Réunion de cloture du projet CAVIARS

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La réunion finale du projet CAVIARS (Climat, Agriculture et Végétation : Impacts sur l’érosion éolienne au Sahel) financé par l’ANR (Soc&Env) s’est tenue les 23 et 24 novembre 2017 au Pavillon Indochine du Jardin d’Agronomie Tropicale (Nogent-sur-Marne). L’objectif du projet CAVIARS est d’évaluer l’impact de la végétation, des cultures et du climat sur l’évolution de l’érosion éolienne au Sahel au cours des 50 dernières années. Cette réunion a été l’occasion de faire le bilan des avancées réalisées depuis le début du projet. Les partenaires du projet sont le LISA (Créteil), le GET (Géosciences Environnement,Toulouse), iEES-Paris (Institut d’Ecologie et des Sciences de l’Environnement de Paris, Bondy), le CNRM (Toulouse), le CIRAD (Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement Montpellier), le LTHE (Laboratoire d’étude des Transferts en Hydrologie et Environnement, Grenoble, maintenant Institut des Géosciences de l’Environnement) et une jeune équipe associée à l’IRD (Anthropisation et Dynamique Eolienne – Niger) de l’Université Abdou Moumouni de Niamey (Niger).

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© C. Bouet (IRD)

 

Le projet CAVIARS est principalement axé sur une approche de modélisation où le modèle de végétation steppique du GET (STEP), le modèle agronomique du CIRAD (SarraH) et le modèle d’érosion éolienne du LISA (DPM) ont été adaptés, optimisés et couplés pour reproduire la dynamique de la végétation en zone de pâture et en zones cultivées sahéliennes et son impact sur les flux d’érosion. Ces modèles, alimentés par des données d’entrée appropriées (champs de pluies kriegés, cartes de pression de pâture, etc.), sont appliqués à l’échelle régionale sur le Sahel ouest et central. Un des principaux verrous à lever était la représentation des forts coups de vent associés à l’activité convective en début de saison humide. Une paramétrisation de la distribution de la vitesse du vent de surface pour les situations convectives a été mise au point à partir des simulations haute résolution du projet CASCADE.

A l’échelle locale, les simulations de végétation et d’érosion réalisées reproduisent les caractéristiques de la végétation et des flux d’érosion mesurés. Les flux d’érosion simulés sur les champs sont supérieurs aux flux des zones de pâture en raison de la différence de dynamique de croissance entre végétation sylvo-pastorale et culture (mil) et au phasage des phases de croissance avec les périodes d’occurrence de vent forts en début de saison des pluies. Ces écart sont confirmés par les mesures de flux d’érosion réalisées au cours du projet dans l’Est du Niger (Kilakina, zone de Gouré). Alors que les variations des vitesses de vent pilotent au premier ordre les variations interannuelles des flux d’érosion simulés, les pratiques agricoles ont un impact du même ordre de grandeur, avec une sensibilité particulière à la pression de pâture et à la gestion des résidus de végétation. Les simulations régionales de végétation sylvo-pastorale réalisées pour des périodes remontant aux années 60 reproduisent un fort recul dans les périodes de sécheresse (70-80) et une restauration du couvert végétal dans les années récentes mais qui n’atteint pas le niveau pré-sécheresse. Les flux d’érosion simulés à l’échelle saisonnière sont très sensibles à la paramétrisation des distributions des vitesses de vent qui permet de reproduire de fortes émissions en saison humide, conformément au cycle saisonnier du « Dust Uplift Potential » estimé à partir des mesures in-situ de vitesse de vent (stations INDAAF).

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Flux d’érosion simulés selon les pratiques agricoles en fonction du potentiel d’érosion (DUP) lié à la force du vent, qui varie selon les années. La boîte et ses « moustaches » décrivent les variations induites par la diversité des pratiques agricoles (variété, semis, pression de pâture, gestion des résidus…) sur les flux simulés (Figure tirée de Pierre et al., 2017)

 

Publications

Pierre, C., G. Bergametti, B. Marticorena, A. Abdourhamane Touré, J. L. Rajot, and L. Kergoat, Modeling wind erosion flux and its seasonality from a cultivated Sahelian surface: A case study in Niger, Catena, 122, 61-71, 2014.

Pierre, C., G. Bergametti, B. Marticorena, L. Kergoat, E. Mougin, and P. Hiernaux, Comparing drag partition schemes over an herbaceous Sahelian rangeland, J. Geophys. Res., 119, 2291-2313, 2014.

Jacques, D.C, L. Kergoat, P. Hiernaux, E. Mougin, and P. Defourny, Monitoring dry vegetation masses in semi-arid areas with MODIS SWIR bands, Remote Sens. Environ., 153, 40-49, 2014.

Largeron, Y., F. Guichard, D. Bouniol, F. Couvreux, L. Kergoat, and B. Marticorena, Can we use surface wind fields from meteorological reanalyses for Sahelian dust emission simulations?, Geophys. Res. Lett., 42, doi:10.1002/2014GL062938, 2015.

Kergoat, L., P. Hiernaux, C. Dardel, C. Pierre, F. Guichard, and A. Kalilou, Dry-season vegetation mass and cover fraction from SWIR1.6 and SWIR2.1 band ratio: Ground-radiometer and MODIS data in the Sahel, Int.J. Appl. Earth Obs. Geoinform., 39, 56-64, 2015.

Pierre, C., L. Kergoat, G. Bergametti, E. Mougin, C. Baron, A. Abdourhamane Touré, J. L. Rajot, P. Hiernaux, B. Marticorena, and C. Delon, Modeling vegetation and wind erosion from a millet field and froma rangeland: two Sahelian case studies, Aeolian Res., 19, 97–111, 2015.

Bergametti, G., J. L. Rajot, C. Pierre, C. Bouet, and B. Marticorena, How long does precipitation inhibit wind erosion in the Sahel?, Geophys. Res. Lett., 43, 6643–6649, 2016.

Pierre, C., M. Grippa, E. Mougin, F. Guichard, and L. Kergoat, Changes in Sahelian annual vegetation growth and phenology since 1960: A modeling approach, Global Planet. Change, 143, 162–174, 2016.

Tidjani, A. D., A. Abdourhamane Touré, J. L. Rajot, B. Marticorena, C. L. Bielders, and C. Bouet, Flux éolien et dynamique des fronts dunaires dans le Manga, Sud-Est du Niger, Rev. Ivoir. Sci. Technol., 28, 323–332, 2016.

Kergoat, L., F. Guichard, C. Pierre, and C. Vassal, Influence of dry-season vegetation variability on Sahelian dust during 2002–2015, Geophys. Res. Lett., 44, doi:10.1002/2016GL072317, 2017.

Pierre, C., L. Kergoat, P. Hiernaux, C. Baron, G. Bergametti, J. L. Rajot, A. Abdourhamane Touré, G. S. Okin, and B. Marticorena, Impact of agropastotal management on wind erosion in Sahelian croplands,Land Degrad. Develop.,doi:10.1002/ldr.2783, 2017.

Bergametti, G., B. Marticorena, J. L. Rajot, B. Chatenet, A. Féron, C. Gaimoz, G. Siour, M. Coulibaly, I. Koné, A. Maman, and A. Zakou, Dust uplift potential in the Central Sahel: an analysis based on 10 years of meteorological measurements at high temporal resolution, J. Geophys. Res. Atmos., doi:122,10.1002/2017JD027471, 2017.

Vitesse de vent et potentiel d’érosion

Dans un article publié au Journal of Geophysical Research – Atmosphere, Bergametti et al. (2017) décrivent la dynamique  du potentiel d’érosion par le vent (Dust Uplift Potential) calculé à partir de 10 ans de mesures météorologiques à 5 min réalisées aux stations de Banizoumbou (Niger) et Cinzana (Mali) du Service National d’Observation INDAAF. Ce travail montre que les très fortes vitesses de vent associées à l’activité convective sont responsables des évènements d’érosion les plus intenses. Plus de 70% du potentiel d’érosion annuel est produit entre mi-avril et mi-juillet, par des évènements durant moins de 3h. De tels évènements ne peuvent être correctement échantillonnés par les séries de mesures synoptique qui enregistrent les vitesses de vent au mieux toutes les 3h. A l’échelle annuelle, les precipitation ont un effet d’inhibition du potentel d’érosion relativement limité (25% du DUP).

 

Bergametti G., B. Marticorena, J.L. Rajot, B. Chatenet, A. Féron, C. Gaimoz, G. Siour, M. Coulibaly, I. Koné, A. Maman and A. Zakou, Dust uplift potential in the Central Sahel: an analysis based on 10 years of meteorological measurements at high temporal resolution, J. Geophys. Res. Atmos., 122,10.1002/2017JD027471, 2017.

 

Impact des pratiques agricoles et des conditions climatiques

L’article de Pierre et al., publié en 2017 à « Land degradation & development », évalue l’impact des pratiques agricoles en milieu Sahélien sur l’érosion éolienne et son poids par rapport aux variations des vitesses de vent sur une période de 14 ans.

Pierre C., L. Kergoat, P. Hiernaux, C. Baron, G. Bergametti, J. L. Rajot, A. Abdourhamane Toure, G. S. Okin, B. Marticorena, Impact of agropastotal management on wind erosion in Sahelian croplands,Land Degrad. Develop.,DOI: 10.1002/ldr.2783, 2017.

 

Reunion finale du projet CAVIARS

La reunion finale du projet se tiendra les 23-24 Novembre 2017 au Jardin d’Acclimatation Tropicale de Paris.

How long does precipitation inhibit wind erosion in the Sahel ?

Quel effet d’inhibition ont les précipitations sur les flux d’érosion au Sahel ? Combien de temps dure cet effet d’inhibition ? Peut-on paramétrer cet effet de façon simple ? Ce sont les questions auxquelles répondent les travaux soutenus par le projet CAVIARS et récemment publiés au Geophysical Research Letter.

Bergametti, G., J. L. Rajot, C. Pierre, C. Bouet, and B. Marticorena (2016), How long does precipitation inhibit wind erosion in the Sahel ?, Geophys. Res. Lett., 43, 6643–6649, doi:10.1002/2016GL069324.

 

CAVIARS à l’AGU Fall Meeting 12-16 décembre 2016

Les simulations à long-terme de végétation réalisées avec le modèle de végétation STEP dans le cadre du projet CAVIARS ainsi que le travail réalisé dans le cadre de la visite de Greg Okin (UCLA, USA) au LISA en Mai-Juin 2016 grâce au soutien de l’UPE seront présentées à l’AGU Fall meeting :

- C. Pierre, M. Grippa, E. Mougin, F. Guichard, L. Kergoat , « Sahelian Annual Vegetation since 1960: Growth and Phenology from a Modeling Approach ».

-  G. S Okin, C. Pierre, G. Bergametti, B. Marticorena and J. L. Rajot, « The Impact of the Timing of Precipitation and Vegetation Growth on Potential Dust Emission ».

ICAR IX

Les résultats de C. Pierre sur l’impact des pratiques agricoles sur l’érosion éolienne au Sahel seront exposés au cours d’une présentation orale à la IXème International Conference on Aeolian Erosion (ICAR) qui se tiendra à Mildura (Australie) du 2 au 9 juillet 2016.

Réunion du projet CAVIARS les 18-19 Mai 2016 à Paris

En raison des évènements, la réunion du projet CAVIARS, initialement prévue à l’Institut des Régions Arides de Médénine (Tunisie), s’est tenue les 18 et 19 Mai 2016 à Paris dans les locaux de l’Université Paris Diderot.

Prochaine réunion du projet

La prochaine réunion générale du projet se tiendra les 10 et 11 juin au CIRAD à Montpellier.

Présentation du projet CAVIARS à l’EGU 2014

Le projet CAVIARS a fait l’objet d’une présentation invitée à la sesion « Aeolian dust: Initiator, Player, and Recorder of Environmental Change » à l’Assemblée de l’European Geophysical Union qui s’est tenue à Vienne du 27 avril au 2 mai..