Spatial coherence of monsoon onset over Western and Central Sahel (1950-2000)

International audienceThe spatial coherence of boreal monsoon onset over Western and Central Sahel (Senegal, Mali, Burkina-Faso) is studied through the analysis of daily rainfall data for 103 stations from 1950 to 2000. Onset date is defined using a local agronomic definition, i.e. the first wet day (> 1 mm) of 1 or 2 consecutive days receiving at least 20 mm without a 7-day dry spell receiving less than 5 mm in the following 20 days. Changing either the length and/or the amplitude of the initial wet spell, or the length of the following dry spell modify the long-term mean local-scale onset date but has only a weak impact either on its interannual variability or its spatial coherence. Onset date exhibits a seasonal progression from southern Burkina-Faso (mid May) to northwestern Senegal and Saharian edges (early August). Interannual variability of the local-scale onset date does not seem to be strongly spatially coherent. The amount of common or covariant signal across the stations is far weaker than the inter-station noise at the interannual time scale. In particular, a systematic spatially-consistent, advance or delay of the onset is hardly observed across the whole Western and Central Sahel. In consequence, the seasonal predictability of local-scale onset over the Western and Central Sahel associated for example with large-scale sea surface temperatures, is, at best, weak

Multi-scale study of the rainy season onset over the Sudano-Sahelian belt: Spatial coherence and potential predictability

The spatial coherence of boreal monsoon onset (July-September) over the western and central Sahel is studied through the analysis of daily rainfall records for 136 rain-gauges from 1950-2000. Onset of the rainy season has been defined using 3 definitions which rely on 3 overlapped spatial scales: (i) the regional scale, i.e. the northward ITCZ jump from Guinean to Soudano-Sahelian latitudes, (ii) the meso-scale related with the first occurrence of the main rainfall-generating phenomenon, that is squall line and (iii) the local-scale of the first rainfall recorded at the rain-gauge. Local and meso-scale onsets show a weak degree of instantaneous and inter-annual spatial coherence, meaning that onset is almost never simultaneously recorded across a regional network but also that its inter-annual variability is not in-phase across such area. In consequence, the seasonal predictability of the monsoon onset coming from planetary and zonal sea surface temperature variations is weak

Spatial coherence and potential predictability of intraseasonal descriptors of the rainy season in Soudano-Sahelian Africa : application to the pearl millet crop in Niamey area

Ce travail de thèse a un double objectif : (i) combler le manque de connaissances concernant la cohérence spatiale et la prévisibilité potentielle de descripteurs intrasaisonniers (DIS) de la saison des pluies en Afrique soudano-sahélienne. Les descripteurs retenus sont le cumul saisonnier (S), l’occurrence des jours pluvieux > 1 mm (O), l’intensité moyenne des pluies journalières (I), les dates de démarrage (DSP) et de fin (FSP) de la saison des pluies, la durée moyenne des séquences sèches (DSS) et humides (DSH) ; (ii) documenter la relation climat-agriculture et en particulier celle entre variabilité intrasaisonnière des pluies et rendements, à partir de l’exemple de la culture du mil dans la région de Niamey. À partir des enregistrements pluviométriques journaliers (1950-2000) issus de la base FRIENDAOC documentant un réseau de 136 stations localisées au Sénégal, Mali, Burkina Faso et Niger, la cohérence spatiale à l’échelle interannuelle, a été estimée par divers scores statistiques (DOF, var[SAI], ACP, corrélations). Elle apparaît contrastée entre les descripteurs intrasaisonniers. Les anomalies de cumul saisonnier et d’occurrence des jours pluvieux > 1 mm présentent une forte cohérence spatiale d’une année sur l’autre. À l’inverse, la cohérence spatiale les anomalies interannuelles de l intensité moyenne des pluies journalières, des dates de démarrage et de fin de la saison des pluies, et de la durée moyenne des séquences sèches et humides est faible. Ainsi, le signal interannuel régional du cumul saisonnier semble principalement lié à une modulation systématique en phase de l’occurrence des jours pluvieux > 1 mm. La prévisibilité potentielle de S, O, DSP et FSP, estimée à partir des précipitations issues de 24 simulations du MCG ECHAM 4.5 forcé par les TSO historiques, est faible. Par contre, l'application de modèles statistico-dynamiques basés sur les précipitations ou la dynamique atmosphérique simulées permet d'améliorer les scores de performance pour le cumul saisonnier et l’occurrence des jours de pluies > 1 mm.Enfin, à partir d’enquêtes et de suivis menés en milieu agricole sur la culture du mil, ainsi que d’enregistrements pluviométriques journaliers sur l’observatoire AMMA-CATCH Niger entre 2004 et 2007, une analyse de la relation entre date de semis, date de démarrage de la saison des pluies et rendements finaux a été réalisée. Les résultats montrent que (i) la plupart des agriculteurs attendent le premier événement pluvieux recueillant au moins 10 mm en deux jours pour semer ; (ii) les vagues de semis sont généralement synchronisées sur le démarrage méso-échelle de la saison des pluies plutôt que sur le démarrage agronomique et (iii) la sensibilité du rendement en grains, testée à partir de simulations du modèle agronomique SARRA-H, pour différentes dates de semis (semis observé, date de démarrage de la saison des pluies), est faible.The aim of this thesis is twofold : (i) fill a lack of knowledge about the spatial coherence and seasonal predictability of the intraseasonal characteristics (ISC) of the soudano-sahelian rainy season. These ISC are the seasonal rainfall amount (S), the daily rainfall frequency > 1 mm (O), the daily rainfall mean intensity (I), the dates of the onset and withdrawal of the rainy season, the mean length of the dry (LDS) and/or wet spells (LWS) ; (ii) document the climate-agriculture relationship over the Niamey area based on the millet crop example.From FRIEND-AOC daily rainfall records (1950-2000) for a 136 stations-network located in Senegal, Mali, Burkina-Faso and Niger, the spatial coherence, estimated through DOF, var[SAI], EOF, correlation, is not equivalent between the intra-seasonal characteristics. Seasonal rainfall and daily rainfall frequency anomalies have a substantial interannual spatial coherence. Conversely, the spatial coherence of daily mean intensity, onset and withdrawal dates of the rainy season and mean length of dry/wet spells interannual anomalies is weak. Consequently, the regional signal of the seasonal amount interannual variability seems mainly related to the in-phase modulation of the daily rainfall frequency. Potential predictability of seasonal amount, daily rainfall frequency, onset and withdrawal dates of the rainy season estimated from a 24-member ensemble of simulations made with the ECHAM 4.5 GCM forced by observed SSTs, is poor. On the other hand, the use of a model output statistics approached based on simulated rainfall or atmospheric dynamics enhances the skill of the seasonal amount and daily rainfall frequency hindcasts.Lastly, the relationship between the sowing date – rainy season onset date – and yield has been analysed using data collected from on-farm surveys of pearl millet crops, and rain-gauges records between 2004 to 2007 over the AMMA-CATCH Niger supersite. Results show that: (i) most of the farmers wait for the first rainy event greater than 10 mm to sow; (ii) the sowing waves are usually synchronized with the mesoscale onset date rather than the agronomic onset date; (iii) the sensitivity of grain yields, evaluated from SARRA-H crop model simulations initialized with different sowing dates (i.e. observed sowing date, agronomic and hydrologic onset date), is weak

Cohérence spatiale et prévisibilité potentielle des descripteurs intrasaisonniers de la saison des pluies en Afrique Soudano-Sahélienne : application à la culture du mil dans la région de Niamey

The aim of this thesis is twofold : (i) fill a lack of knowledge about the spatial coherence and seasonal predictability of the intraseasonal characteristics (ISC) of the soudano-sahelian rainy season. These ISC are the seasonal rainfall amount (S), the daily rainfall frequency > 1 mm (O), the daily rainfall mean intensity (I), the dates of the onset and withdrawal of the rainy season, the mean length of the dry (LDS) and/or wet spells (LWS) ; (ii) document the climate-agriculture relationship over the Niamey area based on the millet crop example.From FRIEND-AOC daily rainfall records (1950-2000) for a 136 stations-network located in Senegal, Mali, Burkina-Faso and Niger, the spatial coherence, estimated through DOF, var[SAI], EOF, correlation, is not equivalent between the intra-seasonal characteristics. Seasonal rainfall and daily rainfall frequency anomalies have a substantial interannual spatial coherence. Conversely, the spatial coherence of daily mean intensity, onset and withdrawal dates of the rainy season and mean length of dry/wet spells interannual anomalies is weak. Consequently, the regional signal of the seasonal amount interannual variability seems mainly related to the in-phase modulation of the daily rainfall frequency. Potential predictability of seasonal amount, daily rainfall frequency, onset and withdrawal dates of the rainy season estimated from a 24-member ensemble of simulations made with the ECHAM 4.5 GCM forced by observed SSTs, is poor. On the other hand, the use of a model output statistics approached based on simulated rainfall or atmospheric dynamics enhances the skill of the seasonal amount and daily rainfall frequency hindcasts.Lastly, the relationship between the sowing date – rainy season onset date – and yield has been analysed using data collected from on-farm surveys of pearl millet crops, and rain-gauges records between 2004 to 2007 over the AMMA-CATCH Niger supersite. Results show that: (i) most of the farmers wait for the first rainy event greater than 10 mm to sow; (ii) the sowing waves are usually synchronized with the mesoscale onset date rather than the agronomic onset date; (iii) the sensitivity of grain yields, evaluated from SARRA-H crop model simulations initialized with different sowing dates (i.e. observed sowing date, agronomic and hydrologic onset date), is weak.Ce travail de thèse a un double objectif : (i) combler le manque de connaissances concernant la cohérence spatiale et la prévisibilité potentielle de descripteurs intrasaisonniers (DIS) de la saison des pluies en Afrique soudano-sahélienne. Les descripteurs retenus sont le cumul saisonnier (S), l’occurrence des jours pluvieux > 1 mm (O), l’intensité moyenne des pluies journalières (I), les dates de démarrage (DSP) et de fin (FSP) de la saison des pluies, la durée moyenne des séquences sèches (DSS) et humides (DSH) ; (ii) documenter la relation climat-agriculture et en particulier celle entre variabilité intrasaisonnière des pluies et rendements, à partir de l’exemple de la culture du mil dans la région de Niamey. À partir des enregistrements pluviométriques journaliers (1950-2000) issus de la base FRIENDAOC documentant un réseau de 136 stations localisées au Sénégal, Mali, Burkina Faso et Niger, la cohérence spatiale à l’échelle interannuelle, a été estimée par divers scores statistiques (DOF, var[SAI], ACP, corrélations). Elle apparaît contrastée entre les descripteurs intrasaisonniers. Les anomalies de cumul saisonnier et d’occurrence des jours pluvieux > 1 mm présentent une forte cohérence spatiale d’une année sur l’autre. À l’inverse, la cohérence spatiale les anomalies interannuelles de l intensité moyenne des pluies journalières, des dates de démarrage et de fin de la saison des pluies, et de la durée moyenne des séquences sèches et humides est faible. Ainsi, le signal interannuel régional du cumul saisonnier semble principalement lié à une modulation systématique en phase de l’occurrence des jours pluvieux > 1 mm. La prévisibilité potentielle de S, O, DSP et FSP, estimée à partir des précipitations issues de 24 simulations du MCG ECHAM 4.5 forcé par les TSO historiques, est faible. Par contre, l'application de modèles statistico-dynamiques basés sur les précipitations ou la dynamique atmosphérique simulées permet d'améliorer les scores de performance pour le cumul saisonnier et l’occurrence des jours de pluies > 1 mm.Enfin, à partir d’enquêtes et de suivis menés en milieu agricole sur la culture du mil, ainsi que d’enregistrements pluviométriques journaliers sur l’observatoire AMMA-CATCH Niger entre 2004 et 2007, une analyse de la relation entre date de semis, date de démarrage de la saison des pluies et rendements finaux a été réalisée. Les résultats montrent que (i) la plupart des agriculteurs attendent le premier événement pluvieux recueillant au moins 10 mm en deux jours pour semer ; (ii) les vagues de semis sont généralement synchronisées sur le démarrage méso-échelle de la saison des pluies plutôt que sur le démarrage agronomique et (iii) la sensibilité du rendement en grains, testée à partir de simulations du modèle agronomique SARRA-H, pour différentes dates de semis (semis observé, date de démarrage de la saison des pluies), est faible

Date de semis du mil et variabilité intrasaisonnière des précipitations au Niger

Image du Mois, MappemondeLe rôle du déterminisme pluviométrique, et plus spécifiquement du démarrage de la saison des pluies, sur les pratiques agricoles a été évalué à partir de l'exemple de la culture du mil dans la région de Niamey parce que celle-ci y occupe une place prépondérante. Cette analyse, à l'interface du climat et des sociétés, a été réalisée à partir d'enquêtes agronomiques conduites en milieu paysan sur l'observatoire AMMA-CATCH Niger sur un carré de100 km x 100 km au NE de Niamey entre 2004 et 2007. Par ailleurs, le démarrage de la saison des pluies repose sur des considérations subjectives qui dépendent fortement de l'utilisateur. Ainsi, ce dernier est de nature équivoque dans ces régions semi-arides. La détermination de la date de démarrage de la saison des pluies a été appréhendée à partir d'une approche multi-échelle définie : (i) du point de vue de l'hydrologue, c'est-à-dire à la méso-échelle dont l'extension spatiale est de l'ordre de 10 à 1000 km. La définition est basée sur l'occurrence du premier système convectif organisé générant des précipitations sur la bande sahélienne (Balme et al., 2005) ; et (ii) du point de vue de l'agronome, c'est-à-dire à l'échelle locale, dont l'extension spatiale est de l'ordre de 1 à 10 km. La définition est ici basée sur les premières pluies utiles enregistrées à l'échelle de la station ou de la parcelle (Sivakumar, 1988). Nous avons ensuite tenté de mettre en évidence le degré de correspondance entre la date de semis en milieu paysan et la date de démarrage de la saison des pluies

Intérêts du corps adipeux de la bouche dans la fermeture des communications bucco-sinusiennes

BORDEAUX2-BU Sci.Homme/Odontol. (330632102) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocSudocFranceF

Lien entre démarrage de la saison des pluies et rendements agricoles observés/simulés du mil sur le site AMMA-CATCH.

International audienc

Spatial coherence of agronomic boreal monsoon onset over Western and Central Sahel (1950-2000).

Poster Presentatio