Moins de jours pluvieux mais des pluies plus extrêmes en Afrique Australe d’ici la fin du siècle

L’Afrique Australe n’a pas été identifiée comme l’une des régions critiques face au changement climatique dans les rapports du GIEC, comme a pu l’être par exemple le 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 issues des modèles de climat ayant pris part au cinquième rapport du GIEC en 2013 simulent une relative stabilité des cumuls saisonniers pour les décennies futures (Fig. 1 cadre supérieur, ici avec un scénario d’émissions de gaz à effet de serre pessimiste : RCP8.5).

À ce changement de relativement faible amplitude sont associées des incertitudes relativement fortes. À l’exception de l’Afrique équatoriale, aucun consensus ne peut être trouvé parmi la quinzaine de modèle analysés ici quant au signe et à la significativité statistique de l’évolution des pluies saisonnières futures (Fig. 1, cadre inférieur).

Cette stabilité des pluies saisonnières cache pourtant des changements importants dans la structure des pluies quotidiennes. La Figure 2 (cadres se gauche) présente la même analyse pour l’évolution du nombre de jours pluvieux en été austral (au moins 1mm en 24H). Une tendance générale à la baisse se distingue très 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 la valeur du 99ème centile des pluies quotidiennes calculé sur les mêmes périodes de 30 ans (Figure 2, cadres de droite). 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 futures d’été sur la région, à cumul saisonnier équivalent, pourraient donc voir leur structure quotidienne évoluer fortement, avec moins de jours humides plus arrosés. Ces changements ne sont pas anodins pour les crues, l’érosion et le lessivement des sols, et les rendements agricoles, en une région densément peuplée où l’agriculture pluviale reste de très loin la première source de nourriture et de suffisance alimentaire.

Déjà esquissées à l’échelle globale ou au moins de la ceinture tropicale dans des travaux antérieurs, ces évolutions futures avaient pour l’heure été surtout décrites, à défaut d’être expliquées par des mécanismes physiques. Nous montrons ici que l’intensification des pluies extrêmes d’ici à la fin du siècle peut s’expliquer 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. Les décennies futures devraient voir une exagération des flux d’humidité tels que nous les connaissons aujourd’hui, un changement illustré par la formule anglaise “the rich get richer, the poor get poorer”. L’Afrique Australe, puits d’humidité à la convergence des flux originaires de l’Atlantique et de l’Indien, devrait être le lieu d’une convergence d’humidité accrue au fil du temps. Les évolutions dans les vents sont bien moindres, ce qui témoigne du rôle fondamental de l’humidité de la masse d’air dans ces évolutions futures.
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. En termes d’écarts à la moyenne (ou anomalies), la variabilité météorologique future devrait présenter de très fortes similarités avec les perturbations actuelles, mais les anomalies futures fluctueront autour d’un état moyen qui aura lui-même évolué. La superposition de ces deux échelles favorisera une convergence d’humidité plus grande en conditions instables, d’où des pluies plus intenses.

De telles évolutions, 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. Plus que jamais, la lutte pour aboutir à un mode de développement durable et à une économie décarbonée doit donc rester une priorité.

Pour plus de détails :

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.
www.nature.com/articles/srep46466

Benjamin Pohl | Centre de Recherches de Climatologie, UMR6282 Biogéosciences, CNRS / université de Bourgogne Franche-Comté, Dijon, France. benjamin.pohl@ubfc.fr

kc_data:

a:8:{i:0;s:0:"";s:4:"mode";s:0:"";s:3:"css";s:0:"";s:9:"max_width";s:0:"";s:7:"classes";s:0:"";s:9:"thumbnail";s:0:"";s:9:"collapsed";s:0:"";s:9:"optimized";s:0:"";}

kc_raw_content:

 

Moins de jours pluvieux mais des pluies plus extrêmes en Afrique Australe d'ici la fin du siècle

L'Afrique Australe n'a pas été identifiée comme l'une des régions critiques face au changement climatique dans les rapports du GIEC, comme a pu l'être par exemple le 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 issues des modèles de climat ayant pris part au cinquième rapport du GIEC en 2013 simulent une relative stabilité des cumuls saisonniers pour les décennies futures (Fig. 1 cadre supérieur, ici avec un scénario d'émissions de gaz à effet de serre pessimiste : RCP8.5).

À ce changement de relativement faible amplitude sont associées des incertitudes relativement fortes. À l'exception de l'Afrique équatoriale, aucun consensus ne peut être trouvé parmi la quinzaine de modèle analysés ici quant au signe et à la significativité statistique de l'évolution des pluies saisonnières futures (Fig. 1, cadre inférieur).

Cette stabilité des pluies saisonnières cache pourtant des changements importants dans la structure des pluies quotidiennes. La Figure 2 (cadres se gauche) présente la même analyse pour l'évolution du nombre de jours pluvieux en été austral (au moins 1mm en 24H). Une tendance générale à la baisse se distingue très 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 la valeur du 99ème centile des pluies quotidiennes calculé sur les mêmes périodes de 30 ans (Figure 2, cadres de droite). 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 futures d'été sur la région, à cumul saisonnier équivalent, pourraient donc voir leur structure quotidienne évoluer fortement, avec moins de jours humides plus arrosés. Ces changements ne sont pas anodins pour les crues, l'érosion et le lessivement des sols, et les rendements agricoles, en une région densément peuplée où l'agriculture pluviale reste de très loin la première source de nourriture et de suffisance alimentaire.

Déjà esquissées à l'échelle globale ou au moins de la ceinture tropicale dans des travaux antérieurs, ces évolutions futures avaient pour l'heure été surtout décrites, à défaut d'être expliquées par des mécanismes physiques. Nous montrons ici que l'intensification des pluies extrêmes d'ici à la fin du siècle peut s'expliquer 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. Les décennies futures devraient voir une exagération des flux d'humidité tels que nous les connaissons aujourd'hui, un changement illustré par la formule anglaise “the rich get richer, the poor get poorer”. L'Afrique Australe, puits d'humidité à la convergence des flux originaires de l'Atlantique et de l'Indien, devrait être le lieu d'une convergence d'humidité accrue au fil du temps. Les évolutions dans les vents sont bien moindres, ce qui témoigne du rôle fondamental de l'humidité de la masse d'air dans ces évolutions futures.
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. En termes d'écarts à la moyenne (ou anomalies), la variabilité météorologique future devrait présenter de très fortes similarités avec les perturbations actuelles, mais les anomalies futures fluctueront autour d'un état moyen qui aura lui-même évolué. La superposition de ces deux échelles favorisera une convergence d'humidité plus grande en conditions instables, d'où des pluies plus intenses.

De telles évolutions, 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. Plus que jamais, la lutte pour aboutir à un mode de développement durable et à une économie décarbonée doit donc rester une priorité.

Pour plus de détails :

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.
www.nature.com/articles/srep46466

Benjamin Pohl | Centre de Recherches de Climatologie, UMR6282 Biogéosciences, CNRS / université de Bourgogne Franche-Comté, Dijon, France. benjamin.pohl@ubfc.fr