Effect of seasonal dynamics of vegetation cover on land surface models: a case study of NOAH LSM over a savanna farm land in eastern Burkina Faso, West Africa

International audienceThe sensitivity of the land surface model of the National Centers for Environmental Prediction (NCEP), the Oregon State University, the Air Force and the Hydrologic Research Lab (NOAH LSM) was evaluated with respect to the seasonal dynamics of the vegetation cover in the savanna area under intensive agriculture in the eastern part of Burkina Faso, West Africa. The data collected during the first long-term measurement of the surface fluxes in this mentioned region was used for this purpose. The choice of NOAH LSM was motivated by the fact that it has already been tested in different environments in West Africa, especially in Ghana. The sensitivity was tested by comparing the simulated surfaces fluxes using a fixed values of the roughness length for momentum as a standard in the model and the true seasonal value of this variable. The results show that NOAH LSM was not sensitive to the change of the roughness length for momentum neither on a seasonal basis nor on a daily basis, which was found to be abnormal. The formulation of the coefficient (Bc) coupling the dry canopy transpiration to the atmosphere was found to be the main reason for this. An improved formulation for this coefficient was given to solve this insensitivity and to improve the performance of the model. Recommendations are also given to enhance the performance of the model in the West African savanna environment

Corrélation entre les flux de chaleur sensible et latente avec la longueur de rugosité de surface. Influence sur la disponibilité des ressources en eau sur les terres intensivement exploitées de l’Est du Burkina Faso.

 L’exploitation des terres, exprimée par la longueur de rugosité de surface zo, est un facteur important qui influence le processus d’échange d’énergie entre la surface de la terre et l’air. Cette étude qui s’intègre dans le cadre des travaux de thèse intitulés « Impact de l’exploitation des terres sur le bilan hydrologique dans les bassins versants de l’Est du Burkina Faso » met en relation les principaux termes du bilan d’énergie (le flux de chaleur sensible et latente) avec la longueur de rugosité de surface zo calculée à l’aide de la loi de similarité de Moninh - Obhukoh.  La méthodologie est basée sur l’observation des données micro-météorologiques qui sont constituées des mesures simultanées des moyennes sur chaque heure de la vitesse du vent, du flux de chaleur sensible et latente et la température. Ces mesures ont été effectuées à 10 m du sol qui constitue la hauteur du mat de la station installée à l’Est du Burkina Faso précisément à Tanyele (département de Kompienga). Un anémomètre sonique triaxial est utilisé pour la mesure du flux de chaleur sensible, de la vitesse du vent et la température de l’air. L’hygromètre Campbell KH2O à krypton est utilisé pour la mesure du flux de chaleur latente. Le traitement des données brutes a été effectué par corrélation de remous en temps réel (chaque heure) à l’aide du logiciel ALTEDDY.  Les résultats montrent qu’il y a une bonne corrélation entre la longueur de rugosité de surface et les principaux termes du bilan d’énergie sur l’ensemble des données. Pour les données collectées sur une année, nous pouvons noter que le flux de chaleur sensible décroît exponentiellement lorsque la longueur de rugosité de surface croit (R2=- 0.84). De même le flux de chaleur latente croit de façon logarithmique avec la longueur de rugosité de surface (R2= 0.79). Lorsque nous analysons les données séparément sur les deux principales saisons qui caractérisent la zone d’étude (saison sèche et saison pluvieuse), nous constatons que la longueur de rugosité de surface n’a pas un impact significatif sur le flux de chaleur sensible et latente. D’autres paramètres climatiques tels que la radiation solaire, l’humidité relative et la température de l’air les déterminent. Cependant en saison pluvieuse, la longueur de rugosité de surface influence très négativement le flux de chaleur sensible (R2= - 0.92) contrairement au flux de chaleur latente qui montre une décroissance qui n’est pas aussi significative (R2= - 0.49). Cette décroissance du flux de chaleur sensible avec la longueur de rugosité de surface en saison pluvieuse peut entraîner une bonne recharge de la nappe si les écoulements de surface ne sont pas assez importants. Nous aurons besoin de beaucoup plus de données pour avoir des informations fiables sur la tendance croissante du flux de chaleur latente avec la longueur de rugosité de surface observée sur l’ensemble des données collectées

Energy balance closure and footprint analysis using Eddy Covariance measurements in Eastern Burkina Faso, West Africa

International audienceThe quality and the representativeness of the first long-term Eddy Covariance measurements in the savanna zone of West Africa were investigated using the energy balance closure and the footprint analysis. The quality and representativeness of the first long-term Eddy Covariance measurements over the West African savanna were investigated using the energy balance closure and the footprint analysis. The analysis covered four contrasting periods such as the complete dry season (January to March 2004), the dry to wet transition period (April to May 2004), the rainy season (June to September 2004) and the wet to dry transition period (October to November 2004). The results show that the overall energy balance closure can be considered as satisfactory over the whole dataset. The regression fit between (Rn?G) and (H+?E) was significant (Pr2) of 0.80 and a slope of 0.88, while the intercept was 25W/m2. The energy balance closure was affected by rain during the rainy season (r2=0.69), and by sampling problems during the transition periods (R2 were 0.80 and 0.86, respectively). The footprint analysis shows that the fetch ranged between 20 m (daytime) and 800 m (nighttime). This range showed that the fetch was adequate and fluxes sampled were representative, especially during the rainy season when the vegetal cover was dominated by crops and grasses with scale length of a few meters. During the dry season when the surface is free from crops and grasses, the measurements were also representative as about 60% of the trees around the station were contributing to the measured fluxes. However, during the transition periods some sampling problems appeared, less than 30% of the trees were contributing to the measured fluxes. The relevance of the dominant wind direction in the representativeness of the measurements was also discussed

Unités morphopédologiques et gestion de la fertilité des sols dans le Centre-Nord du Burkina Faso par les populations locales

Le Burkina Faso, à l\'image des pays sahéliens, subit les effets de la désertification. Cela est dû en grande partie à la variabilité climatique et à la dégradation du couvert végétal dont les causes sont à la fois naturelles et anthropiques. Au nombre des effets induits, la prise en compte de la baisse de la fertilité des sols semble être quelque peu négligée. Par une approche physicochimique et ethno-pédologique, cette conséquence a été abordée par la présente étude, dans le Centre-Nord du Burkina Faso. La relation entre l\'organisation des unités géomorphologiques et les sols d\'une part, et d\'autre part entre les unités morpho pédologiques et leur perception par les populations qui les exploitent, permettent de cerner toute l\'importance du modelé dans le drainage hydrique et dans la fertilité des sols. Cette connaissance constitue une véritable base pour une bonne gestion des sols ; elle permet de prendre toutes les dispositions conservatoires pour l\'amélioration et le maintien de la fertilité des sols en fonction des unités géomorphologiques. Keywords: Domaine soudano-sahélien, modelé du relief, sols, gestion de la fertilité, connaissances locales. Int. J. Biol. Chem. Sci. Vol. 2 (3) 2008: pp. 306-31

Impact sur l’environnement du projet de réhabilitation de la route Boulsa - Pouytenga - Sapaga au Burkina Faso

La réhabilitation de la route Boulsa - Pouytenga - Sapaga (Nationale 15) au Centre Est du Burkina Faso a causé d’importants problèmes environnementaux. En dépit de la sensibilité de cette région sahélienne menacée par la sécheresse, les initiateurs n‘ont pas pensé à faire une EIE (Etude d’impact sur l’Environnement) préalable à la mise en œuvre du projet. Cette étude est une analyse des différents impacts dont le milieu a été l’objet notamment la destruction des cailcédrats (khaya senegalensis) qui bordaient la route. II y ressort que les impacts les plus dommageables résultent du mauvais choix des sites d‘emprunt de matériaux et de la mauvaise conduite du chantier. Cette étude montre en outre dans quelle mesure une EIE aurait permis de dégager les alternatives techniques moins destructrices pour le milieu et propose enfin des mesures compensatoires contre les différents impacts négatifs

Mineral and crude protein content of natural pastures on Adamawa highlands, Cameroon

Mineral and crude protein content of natural pastures of the Adamawa Highlands of Cameroon were studied over a 12-month period. Samples of predominantly grazed graminae of these pastures were collected from basaltic and granitic soil types and analyzed for calcium (Ca), phosphorus (P) magnesium (Mg), potassium (K) and crude protein (CP) levels. Mineral and crude protein levels varied significantly with soil type, season and protein of plant sampled. Calcium, P, Mg, K and CP concentrations averaged 0.24 0.10, 0.20, 0.777 and 3.20 percent respectively indicating deficiencies in Ca, P an CBasaltic soil pastures had higher levels of Ca, P, Mg and CP than those of granitic soils. Calcium and Mg levels were significantly lower in pastures during the wet season than in the dry season. Potassium and CP levels were significantly lower in the pastures during the dry seasons necessitating phosphorus supplementation year round. Use of adapted legume forages and fertilization of natural pastures were suggested as alternatives to supplementation