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Dr. MERABTI Abdelaaziz

Caractérésation, variabilité et prévision de la sécheresse dans le Nord-est Algérien

RésuméAbstractMot-clésTélécharger

La sécheresse est un phénomène naturel avec des effets néfastes sur l’agriculture et les ressources en eau. L’objectif de cette thèse est l’analyse et la prévision de la sécheresse dans le nord-est Algérien en se basant sur les données mensuelles de précipitation de 123 stations pluviométriques couvrant la période 1960 à 2013 etdes données de températures interpolées pour une période allant de 1979 à 2013. Sept indices de sécheresse prenant uniquement les précipitations comme données de base ont été comparés, il s’avère que l’indice SPI est le plus performant pour tous types de climat et pour les différentes échelles de temps. Le modèle de prévision Markovien d’ordre I et II a été utilisé pour estimer les différentes probabilités d’apparition des sécheresses au niveau de sept plaines à l’échelle annuelle et saisonnière tout en se basant sur les résultats des SPI-12 et SPI-3. Les plaines du sud ont une probabilité plus élevée d’avoir deux évènements secs successifs, particulièrement celle de Batna qui atteint 68% contrairement à la plaine d’Annaba, située dans une région subhumide, où la probabilité est beaucoup moins importante (48%) et Sétif avec 43%. Les résultats pour le processus d’ordre II sont plus ou moins similaires à l’ordre I. L’utilisation des indices prenant en compte d’autres paramètres en plus de précipitation, s’avère nécessaire afin de mieux analyser le comportement de la sécheresse. L’indice RDI basé sur le rapport de précipitation et d’évapotranspiration potentielle été employé en parallèle avec le SPI à l’échelle de temps de 3, 6 et de 12 mois. Les séries de variables de ces indices ont  été soumises à une Analyse en composantes principales  en S-Mode avec rotation, deux  composantes  principales ont  été retenues pour l’ensemble des indices. La première composante représente la zone nord caractérisée par un climat humide à subhumide et explique plus de 40% et 43% pour les indices SPI et RDI respectivement, tandis que la deuxième composante avec plus de 27% et

28%, représente la zone qui se trouve plus au sud avec un climat semi-aride à aride. Le test de Man-Kendall modifié a été employé sur les résultats desCPdes indices SPI et RDI pour les trois échelles de temps afin d’étudier la tendance de la sécheresse à travers le temps. Les résultats montrent des tendances généralement nonsignificatives pour la diminution de l’occurrence et de la sévérité de sécheresse dans les deux zones identifiées.

Drought is a natural phenomenon with harmful effects on ecosystems and human related activities, mainly agriculture. The objective of this thesis is the  analysisandprediction of drought    in northeastern Algeria using monthly precipitation data of 123 rainfallstationsfrom1960 to 2013 andrespective interpolated temperature data from1979 to 2013. Seven indices of drought thatuse precipitation dataas single input werecompared; One was the Standardized Precipitation Index (SPI)which is more preform for all types of climate at various time scales. The Markovian forecasting modelsfor the order I and II were used to estimate the differentprobabilities of drought appearance in theseven plains for both annual and seasonal time scales based on the results of the SPI-12 and SPI-3. The probabilityof havingtwo successive dry events in the southern plains was higherparticularly on Batna where itreached68%,and contrarily to the plains of Annaba(48%) and Setif (43%)located in a sub- humid region, where the probability was smaller.The results of the order II process were similarto the order I. To better identify and analyze the behavior of drought, other indices that include other parameters thanprecipitationwere used. The RDI index based on the ratio of precipitation topotential evapotranspiration wasalso used with SPI forthe time scales of 3-, 6- and 12-months. Spatial and temporal patterns of droughts were obtainedusing Principal Component Analysis in S-Mode with Varimax rotation applied to both SPI andRDI.For all time  scales  of  indices,  twomain  components  were  retained;  the  first  one  identified  the northern region characterized by a humid and moist sub-humid climate,and explained more than 40% and 43% of the drought spatial variability in SPI and RDI,respectively. The second componentexplained 27% and 28% for the same indices,representing the southern plains with arid and semi-arid climate. The Modified Mann-Kendall test was used to assess trends of the RPC scores, showinggenerally notsignificant trends for decreasing drought occurrence and severity in bothidentified drought sub-regions for all time scales.

Mots clés :

 Prévision  de  sécheresse,  Indice  de  sécheresse,  Processus  de  Markov, Analyse en composants principales, Test de Man-Kendall modifié, Changement climatique. Nord-est Algérien.

Keywords: 

Drought forecasting, Drought Index, Markov Process, Principal Component Analysis,ModifiedMann-Kendall test, Climate change, Northeastern Algeria.

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Dr. KHELFI Mohamed El Amine
juin 20, 2021

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