique aussi l'amoindrissement durable de la saison des pluies et le déficit de précipitation annuelle. En conclusion, nous avons identifié une liaison atmosphérique entre l'Amazonie occidentale et la zone de haute altitude des Andes Tropicales Sud sur plusieurs échelles de temps.

Précipitations dans les Andes tropicales

Précipitations dans les Andes tropicales
Author: Lise Mourre
Publisher:
Total Pages: 0
Release: 2015
Genre:
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Le changement climatique global participe à la redistribution des ressources en eau à l'échelle de la planète. Les impacts sont particulièrement notables en région de montagne où les gradients de précipitations et de températures sont très importants. Dans les régions tropicales de hautes altitudes, au sein desquelles la variabilité spatiale des précipitations est forte, l'estimation de cette variable sur une large gamme d'échelles d'intérêt pour les climatologues, météorologues et hydrologues est un défi. La modélisation glacio-hydrologique a pour but de comprendre les processus observés actuellement pour avoir la capacité de donner des réponses sur les évolutions possibles des écoulements qui seront causés par un changement climatique et une évolution des activités anthropiques. L'enjeu d'une telle modélisation, en zone de montagne tropicale, est de reproduire non seulement l'évolution saisonnière du débit, mais aussi l'évolution annuelle et pluri-annuelle des zones englacées. Cependant, ce type d'étude reste limité par la régionalisation des variables météorologiques. Durant l'année hydrologique 2012/2013, trois types de produits de précipitations (mesures de terrain, données satellitaires, sorties de modèle climatique régional (MCR)) sont tout d'abord comparés sur le bassin versant du Rio Santa au Pérou, d'un superficie de 10 400 km2, dont 3,3 % est englacée, puis l'impact de ces différentes variables de forçage sur les sorties d'un modèle glacio-hydrologiques semi-distribué est évalué.Le produit satellite est celui de TRMM3B42; les sorties du MCR sont celles de WRF, à trois résolutions imbriquées : 27, 9 et 3 km ; les données journalières de précipitations sont interpolées en utilisant un algorithme de krigeage avec dérive externe (KED), en appliquant l'altitude ou bien les cumuls annuels des sorties de WRF comme dérive externe. Les sorties de WRF surestiment fortement les cumuls annuels, comparées aux produits TRMM ou KED. La physique du modèle permet cependant d'avoir un produit qui restitue correctement les cycles temporels saisonnier et journalier des précipitations. Le produit satellitaire TRMM montre des erreurs dans la saisonnalité des précipitations au niveau des pixels englacés, et une surestimation des cumuls en saison sèche, et en fait un produit qui n'est pas représentatif des champs de précipitations en zone de montagne. Les produits de krigeage sont de bons interpolateurs des précipitations à une résolution de 3 km. L'utilisation de l'altitude comme dérive, entraîne une augmentation des précipitations jusqu'aux plus hauts sommets de la Cordillère Blanche ; l'utilisation des cumuls de WRF bénéficie de la prise en compte de la physique atmosphérique du modèle pour correctement représenter les précipitations orographiques. Malgré une forte surestimation des volumes précipités, la modélisation climatique fournit, pour des zones de topographie complexe peu échantillonnées, des informations essentielles sur la temporalité et la distribution spatiale des précipitations. Cependant, les mesures in situ restent essentielles pour estimer les précipitations en termes de quantités et développer des méthodes d'interpolation ou de correction des sorties de modèle atmosphérique.La modélisation glacio-hydrologique est réalisée avec l'outil DHSVM-GDM, incluant une représentation des zones englacées et de la dynamique glaciaire. La force de cet outil est de pouvoir évaluer l'ensemble des composantes du bilan en eau, à différents pas de temps. Cependant, il reste difficile de représenter correctement à la fois les zones glaciaires et les zones non englacés sur un bassin versant tel que celui du Rio Santa. L'utilisation de différentes variables de forçage montre qu'une étude approfondie sur la variable de précipitations est nécessaire en amont de tout modélisation glacio-hydrologique pour simuler les zones de hautes altitudes, impactant les résultats de la modélisation en terme de perte en volume glaciaire.

Assessment of the Impacts of Climate Change on Mountain Hydrology

Assessment of the Impacts of Climate Change on Mountain Hydrology
Author: Walter Vergara
Publisher: World Bank Publications
Total Pages: 184
Release: 2011
Genre: Science
ISBN: 0821386638

"Climate change is beginning to have effects on climate, weather and resource availability in ways that need to be anticipated when planning for the future. In particular, changes in rainfall patterns and temperature may impact the intensity or schedule of water availability. Also the retreat of tropical glaciers, the drying of unique Andean wetland ecosystems, as well as increased weather variability and weather extremes will affect water regulation. These changes have the potential to impact the energy and other sectors, such as agriculture, and could have broader economic effects.Anticipating the impacts of climate change is a new frontier. There are few examples of predictions of the impact of climate change on resource availability and even fewer examples of the applications of such predictions to planning for sustainable economic development. However, having access to an effective methodology would allow planners and policy makers to better plan for adaptation measures to address the consequences of climate change on the power and water sectors.This report presents a summary of the efforts to develop methodological tools for the assessment of climate impacts on surface hydrology in the Peruvian Andes. It is targeted to decision makers in Peru and in other countries to give them guidance on how to choose available and suitable tools and make an assessment of climate impacts on water regulation."

Reconciling Observations of Global Temperature Change

Reconciling Observations of Global Temperature Change
Author: National Research Council
Publisher: National Academies Press
Total Pages: 101
Release: 2000-02-07
Genre: Science
ISBN: 0309068916

An overall increase in global-mean atmospheric temperatures is predicted to occur in response to human-induced increases in atmospheric concentrations of heat-trapping "greenhouse gases." The most prominent of these gases, carbon dioxide, has increased in concentration by over 30% during the past 200 years, and is expected to continue to increase well into the future. Other changes in atmospheric composition complicate the picture. In particular, increases in the number of small particles (called aerosols) in the atmosphere regionally offset and mask the greenhouse effect, and stratospheric ozone depletion contributes to cooling of the upper troposphere and stratosphere. Many in the scientific community believe that a distinctive greenhouse-warming signature is evident in surface temperature data for the past few decades. Some, however, are puzzled by the fact that satellite temperature measurements indicate little, if any, warming of the lower to mid-troposphere (the layer extending from the surface up to about 8 km) since such satellite observations first became operational in 1979. The satellite measurements appear to be substantiated by independent trend estimates for this period based on radiosonde data. Some have interpreted this apparent discrepancy between surface and upper air observations as casting doubt on the overall reliability of the surface temperature record, whereas others have concluded that the satellite data (or the algorithms that are being used to convert them into temperatures) must be erroneous. It is also conceivable that temperatures at the earth's surface and aloft have not tracked each other perfectly because they have responded differently to natural and/or human-induced climate forcing during this particular 20-year period. Whether these differing temperature trends can be reconciled has implications for assessing: how much the earth has warmed during the past few decades, whether observed changes are in accord with the predicted response to the buildup of greenhouse gases in the atmosphere based on model simulations, and whether the existing atmospheric observing system is adequate for the purposes of monitoring global-mean temperature. This report reassesses the apparent differences between the temperature changes recorded by satellites and the surface thermometer network on the basis of the latest available information. It also offers an informed opinion as to how the different temperature records should be interpreted, and recommends actions designed to reduce the remaining uncertainties in these measurements.

Contribution à l'estimation des précipitations tropicales

Contribution à l'estimation des précipitations tropicales
Author: Philippe Chambon
Publisher:
Total Pages: 0
Release: 2011
Genre:
ISBN:

Les précipitations résultent d'un phénomène atmosphérique caractérisé par une variabilité spatiale et temporelle forte. Cette variabilité dans la distribution des pluies et des évènements intenses a des impacts en hydrologie de surface (e.g. inondations) variés selon les régions du monde. Toute modification du climat tropical est associée à une modification du cycle de l'eau et de l'énergie dans ces régions. Dans un contexte de changement climatique, il est donc important de développer des outils permettant d'estimer quantitativement les précipitations, à l'échelle du globe, à la fois sur les surfaces continentales et les surfaces océaniques. Les travaux présentés dans cette thèse s'intéressent à l'observation des précipitations depuis l'espace. En effet, la mesure des pluies nécessite une densité d'observations élevée qui, sur l'ensemble des Tropiques, n'est accessible qu'à partir d'observations spatiales. Depuis plusieurs décades, les moyens satellitaires à disposition ont beaucoup évolué et offrent aujourd'hui une densité d'observations de plus en plus fortes. Grâce aux nouvelles missions déployées telles que Megha-Tropiques au sein de la future constellation GPM (Global Precipitation Measurement), on a accès à un ensemble de systèmes d'observations qui amène à une densité accrue d'observations spatiales. L'estimation quantitative des précipitations n'était possible qu'à l'échelle mensuelle, il est maintenant envisageable d'estimer la pluie par satellite à des échelles de temps de plus en plus fines. Cette thèse s'intéresse aux échelles 1°/1-jour, échelle clé pour les études météorologiques et hydrologiques. Il existe un large spectre de méthodes d'estimations de précipitations par satellite, de qualité inégale. Dans un premier temps, une analyse des produits issus des développements les plus récents montre que leur qualité a atteint un degré suffisant pour être utilisé de manière quantitative aux échelles de temps pertinentes en météorologie. Il apparaît également qu'à ces échelles de temps, il est nécessaire d'utiliser les estimations de cumul de précipitations conjointement avec leurs barres d'erreurs. Une nouvelle méthode d'estimations de précipitations sur l'ensemble de la ceinture tropicale, appelé TAPEER (Tropical Amount of Precipitation with an Estimate of ERrors), est donc développée dans le but d'estimer des cumuls de pluie et leurs erreurs associées à l'échelle 1°/1-jour. Cette approche est fondée sur une méthode de fusion de données de l'imagerie Infrarouge d'une constellation de satellites géostationnaires et d'estimations de taux de pluie issues de radiomètres Micro-ondes d'une constellation de satellites défilant. Des techniques modélisations sont mises en oeuvre afin d'associer une erreur aux cumuls de pluie produits. Une investigation détaillée du bilan d'erreur de la méthode TAPEER montre que les sources principales d'incertitudes sont liées à l'échantillonnage et aux biais systématiques sur les taux de pluie d'intensité moyenne. Une étude sur l'été 2009 révèle l'importance de l'utilisation de la barre d'erreur dans l'analyse de la distribution des pluies, en particulier pour les plus forts cumuls sur la ceinture tropicale.

VARIABILITE DES PRECIPITATIONS EN AFRIQUE TROPICALE AU NORD DE L'EQUATEUR (1933-1990) ET RELATIONS AVEC LES TEMPERATURES DE SURFACE OCEANIQUE ET LA DYNAMIQUE DE L'ATMOSPHERE

VARIABILITE DES PRECIPITATIONS EN AFRIQUE TROPICALE AU NORD DE L'EQUATEUR (1933-1990) ET RELATIONS AVEC LES TEMPERATURES DE SURFACE OCEANIQUE ET LA DYNAMIQUE DE L'ATMOSPHERE
Author: Vincent Moron
Publisher:
Total Pages:
Release: 1993
Genre:
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LA VARIABILITE PLUVIOMETRIQUE DE L'AFRIQUE TROPICALE AU NORD DE L'EQUATEUR EST AALYSEE AUX ECHELLES ANNUELLES, SAISONNIERES ET MENSUELLES (1933-1990). TROIS REGIONS HOMOGENES (SAHEL, BASSE-COT ET TRANSITION) SONT DELIMITEES. LA VARIABILITE PLUVIOMETRIQUE EST ENSUITE SYNTHETISEE PAR DES INDICES REGIONAUX ET UNE TYPOLOGIE. UNE ANALYSE DES RELATIONS ENTRE LA VARIABILITE PLUVIOMETRIQUE ET LES MODES DOMINANTS MONTRE QUE 1) UN RYTHME "LENT" IDENTIFIE PAR LA DERIVE DES TEMPERATURES MONDIALES, EST ASSOCIE A LA VARIABILITE MULTI-DECENNALE DES PLUIES; 2) UN RYTHME "RAPIDE" SEMBLE INFLUENCER LA VITESSE DU JET TROPICAL D'EST ET LA DIVERGENCE MOYENNE EN HAUTE TROPOSPHERE AU-DESSUS DE L'AFRIQUE TROPICALE. L'ACTION DE L'OSCILLATION QUASI-BIENNALE DE L'ATMOSPHERE SEMBLE PLUS DIFFICILE A INTERPRETER. LES CUMULS PLUVIOMETRIQUES DE JUIN SONT INDEPENDANTS VIS-A-VIS DES MODES CLIMATIQUES D'ECHELLLE PLANETAIRE ET REGIONALE. L'ASSOCIATION ENTRE CES DERNIERS ET LA VARIABILITE PLUVIOMETRIQUE AUGMENTE NETTEMENT EN JUILLET-AOUT PUIS S'ABAISSE EN SEPTEMBRE-OCTOBRE.