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Dr. ZEROUAL Ayoub

Evolution du climat passé récent et futur en Algérie

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Dans le contexte du changement climatique, il est nécessaire d’affiner les informations relatives à l’évolution du climat dans un pays comme l’Algérie,  et qui est susceptible d’être négativement impacté par le réchauffement global. En effet, les différentes études du climat et les projections futures sont majoritairement faites sur quelques bassins-versants et basées sur les sorties de modèles climatiques à faible résolution qui ne permettent pas d’aborder avec exactitude les échelles locales. La première partie de ce travail concerne le suivi du climat moyen actuel d’Algérie par l’utilisation de données issues des spectroradiomètres imageurs à différentes résolutions embarquées par différents satellites. En outre, l’analyse de la variabilité temporelle des températures et des pluies annuelles et saisonnières et leurs relations avec quatre (04) indices climatiques pour sept (07) stations côtières de l’Algérie, durant la période allant de 1972 à 2013, a révélé que les séries des températures sont globalement caractérisées par une tendance à long terme croissante avec des ruptures progressives de moyennes. Ceci traduit une hausse quoique lente de la température depuis la décennie 1970. Quant aux pluies, aucune tendance à long terme significative ne fut observée. L’analyse canonique des corrélations a révélé que les températures, qui caractérisent la circulation atmosphérique au-dessus du bassin méditerranéen, sont mieux corrélées avec l’oscillation Ouest Méditerranéenne (WeMOI) alors que la variabilité temporelle des totaux pluviométriques serait beaucoup plus influencée par des mécanismes impliqués dans la circulation planétaire (Southern Oscillation Index SOI). L’évaluation des changements futurs (2006-2100) des précipitations et températures intervenant en Algérie est effectuée à partir des modèles climatiques régionaux CORDEX-Afrique en se basant sur deux scénarios relatifs à l’évolution de la concentration en gaz à effet de serre (RCP4.5 et RCP8.5), dont la résolution est de l’ordre de 45 km. Un ensemble de données des températures et des précipitations mensuelles provenant des données observées (CRU Version TS.3.22) sur une grille de résolution spatiale de 0,5°×0,5°, pour la période allant de 1951 à 2005, ont été utilisées afin d’évaluer la performance des modèles climatiques régionaux CORDEX-Afrique et de reproduire le climat actuel observé en Algérie.

 Aux horizons 2045-2100, une baisse généralisée des cumuls des précipitations dans tout le nord du pays concernerait la saison d’hiver et un réchauffement se manifesterait à la fois aux échelles saisonnière et annuelle sur tout le territoire algérien.

La deuxième partie de notre travail de recherche s’inscrit dans le cadre du domaine de la modélisation de la transformation de la pluie en débit. Dans cette partie, un modèle «pluie-débit» à l’échelle mensuelle au moyen d’une approche de réseau de neurones artificiels propre au climat du nord algérien a été développé. Plusieurs RNA sont développés et testés sur un ensemble de données provenant du bassin ‘Côtier Algérois’. Il a été, par la suite, procédé à l’examen de l’évaluation de l’impact de l’incertitude de la courbe de tarage sur la performance de prédiction du meilleur modèle. L’incertitude de la courbe de tarage; la courbe la plus probable, et l’incertitude associée, au niveau de confiance 95%, ont été déterminées en employant la méthode de l’inférence bayésienne et des simulations de Monte-Carlo par les chaînes de Markov (MCMC). Il a été trouvé que l’incertitude pour la courbe de tarage de la station de Fer à Cheval a un impact significatif sur la performance du modèle dans lequel l’erreur de la prédiction a été améliorée non seulement dans la phase d’étalonnage, mais aussi dans phase de validation du modèle.

With the context of climate change, it is necessary to refine the information pertaining to climate trend in a country like Algeria that might be negatively affected by global change. In actual fact, various climates studies and future forecasts are, for the most part, done on some c basins and are based on the outputs of climate models with low resolution which do not allow addressing accurately the local scales. The first part of this work relates to the follow-up of Algeria’s current mean climate by the use of the data from different spectrometers images aboard by different satellites. Furthermore, the analysis of the temporal variability of annual and seasonal temperatures and precipitations and their link with four (04) climate indexes, measured at seven (07) coastal rainfall stations of Algeria, during the period from 1970 to 2013, revealed a rising trend along with progressive breaks in means are generally a characteristic of the temperatures series. This reflects an increase in temperature since the 1970s. As for rainfall, no significant secular trend was observed. Canonical correlation analysis revealed that the temperatures which characterize atmospheric circulation over the Mediterranean basin are better correlated with the Western Mediterranean Oscillation index (WeMOI) while temporal variability of rainfall would be much more influenced by the mechanism involved in the global circulation (SOI). The assessment of future climate changes (2006-2100) of rainfall and temperatures occurring in Algeria is carried out from regional climate models CORDEX-Africa based on two scenarios related to Representative Concentration Pathway (RCP4.5 and RCP8.5) with a resolution about 45 km. A data set of monthly temperatures and rainfall extracted from observed series (CRU Version TS.3.22 of Delaware University) on a 0.5°×0.5° spatial resolution grid for the period ranging from 1951 to 2005, were used to assess the performance of regional climate models CORDEX. For the 2045-2100 horizons, a widespread decrease in rainfall over the north of Algeria would concern the winter season, and a warming would appear both at seasonal and annual scales in Algeria.

The second section of our research work concern the modeling of the transformation of the rainfall in runoff. In this section, a rainfall-runoff model, at a month scale, by means of an artificial neural network approach specific to the climate of northern Algeria developed. Several RNA are developed and tested on a set of data of Algiers coastal basin. The review for the assessment of discharge curve uncertainty impact on the performance for the prediction of the best model was carried out. The most probable discharge curve, and the associated uncertainty, at the 95% confidence level, were determined by Bayesian inference method and Monte Carlo simulations with Markov chain (MCMC). It has been found that the uncertainty in the rating curve of the Fer à Cheval hydrometric station has a significant impact on the performance of the model in which the error of the prediction was improved in the calibration and validation phases.

Mots clés :

changement climatique,stations côtières,station de Fer à Cheval,RNA,spectroradiomètres, 

 

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