Thèse soutenue

Évaluation par télédétection du rôle du changement climatique, de l'utilisation et de la couverture des sols sur la sécheresse au Nigeria
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Auteur / Autrice : Pius Nmamdi Nwachukwu
Direction : Samira El YacoubiMarie-Paule Bonnet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
Date : Soutenance le 13/12/2022
Etablissement(s) : Perpignan
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ESPACE-DEV (Montpellier) - ESPACE-DEV : institut de modélisation et d'analyses en géo-environnement et santé (Perpignan)
Jury : Président / Présidente : Wolfgang Ludwig
Examinateurs / Examinatrices : Samira El Yacoubi, Frédéric Satge, Maud Loireau
Rapporteurs / Rapporteuses : Carmen De Jong, Julien Andrieu

Résumé

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La variabilité du climat a un effet sur le système hydrologique sur différentes échelles de temps. Il a été mis à rude épreuve dans le passé par des situations d'inondation et de sécheresse. La première tentative a été de valider 16 produits de précipitation par satellite (SPP) comprenant des données satellitaires, des jauges et des données de réanalyse. Les ensembles de données ont été validés avec les données de précipitation de 11 stations de référence à travers le Nigeria de 2000 à 2012. Ceci est devenu important après qu'il ait été découvert que les données de précipitation précises et opportunes pour la zone d'étude faisaient défaut. L'efficacité de Kling-Gupta (KGE) a été utilisée pour tester la corrélation, le biais et la variabilité du produit. Les résultats ont révélé que la fiabilité substantielle du SPP varie dans l'espace et dans le temps. Il a été découvert que tous les SPP sont plus performants sur une partie du centre du Nigeria pendant la saison sèche. Lorsque les produits satellitaires en temps réel et ajustés ont été comparés, les résultats ont montré que les produits ajustés avaient un meilleur score KGE. L'évaluation a également montré que la fiabilité des récupérations multi-satellites intégrées pour les produits IMERG (Global Precipitation Mission) était cohérente avec celle de leur prédécesseur TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission), l'analyse multi-satellites des précipitations (TMPA). Enfin, les meilleurs résultats globaux ont été obtenus avec les produits multi-source weighted-ensemble precipitation (MSWEP) v.2.2 et IMERG-F v.6.Deuxièmement, l'Indice Standard de Précipitation (SPI) et l'Indice Standard de Précipitation et d'Evapotranspiration (SPEI) ont été utilisés pour évaluer la situation de sécheresse à travers le Nigeria entre 1981-2019 afin de déterminer la force et le modèle de sécheresse dans la zone d'étude. L'indice SPI évalue la sécheresse en se basant uniquement sur les précipitations. Le SPEI, contrairement au SPI, prend en compte à la fois la température et les précipitations, rendant partiellement compte des effets du réchauffement global et du changement climatique. L'évaluation du niveau de concordance entre SPI et SPEI à différentes échelles de temps, c'est-à-dire (3,6 et 12 mois), a révélé une corrélation élevée de r=0.94. L'évaluation a révélé qu'il y a eu des épisodes de sécheresse intense entre 1982 et 1984. Plusieurs types de sécheresse étaient présents à travers la zone d'étude et dans toutes les échelles de temps. L'intensité la plus élevée a été déterminée comme ayant eu lieu en 1983. Cependant, le dernier épisode de sécheresse extrême a été déterminé en 2016. Par conséquent, il a été déterminé que la fréquence des sécheresses sévères et extrêmes a récemment diminué. Cependant, la fréquence des sécheresses modérées persiste, surtout aux échelles de temps de 3 mois. Selon les résultats de cette étude, il existe généralement une concordance satisfaisante entre les cotes SPI et SPEI dans la zone d'étude. Troisièmement, l'influence climatique sur l'évapotranspiration (ET), un indicateur climatique critique dans l'étude du changement climatique en raison de sa contribution au cycle hydrologique et au bilan énergétique, a été évaluée. L'évaluation visait à révéler l'influence des variables climatiques telles que la température, les précipitations, le rayonnement solaire et le vent sur les changements de l'évapotranspiration afin de déterminer leurs impacts sur l'ET à travers le Nigeria en utilisant l'estimateur du test de tendance de Mann-Kendall (MK) pour la détection des tendances. Les résultats de MK ont montré que le rayonnement solaire et la température avaient plus d'influence sur l'ET de la zone d'étude en termes de corrélation et de magnitude.En conclusion, le changement climatique naturel est plus prévalent malgré la grande étendue des activités anthropiques de changement d'utilisation des terres.