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Chef-lieu de la région Atsimo-Andrefana et de la province de Toliara, la ville de Toliara possède environs une population de 200000 habitants. Elle est située sur une vaste plaine littorale au nord du fleuve Fiherenana, entourée de dunes et de mangroves, à proximité du tropique du Capricorne sur le canal de Mozambique. Toliara est la ville la plus sèche et la plus ensoleillée car elle se trouve dans la région la plus chaude de Madagascar et de ce fait, elle bénéficie d’une température assez élevé tout au long de l’année. Néanmoins depuis quelques années en été, elle est généralement la cible de phénomènes extrêmes notamment des cyclones accompagnés de fortes précipitations ou encore la sècheresse. Elle est surtout victime de passage des cyclones depuis 2013 causant des inondations dues au niveau élevé de l’intensité des précipitations, d’innombrable dégâts matériels mais aussi de nombreux morts et sinistrés.(Houssay-Holzschuch, 1994)( Gestion de Prévision et Gestion des Urgences, Primature, 2012) .
Etant donné l’influence des phénomènes extrêmes sur la précipitation, il parait essentiel d’étudier les causes possibles de ces fortes précipitations durant la saison d’été à Toliara.
PLUVIOMETRIE ET PRECIPITATION
Définitions
Précipitations
On appelle précipitations toutes formes d’eau qui tombent du ciel sur la surface. Elles se forment à partir de 2 conditions, la condensation de la vapeur d’eau atmosphérique (formation de nuage) et l’agglomération des gouttes de pluie (précipitations). Nous avons étudié particulièrement l’une de ces précipitations qui est la pluie. La pluie est un phénomène naturel qui désigne généralement une précipitation d’eau à l’état liquide tombant de nuages vers le sol. Le terme averse, abondamment employé par les météorologistes, les météorologues, les climatologues, les agronomes, et les hydrologues, s’adresse à une pluie soudaine et abondante, (mot créé en 1642; de pleuvoir à la verse Le Petit Robert 1990). (L’Hôte et al., 1999) (RAZANATOMPOHARIMANGA, 2015) .
En général les quantités des précipitations augmentent en se rapprochant de la mer (à latitude égale) :
❖ Elles augmentent avec l’altitude: les cartes des précipitations coïncident avec celles hypsométriques (cartes d’altitude).
❖ Au relief, les versants « au vent » sont plus arrosés que les versants « sous le vent » (pour des pentes assez élevées). Bien entendu, pour des vents apportant de l’air humide.
❖ La distribution des précipitations à la surface du globe est caractérisée par:
– entre 20S et 20N : fortes précipitations (1500 mm – 3000 mm)
– entre 20 et 30° latitude : zones sèches (< 200 mm) avec quelques régions pluvieuses.
– entre 30 et 40° latitude : entre 400 et 800 mm
– aux hautes latitudes > 70°: faibles précipitations (< 200 mm) (EL KHATRI, 2003) .
Pluviométrie :
La pluviométrie est la mesure et l’étude de la précipitation, de leur nature (pluie, neige, grésil, brouillard,….) et distribution sur une région donnée, pendant une durée déterminée et la fréquence de ces précipitations. Elle désigne aussi la mesure de la pluviosité. La pluviométrie étudie donc la variation journalière et annuelle des quantités et des types de précipitions afin de classifier le climat d’une région. Elle étudie également la période de retour des évènements exceptionnels comme les sècheresses et les pluies torrentielles causant des inondations. Elle peut aussi se définir comme tout ce qui concerne la mesure de la pluie (matériel, techniques et procédés de mesure, méthodes de calcul en un point ou sur une surface géographique déterminée); les résultats de cette mesure; hauteurs d’eau tombées dans un intervalle de temps donné par un qualificatif: pluviométrie horaire, journalière, pentadaire (5 jours successifs, du 1 au 5 du mois, puis du 6 au 10, du 11 au 15 etc.), décadaire (du 1 au 10, du 11 au 20 et du 21 au dernier jour du mois), mensuelle, annuelle, interannuelle. La pluviométrie regroupe aussi les mesures à pas de temps variable obtenues à l’aide d’enregistreurs; le terme pluviographie peut alors se substituer au terme pluviométrie.
Genèse des précipitations
Les précipitations participent grandement au cycle de l’eau. Elles tombent sous trois formes différentes suivant la température et la pression de l’air :
– premièrement sous forme liquide comme la pluie et la bruine ;
– deuxièmement verglacée, comme la pluie verglaçante et la bruine verglaçante
– et dernièrement nous avons les précipitations solides sous forme de neige, neige roulée, neige en grains, cristaux de glaces, grésils et grêles.
Les mouvements verticaux de l’air et les changements d’états de l’eau influencent la formation des systèmes nuageux. Au cours du soulèvement d’une particule d’air chaud et humide, les transformations subies par le mélange d’air et d’eau entraînent lasaturation progressive de l’air et la condensation de la vapeur d’eau, celle-ci se traduisant par l’apparition des gouttelettes de nuage autour de microparticules hygroscopiques, les noyaux de condensation. Ce processus est à l’origine de la formation de la plupart des nuages, au sein desquels des précipitations peuvent se déclencher (Triplet et Roche, 1986 ; Rogers et Yau, 1989). Pour qu’il y ait des précipitations au sol, le nuage doit être suffisamment alimenté en humidité par les basses couches pour permettre l’instabilité des gouttelettes et leur transformation en gouttes suffisamment grosses pour chuter. Lors de la formation des nuages et des précipitations, différents mécanismes microphysiques agissent de façon plus ou moins accentuée, tels que la collision, la coalescence, la collection, l’éclatement ou encore l’évaporation des gouttelettes avant d’atteindre le sol. Ces phénomènes traduisent les interactions des gouttelettes entre elles et avec l’environnement nuageux. Ils affectent leur taille et leur concentration, contribuant ainsi à accélérer la genèse des précipitations.
Bien que ces mécanismes microphysiques aient une importance fondamentale, le développement du nuage, la quantité et la durée des précipitations engendrées sont également contrôlés par des phénomènes de plus grande échelle, tels que ceux qui influencent la vitesse des courants ascendants et l’alimentation du système en humidité. Ceci souligne la complexité des relations entre les aspects liés à la microphysique et ceux liés à la dynamique au cours du cycle de vie d’un nuage. Le développement vertical d’un nuage dépend des conditions de stabilité ou d’instabilité des couches atmosphériques rencontrées lors du mouvement ascendant des particules d’air. En région tempérée, des nuages très épais produits par des fortes ascendances convectives peuvent s’élever jusqu’à 10 ou 15 kilomètres d’altitude (Roux, 1991). (DOMINGUES RAMOS, 2002) .
Les mécanismes de soulèvement de l’air à l’origine des précipitations sont essentiellement associés à trois évènements : (Forum des Jeunes pour la Promotion du Développement (FOJEPDE), 2008)
o la convection locale (échanges verticaux locaux) : suite à une ascension par convection naturelle, l’air chaud, moins dense monte et rencontre une zone plus froide (car la température diminue avec l’altitude),
o la présence d’un relief marqué (soulèvement orographique) : les structures montagneuses peuvent changer la direction d’un vent humide et lui donner une direction verticale ascendante, l’air chaud se déplaçant vers une région plus froide se refroidi.
o la rencontre de deux masses d’air de caractéristiques différentes (soulèvement frontal).
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I: GENERALITES
I.1. PLUVIOMETRIE ET PRECIPITATION
I.1.1. Définitions
I.1.2. Genèse des précipitations
I.1.3. Types de précipitations
I.1.4. Formation de la pluie
I.1.5. Mesure de la pluie
I.2. Outgoing Longwave Radiation ou OLR
Définition et Bilan radiatif de la Terre
CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODE
II.1. Matériels
II.1.1. Délimitation de la Zone d’étude
II.1.2. Base de données
II.1.3. Logiciels utilisés
II.2. METHODES
II.2.1. Préparations des données
II.2.2. Analyse spectrale
II.2.3. METHODE D’ENTROPIE MAXIMUM (MEM)
II.2.4. MODELISATION PAR LE PROCESSUS ARIMA
CHAPITRE III : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
III.1. Etude de l’OLR
III.2. Etude de l’OLR en étés austraux
III.3. Analyse par la transformé de Fourier Rapide
III.4. Analyse spectrale par la méthode MEM
III.5. Étude anomalies OLR
III.6. ETUDES ANOMALIES EN ETES AUSTRAUX
III.7. CORRELATION entre l’anomalie de l’OLR et l’anomalie de la Pluie
III.8. Modélisation par le processus ARIMA
III.8.1. Détermination de la saisonnalité et test de tendance de la série chronologique
III.8.2. Identifications des termes autorégressif AR(q) et de moyenne mobile (MA)
CHAPITRE IV : DISCUSSIONS
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIES
ANNNEXES
