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Estimation des pluies au Estimation des pluies au SahelSahel

Évaluation des réseaux de mesure au sol et Évaluation des réseaux de mesure au sol et des produits satellitauxdes produits satellitaux

A. ALI*, A. AMANI, T. LEBEL, S. IBRAHIMAA. ALI*, A. AMANI, T. LEBEL, S. IBRAHIMA

* Post-doctorant AGRHYMET* Post-doctorant AGRHYMET

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La connaissance quantitative de La connaissance quantitative de la pluie est une donnée la pluie est une donnée essentielle dans la surveillance essentielle dans la surveillance environnementaleenvironnementale

• Gestion des ressources en Gestion des ressources en eaueau• Suivi des campagnes Suivi des campagnes agricolesagricoles• Surveillance des criquets Surveillance des criquets pèlerinspèlerins

- maintien des œuf- maintien des œuf- développement des larves- développement des larves- prolifération des adultes- prolifération des adultes

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Les seules valeurs directes de Les seules valeurs directes de la pluie sont les mesures la pluie sont les mesures ponctuelles obtenues à partir ponctuelles obtenues à partir des pluviomètres ou des pluviomètres ou pluviographes.pluviographes.La connaissance de la valeur La connaissance de la valeur spatialisée de la pluie, exige de spatialisée de la pluie, exige de l’estimer.l’estimer.

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Plusieurs programmes inter-Plusieurs programmes inter-nationaux et régionaux nationaux et régionaux estiment la pluieestiment la pluie

En utilisant des données issues des En utilisant des données issues des satellites et/ou fournies par les réseaux satellites et/ou fournies par les réseaux de mesure au sol (généralement le SMT) de mesure au sol (généralement le SMT) Par exemple échelle mondiale:Par exemple échelle mondiale: GPCP, GPCP, CMAPCMAPÉchelle régionaleÉchelle régionale: AGRHYMET: AGRHYMET

NoteNote: Estimation de pluie par satellite initialement : Estimation de pluie par satellite initialement par pallier au manque de mesures au sol: zonepar pallier au manque de mesures au sol: zoneOcéan et désertiqueOcéan et désertique

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QuestionsQuestions

•Quelle est la qualité de ces produits?Quelle est la qualité de ces produits?

•Quel est le meilleur d’entre eux?Quel est le meilleur d’entre eux?

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Il faut une valeur de Il faut une valeur de référence dont on connaît référence dont on connaît la qualité la qualité

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Référence Référence

• Bonne méthodologie de spatialisationBonne méthodologie de spatialisation

• L’erreur associée à la valeur de L’erreur associée à la valeur de référence quantifiée et zone de référence quantifiée et zone de confiance identifiéeconfiance identifiée

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Zone où les réseaux Zone où les réseaux pluviométriques des pays pluviométriques des pays membres du CILSS permet membres du CILSS permet d’obtenir une estimation de la d’obtenir une estimation de la pluie avec une erreur pluie avec une erreur 10% 10%

Évaluation de la référence Évaluation de la référence

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Résultat de l’évaluation des Résultat de l’évaluation des réseaux pluviométriques des réseaux pluviométriques des

pays du CILSS pays du CILSS

Erreur Erreur 10% 10%

Écart entre réseau existant et réseau optimal Écart entre réseau existant et réseau optimal au seuil 10% d ’erreurau seuil 10% d ’erreur

mois 2.5°x2.5°mois 2.5°x2.5°

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Évaluation des produits Évaluation des produits pluviométriques internationaux pluviométriques internationaux

sur la zone de confiancesur la zone de confiance

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Produits pluviométriques à la Produits pluviométriques à la résolution 2.5°x 2.5°, échelle du résolution 2.5°x 2.5°, échelle du

moismois

GPI (Satellite)GPI (Satellite)

GPCP GPCP ((Satellite+GaugesSatellite+Gauges))

CMAP CMAP (Satellite+Gauges)(Satellite+Gauges)

GPCC (Gauges)GPCC (Gauges)

Produits Produits internationainternationa

uxux

Référence: CILSS spatialisé à 2.5°x2.5°Référence: CILSS spatialisé à 2.5°x2.5°

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Exemple de résultats de Exemple de résultats de l’évaluationl’évaluation

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Résultat 1: Comparaison des distributions Résultat 1: Comparaison des distributions des produits et celle de la référence CILSSdes produits et celle de la référence CILSS

GPI seul produit GPI seul produit n’incluant pas de n’incluant pas de

données soldonnées sol

Sans incorporer données réseau sol, satellite très mauvaisSans incorporer données réseau sol, satellite très mauvais

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Résultat 2, exemple numérique: Écart Résultat 2, exemple numérique: Écart moyen entre Produits et référence moyen entre Produits et référence

(RMSE)(RMSE)

CMAP meilleur produit CMAP meilleur produit international (plus petit RMSE) GPI international (plus petit RMSE) GPI (plus grand RMSE)(plus grand RMSE)

Produits RMSE (%)

CMAP 15.9

GPCC 16

GPCP 18

GPI 42

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Comparaison des Comparaison des produits Internationauxproduits Internationaux aux aux produits régionauxproduits régionaux: CRA sat, : CRA sat, CRA suivi spatialisé, SYNOP CRA suivi spatialisé, SYNOP SpatialiséSpatialisé

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Meilleur produit international et Meilleur produit international et produits régionaux: échelle du produits régionaux: échelle du mois à 2.5°x 2.5°mois à 2.5°x 2.5°

CMAP CMAP (Satellite+Gauges)(Satellite+Gauges)

Meilleur Meilleur produit produit

internationalinternational

Référence: CILSS spatialisé à 2.5°x2.5Référence: CILSS spatialisé à 2.5°x2.5°°

Produit Produit Satellite CRASatellite CRA

CRA sat CRA sat (Satellite+Gaug(Satellite+Gauges)es) Produits Produits

régionarégionauxuxProduit Produit

spatialisatiospatialisationn

CRA Suivi CRA Suivi (Gauges)(Gauges)SYNOP SYNOP (Gauges)(Gauges)

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Résultat: comparaison des RMSERésultat: comparaison des RMSE

ProduitsRMSE (%)

CRA Suiv 13.9

SYN 14.4

CRA Sat 14.1

CMAP 15.9

Produits régionaux (réseaux Produits régionaux (réseaux opérationnels) meilleurs que les opérationnels) meilleurs que les produits internationauxproduits internationaux

Satellite AgrhymetSatellite Agrhymet

Meilleur Meilleur produit produit internationalinternational

Réseaux Réseaux opérationnelsopérationnels

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ConclusionConclusion

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Conclusion/1Conclusion/1

• Estimation de pluie par satellite Estimation de pluie par satellite sans inclure sans inclure des données du réseau au soldes données du réseau au sol apparaît très apparaît très mauvaismauvais

• Réseau pluviométrique total des pays CILSS Réseau pluviométrique total des pays CILSS garantit une zone où l’erreur d’estimation de la garantit une zone où l’erreur d’estimation de la pluie est < 10%pluie est < 10% à la résolution 2.5°x2.5 et à à la résolution 2.5°x2.5 et à l’échelle mensuelle.l’échelle mensuelle.

• Produits régionaux [spatialisation de réseaux Produits régionaux [spatialisation de réseaux opérationnels (Suivi et Synop) et satellite à opérationnels (Suivi et Synop) et satellite à Agrhymet], meilleurs que les produits Agrhymet], meilleurs que les produits internationaux => internationaux => prépondérance du réseau sol prépondérance du réseau sol dans l’estimation des pluiesdans l’estimation des pluies

• Les produits satellitaux sous-estiment la Les produits satellitaux sous-estiment la fréquence des pluies faibles, surestiment celle des fréquence des pluies faibles, surestiment celle des valeurs médianes (valeurs médianes (implication dans la surveillance implication dans la surveillance des criquetsdes criquets) )

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Conclusion/2Conclusion/2

• TranspositionTransposition des résultats de la zone de des résultats de la zone de confiance vers les zones où il n ’y a pas de confiance vers les zones où il n ’y a pas de pluviomètres (désert pour surveillance des pluviomètres (désert pour surveillance des criquets)? criquets)?

• Nécessité donc d’équiper les zones désertiques Nécessité donc d’équiper les zones désertiques d’un minimum de réseau de sol et de compléter d’un minimum de réseau de sol et de compléter par la mesure satellitepar la mesure satellite

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Travaux en cours et futurTravaux en cours et futur

•Algorithme de combinaison optimale des Algorithme de combinaison optimale des données du réseau pluviométrique et des données du réseau pluviométrique et des indices satellitaux: exploiter conjointement indices satellitaux: exploiter conjointement la qualité de spatialisation et l’information la qualité de spatialisation et l’information spatialisée apportée par le satellite en spatialisée apportée par le satellite en complément.complément.

•Faible performance des produits Faible performance des produits internationaux par rapport au réseau internationaux par rapport au réseau synop de AGRHYMET => une action en synop de AGRHYMET => une action en cours pour évaluer les données cours pour évaluer les données pluviométriques du SMT en cours pluviométriques du SMT en cours

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Je vous remercie de votre Je vous remercie de votre attentionattention

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0

50

100

150

200

250

300

350

400

Produit CMAPProduit CMAP

CILSS réseau totalCILSS réseau total

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Réseaux de référence CILSSRéseaux de référence CILSS

Données Données utiliséesutilisées

1990-20001990-2000

CILSS: 650 CILSS: 650 stationsstations

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2 réseaux moins denses: CRA et SYN2 réseaux moins denses: CRA et SYN

CRA suivi : 280CRA suivi : 280(décadaire)(décadaire)

CILSS: 650 CILSS: 650 stationsstations

SYNOP : 80SYNOP : 80(journalier)(journalier)

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Produits CILSS CMAP GPCC GPCP GPIErreur 34% 55% 69% 80% 130%

Évaluation en zone désertiqueÉvaluation en zone désertique

Produit Produit n’incluant pas n’incluant pas de données solde données sol

Référence CILSSRéférence CILSS

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Choix de la méthode Choix de la méthode d’estimation de l’erreurd’estimation de l’erreur

Erreur observée(mm)

ErreurErreurthéorique (mm)théorique (mm)

UK 54.11 33.69SC 54.62 37.15RK 53.92 52.33

•RK donne une estimation RK donne une estimation théorique de l’erreur très proche théorique de l’erreur très proche de l’observationde l’observation

Méthodes Méthodes de krigeagede krigeage

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Faibles résolutionsFaibles résolutions

Écart entre réseau existant et réseau optimal Écart entre réseau existant et réseau optimal au seuil 10% d ’erreurau seuil 10% d ’erreur

Décade 0.5°x0.5°Décade 0.5°x0.5°