Observations et modélisation des extrêmes de précipitation aux échelles saisonnière à interannuelle au Sahel

Les événements extrêmes de précipitations (EEP) ont un impact fort sur les populations, les biens et les activités économiques au Sahel. Les deux dernières décennies ont vu leur fréquence d’occurrence et leur intensité augmenter, et les projections climatiques tendent à montrer que cela va continuer. Cependant, de nombreuses zones d’ombre demeurent sur les mécanismes pilotant leurs propriétés et leur variabilité. Cette thèse se propose d’aborder certaines des questions scientifiques sous-jacentes : Quelles sont, qualitativement et quantitativement, ces propriétés ? Quelles sont les mécanismes gouvernant la variabilité des EEPs, notamment aux échelles interannuelles ? Un EEP peut prendre des formes variées. Ici, la définition adoptée est la suivante : tout événements pluvieux dont le cumul journalier sur une surface de 1◦x1◦ est supérieur ou égal au 99ème percentile de la distribution empirique de la pluie journalière estimée à l’échelle de cette surface. Pour répondre à ces questions, cette thèse se décompose en deux volets. Le premier volet se focalise sur la documentation des EEPs sahéliens. Cet objectif requiert a priori l’utilisation d’observations de précipitation, ce qui représente malheureusement une difficulté majeure à l’échelle du Sahel (faible densité du réseau de pluviomètres, accessibilité souvent restreinte). Grâce à une collaboration avec l’agence météorologique du Burkina Faso, nous avons pu avoir accès à un réseau de pluviomètres particulièrement dense pour la région, et adapté à la documentation des EEPs sur ce pays pour la période récente (2001-2013). Ce jeu de données montre que les EEPs se produisent en phase avec le cycle annuel de la mousson africaine et plus fréquemment pendant les années humides. Par ailleurs, la variabilité de leur cumul est dominée par la variabilité de leur nombre plutôt qu’un changement dans leur intensité. Pour étendre ces résultats à l’échelle du Sahel, nous avons considéré la quasi-totalité des produits grillés de précipitation (24 produits mélangeant différentes sources d’observations et algorithmes d’estimation de la pluie). Ces produits ont d’abord été évalués sur la Burkina Faso à l’aide de nos données de référence. Leur plus grande difficulté est d’estimer quantitativement l’intensité des EEPs. Cette difficulté se manifeste sur l’ensemble du Sahel par une forte dispersion de ces produits sur le 99ème percentile de la pluie journalière. Malgré tout, les produits disponibles s’accordent sur le couplage entre précipitation totale et EEPs sur le Sahel, aux échelles saisonnière et interannuelle. Le second volet propose d’utiliser la modélisation pour étudier l’impact de la variabilité interannuelle des températures de surface de la mer de l’Atlantique tropical sur les EEPs sahéliens, avec au coeur de cette stratégie le modèle atmosphérique global ARPEGE-Climat développé au CNRM. La dernière version disponible de ce modèle a tout d’abord été évaluée sur plusieurs facettes du climat ouest-africain. Son principal défaut est un manque important de précipitation sur le Sahel, limitant son utilisation pour notre objectif. Nous avons cependant pu mettre en oeuvre une approche statistique récemment développée dans la communauté française de modélisation du climat permettant de re-calibrer efficacement le modèle et de le rendre plus adapté à nos préoccupations. Plusieurs configurations ont été identifiées. Une de celle-ci est ensuite utilisée pour étudier la réponse du climat sahélien à des anomalies chaudes ou froides dans l’Atlantique tropical

Présentation de trois études d’approvisionnement en énergie pour le Mali de 2017 à 2040

Au Mali, les énergies issues des combustibles ligneux (78%) et des produits pétroliers importés (17%) couvrent l’essentiel des besoins en énergie pour les ménages, les industries et le secteur tertiaire. Le Mali est un pays sahélien et non producteur de pétrole. L’utilisation de ce type de ressources énergétiques a un impact négatif sur l’économie en raison des importations et de l’utilisation de la couverture végétale comme source de combustible ligneuse.Afin de réduire l’utilisation du bois, et des produits pétroliers dans la consommation d’énergie, et ainsi aider les décideurs Maliens, nous présentons trois scénarios d’approvisionnement dans ce travail. Le premier est un scénario de base, qui présente la situation actuelle et sert de référence (scénario 1), le second scénario (scénario 2) postule que l’utilisation des ressources du bois-énergie (bois et charbon de bois) et des produits pétroliers dans la production d’électricité est maintenue et le troisième scénario (scénario 3) suppose une diminution de l’utilisation desproduits pétroliers dans la production d’électricité tout en maintenant l’utilisation du bois grâce à l’augmentation de l’usage des énergies renouvelables.Dans cet article nous présentons une estimation de la consommation d’énergiefinale de 2017 à 2040 basée sur le taux de progression de chaque source d’énergie (bois-énergie, produits pétroliers et électricité). Les trois scénarios envisagés permettent d’augmenter la production d’électricité dans le bilan énergétique. Dans les scénarios 2et 3, l’augmentation de la production de biomasse de type déchets et bioéthanol permettrait de diminuer la consommation du bois et de charbon de bois comme source d’énergie et aussi de réduire l’utilisation des produits pétroliers notamment dans la production d’électricité. Ainsi, le développement de ses sources d’énergie permettrait au Mali de mettre en valeur ses ressources énergétiques locales (résidus, biocarburants, déchets, solaire) et d’être de plus en plus indépendant vis-à-vis des importations de produits pétroliers. Ce développement vertueux permettrait aussi de préserver l’environnement et plus particulièrement la végétation au Mali

Concordance of vaccination status and associated factors with incomplete vaccination: a household survey in the health district of Segou, Mali, 2019

Introduction: the region of Segou recorded 36.8% of children were incompletely vaccinated in 2018. In 2019, the district of Segou was one of the districts with the lowest vaccination coverage in the region, with 85.1% coverage for the three doses of the pentavalent vaccine and 85.4% for the measles vaccine. This study was initiated to better understand this low vaccination coverage, in the absence of specific studies on vaccination coverage in the district of Segou. Methods: a prospective cross-sectional study was conducted from May to August 2020 with 30 clusters. We performed Kappa coefficient, bivariate, and multiple logistic regression analysis. Results: findings showed that 18.46% (101/547) [15.44-21.93] of children were incompletely vaccinated. Mothers correctly reported the vaccination status of their children in 67.30% of cases (Kappa coefficient). Uneducated (OR[IC95%]=2.13[1.30-3.50]), living in rural area (OR[IC95%]=2.07[1.23-3.47]), lack of knowledge of Expanded Program on Immunization (EPI) target diseases (OR[IC95%]=2.37[1.52-3.68]), lack of knowledge of vaccination schedule (OR[IC95%]=3.33[1.90-5.81]) and lack of knowledge of the importance of vaccination (OR[IC95%]=3.6[2.35-6.32]) were associated with incomplete vaccination. In multivariate analysis, uneducated (ORa[IC95%>]=1.68[1.004-2.810]) and lack of knowledge of the importance of vaccination were associated with incomplete vaccination (ORa[IC95%]=3.40[2.049-5.649]). Conclusion: findings showed a good concordance of the vaccination status. Living in a rural area, no education, lack of the knowledge of EPI target diseases, lack of the knowledge of vaccination schedule and lack of knowledge of the importance of vaccination were associated with incomplete vaccination

Observations and modeling of extremes rainfall on seasonal to interannual scales in the Sahel

Les événements extrêmes de précipitations (EEP) ont un impact fort sur les populations, les biens et les activités économiques au Sahel. Les deux dernières décennies ont vu leur fréquence d'occurrence et leur intensité augmenter, et les projections climatiques tendent à montrer que cela va continuer. Cependant, de nombreuses zones d'ombre demeurent sur les mécanismes pilotant leurs propriétés et leur variabilité. Cette thèse se propose d'aborder certaines des questions scientifiques sous-jacentes : Quelles sont, qualitativement et quantitativement, ces propriétés ? Quelles sont les mécanismes gouvernant la variabilité des EEPs, notamment aux échelles interannuelles ? Un EEP peut prendre des formes variées. Ici, la définition adoptée est la suivante : tout événements pluvieux dont le cumul journalier sur une surface de 1°x1° est supérieur ou égal au 99 ème percentile de la distribution de la pluie journalière estimée à l'échelle de cette surface. Pour répondre à ces questions, cette thèse se décompose en deux volets. Le premier volet se focalise sur la documentation des EEPs sahéliens. Cet objectif requiert a priori l'utilisation d'observations de précipitation, ce qui représente malheureusement une difficulté majeure à l'échelle du Sahel (faible densité du réseau de pluviomètres, accessibilité souvent restreinte). Grâce à une collaboration avec l'agence météorologique du Burkina Faso, nous avons pu avoir accès à un réseau de pluviomètres particulièrement dense pour la région, et adapté à la documentation des EEPs sur ce pays pour la période récente (2001-2013). Ce jeu de données montre que les EEPs se produisent en phase avec le cycle annuel de la mousson africaine et plus fréquemment pendant les années humides. Par ailleurs, la variabilité de leur cumul est dominée par la variabilité de leur nombre plutôt qu'un changement dans leur intensité. Pour étendre ces résultats à l'échelle du Sahel, nous avons considéré la quasi-totalité des produits grillés de précipitation (24 produits mélangeant différentes sources d'observations et algorithmes d'estimation de la pluie). Ces produits ont d'abord été évalués sur la Burkina Faso à l'aide de nos données de référence. Leur plus grande difficulté est d'estimer quantitativement l'intensité des EEPs. Cette difficulté se manifeste sur l'ensemble du Sahel par une forte dispersion de ces produits sur le 99 ème percentile de la pluie journalière. Malgré tout, les produits disponibles s'accordent sur le couplage entre précipitation totale et EEPs sur le Sahel, aux échelles saisonnière et interannuelle. Le second volet propose d'utiliser la modélisation pour étudier l'impact de la variabilité interannuelle des températures de surface de la mer de l'Atlantique tropical sur les EEPs sahéliens, avec au coeur de cette stratégie le modèle atmosphérique global ARPEGE-Climat développé au CNRM. La dernière version disponible de ce modèle a tout d'abord été évaluée sur plusieurs facettes du climat ouest-africain. Son principal défaut est un manque important de précipitation sur le Sahel, limitant son utilisation pour notre objectif. Nous avons cependant pu mettre en oeuvre une approche statistique récemment développée dans la communauté française de modélisation du climat permettant de recalibrer efficacement le modèle et de le rendre plus adapté à nos préoccupations. Plusieurs configurations sont même identifiées. Une de celle-ci est ensuite utilisée pour étudier la réponse du climat sahélien à des anomalies chaudes ou froides dans l'Atlantique tropical.Extreme precipitating events (EPEs) have a strong impacts on populations, livelihoods and economic activities in the Sahel. The last two decades have seen an increase in their frequency of occurrence and intensity, and climate projections tend to show that this will persist. However, many gaps remain in the understanding of the mechanisms driving their properties and variability. This thesis addresses some of the underlying scientific questions : What are, qualitatively and quantitatively, these properties ? What are the mechanisms governing the variability of EPEs, especially on interannual timescales ? An EPE can be defined in various ways. Here, the following definition is adopted : any rainfall event whose daily accumulation over an area of 1°x1° is greater than or equal to the 99 th percentile of the distribution of daily rainfall estimated at the scale of this area. To answer these questions, this thesis is divided into two parts. The rst one focuses on the documentation of Sahelian EPEs. This objective requires the use of precipitation observations, which unfortunately represents a major difficulty at the Sahel scale (low density of the rain gauge network, with often restricted access). Thanks to a collaboration with the meteorological agency of Burkina Faso, we were able to access a particularly dense network of rain gauges for the region, and appropriate for documenting EPEs over this country for the recent period (2001-2013). The analysis of this dataset emphasizes that the EPEs occur in phase with the West African monsoon annual cycle and are more frequent during wet years. Furthermore, the variability in their annual rainfall contribution is dominated by that in their number rather than that in their intensity. To extend these results to the wider Sahel, we considered almost all currently available gridded rainfall products (24 products using different sources of observations and rainfall estimation algorithms). These products are first evaluated over Burkina Faso using our reference data. The greatest difficulty for these products is to quantitatively estimate the EPE intensity. This difficulty manifests over the entire Sahel via a strong dispersion of these products on the 99 th percentile of daily rainfall. Nevertheless, the available products agree on the strong coupling between total precipitation and EPEs over the Sahel, on seasonal and interannual timescales. The second part proposes to use a modelling approach to study the impact of interannual variability of tropical Atlantic sea surface temperatures on Sahelian EPEs, based on the ARPEGE-Climat global atmospheric model developed at CNRM. The latest available version of the model is first evaluated on several facets of the West African climate, its main shortcoming being a significant lack of precipitation over the Sahel. This makes it unsuitable for our purposes. However, we have been able to use a statistical approach recently developed by the French climate modelling community that allows us to efficiently recalibrate the model and makes it more appropriate for our purposes. Several relevant configurations have been achieved. One of these is then used to study the response of the Sahelian climate to warm or cold anomalies in the tropical Atlantic

Observations et modélisation des extrêmes de précipitation aux échelles saisonnière à interannuelle au Sahel

Extreme precipitating events (EPEs) have a strong impacts on populations, livelihoods and economic activities in the Sahel. The last two decades have seen an increase in their frequency of occurrence and intensity, and climate projections tend to show that this will persist. However, many gaps remain in the understanding of the mechanisms driving their properties and variability. This thesis addresses some of the underlying scientific questions : What are, qualitatively and quantitatively, these properties ? What are the mechanisms governing the variability of EPEs, especially on interannual timescales ? An EPE can be defined in various ways. Here, the following definition is adopted : any rainfall event whose daily accumulation over an area of 1°x1° is greater than or equal to the 99 th percentile of the distribution of daily rainfall estimated at the scale of this area. To answer these questions, this thesis is divided into two parts. The rst one focuses on the documentation of Sahelian EPEs. This objective requires the use of precipitation observations, which unfortunately represents a major difficulty at the Sahel scale (low density of the rain gauge network, with often restricted access). Thanks to a collaboration with the meteorological agency of Burkina Faso, we were able to access a particularly dense network of rain gauges for the region, and appropriate for documenting EPEs over this country for the recent period (2001-2013). The analysis of this dataset emphasizes that the EPEs occur in phase with the West African monsoon annual cycle and are more frequent during wet years. Furthermore, the variability in their annual rainfall contribution is dominated by that in their number rather than that in their intensity. To extend these results to the wider Sahel, we considered almost all currently available gridded rainfall products (24 products using different sources of observations and rainfall estimation algorithms). These products are first evaluated over Burkina Faso using our reference data. The greatest difficulty for these products is to quantitatively estimate the EPE intensity. This difficulty manifests over the entire Sahel via a strong dispersion of these products on the 99 th percentile of daily rainfall. Nevertheless, the available products agree on the strong coupling between total precipitation and EPEs over the Sahel, on seasonal and interannual timescales. The second part proposes to use a modelling approach to study the impact of interannual variability of tropical Atlantic sea surface temperatures on Sahelian EPEs, based on the ARPEGE-Climat global atmospheric model developed at CNRM. The latest available version of the model is first evaluated on several facets of the West African climate, its main shortcoming being a significant lack of precipitation over the Sahel. This makes it unsuitable for our purposes. However, we have been able to use a statistical approach recently developed by the French climate modelling community that allows us to efficiently recalibrate the model and makes it more appropriate for our purposes. Several relevant configurations have been achieved. One of these is then used to study the response of the Sahelian climate to warm or cold anomalies in the tropical Atlantic.Les événements extrêmes de précipitations (EEP) ont un impact fort sur les populations, les biens et les activités économiques au Sahel. Les deux dernières décennies ont vu leur fréquence d'occurrence et leur intensité augmenter, et les projections climatiques tendent à montrer que cela va continuer. Cependant, de nombreuses zones d'ombre demeurent sur les mécanismes pilotant leurs propriétés et leur variabilité. Cette thèse se propose d'aborder certaines des questions scientifiques sous-jacentes : Quelles sont, qualitativement et quantitativement, ces propriétés ? Quelles sont les mécanismes gouvernant la variabilité des EEPs, notamment aux échelles interannuelles ? Un EEP peut prendre des formes variées. Ici, la définition adoptée est la suivante : tout événements pluvieux dont le cumul journalier sur une surface de 1°x1° est supérieur ou égal au 99 ème percentile de la distribution de la pluie journalière estimée à l'échelle de cette surface. Pour répondre à ces questions, cette thèse se décompose en deux volets. Le premier volet se focalise sur la documentation des EEPs sahéliens. Cet objectif requiert a priori l'utilisation d'observations de précipitation, ce qui représente malheureusement une difficulté majeure à l'échelle du Sahel (faible densité du réseau de pluviomètres, accessibilité souvent restreinte). Grâce à une collaboration avec l'agence météorologique du Burkina Faso, nous avons pu avoir accès à un réseau de pluviomètres particulièrement dense pour la région, et adapté à la documentation des EEPs sur ce pays pour la période récente (2001-2013). Ce jeu de données montre que les EEPs se produisent en phase avec le cycle annuel de la mousson africaine et plus fréquemment pendant les années humides. Par ailleurs, la variabilité de leur cumul est dominée par la variabilité de leur nombre plutôt qu'un changement dans leur intensité. Pour étendre ces résultats à l'échelle du Sahel, nous avons considéré la quasi-totalité des produits grillés de précipitation (24 produits mélangeant différentes sources d'observations et algorithmes d'estimation de la pluie). Ces produits ont d'abord été évalués sur la Burkina Faso à l'aide de nos données de référence. Leur plus grande difficulté est d'estimer quantitativement l'intensité des EEPs. Cette difficulté se manifeste sur l'ensemble du Sahel par une forte dispersion de ces produits sur le 99 ème percentile de la pluie journalière. Malgré tout, les produits disponibles s'accordent sur le couplage entre précipitation totale et EEPs sur le Sahel, aux échelles saisonnière et interannuelle. Le second volet propose d'utiliser la modélisation pour étudier l'impact de la variabilité interannuelle des températures de surface de la mer de l'Atlantique tropical sur les EEPs sahéliens, avec au coeur de cette stratégie le modèle atmosphérique global ARPEGE-Climat développé au CNRM. La dernière version disponible de ce modèle a tout d'abord été évaluée sur plusieurs facettes du climat ouest-africain. Son principal défaut est un manque important de précipitation sur le Sahel, limitant son utilisation pour notre objectif. Nous avons cependant pu mettre en oeuvre une approche statistique récemment développée dans la communauté française de modélisation du climat permettant de recalibrer efficacement le modèle et de le rendre plus adapté à nos préoccupations. Plusieurs configurations sont même identifiées. Une de celle-ci est ensuite utilisée pour étudier la réponse du climat sahélien à des anomalies chaudes ou froides dans l'Atlantique tropical

Tropical Waves Are Key Drivers of Extreme Precipitation Events in the Central Sahel

International audienceExtreme precipitation events (EPE) are often associated with severe floods and significant damages in Central Sahel. To better understand their formation and improve their forecasts, we investigate the sub‐seasonal drivers of EPEs. A composite analysis reveals that moist, cyclonic and upper‐level divergence anomalies are found on average as a result of several tropical waves. The equatorial Rossby wave (ER) dominates at large scale providing a moist and convectively‐active anomaly over the northern Sahel together with a smaller‐scale African Easterly Wave (AEW). The Madden‐Julian Oscillation provides upper‐level divergence anomalies and a Kelvin wave increases convection during the EPE. Statistics show the prevalence of AEW and emphasize ER as a key driver of EPE. The co‐occurrences of several tropical waves, especially those involving AEW, ER, and Kelvin waves, increase the probability of EPE. Monitoring these tropical waves combinations could improve EPEs forecasts

Extreme precipitating events in satellite and rain-gauge products over the Sahel

International audienceOver the recent decades, extreme precipitation events (EPEs) have become more frequent over the Sahel. Their properties, however, have so far received little attention. In this study the spatial distribution, intensity, seasonality, and interannual variability of EPEs are examined, using both a reference dataset based on a high-density rain gauge network over Burkina Faso and 24 precipitation gridded datasets. The gridded datasets are evaluated in depth over Burkina Faso while their commonalities are used to document the EPE properties over the Sahel. EPEs are defined as the occurrence of daily accumulated precipitation exceeding the all-day 99th percentile over a 1° × 1° pixel. Over Burkina Faso, this percentile ranges between 21 and 33 mm day−1 . The reference dataset show that EPEs occur in phase with the West African monsoon annual cycle, more frequently during the monsoon core season and during wet years. These results are consistent among the gridded datasets over Burkina Faso but also over the wider Sahel. The gridded datasets exhibit a wide diversity of skills when compared to the Burkinabe reference. The Global Precipitation Climatology Centre Full Data Daily version 1 (GPCC-FDDv1) and the Global Satellite Mapping of Precipitation Gauge Reanalysis version 6.0 (GSMaP-gauge-RNL v6.0) are the only products that properly reproduce all of the EPE features examined in this work. The datasets using a combination of microwave and infrared measurements are prone to overestimate the EPE intensity, while infrared-only products generally underestimate it. Their calibrated versions perform better than their uncalibrated (near-real-time) versions. This study finally emphasizes that the lack of rain gauge data availability over the whole Sahel strongly impedes our ability to gain insights in EPE properties