Intérêt des champs pluviométriques estimés à partir de Meteosat
Contents
1. h t rog n it de la distribution spatiale des pr cipitations entre deux points de mesure le nombre de postes 150 au moins en cours d hivernage pour l ensemble des pays du CIESS est insuffisant pour assurer avec une pr cision satisfaisante un suivi de l tat hydrique des cultures plu viales cf figure 1 Pour plus de fiabilit il est donc n cessaire d utiliser les donn es les plus repr sentatives possible de la distribution spatiale des pr cipitations l heure actuelle les champs pluviom triques d cadaires dont la r solution est de 5 km offrent une meilleure repr sentativit de la distribution spatiale des pr cipita tions Leur int gration comme donn e d entr e dans un mod le de bilan hydrique offre plusieurs avantages gain de pr cision et meilleure spatialisation de l information pluviom trique issue des champs pluviom triques estim s par rapport aux valeurs stationnelles en cours de campagne int gration possible du mod le dans un syst me d information g ographique Int r t des champs pluviom triques estim s partir de M T OSAT m 181 Figure 1 R seau pluviom trique pour le suivi de campagne pays du CILSS T AM LIORATION DE LA QUALIT D INFORMATION PLUVIOM TRIQUE ISSUE DES DONN ES M T OSAT PAR RAPPORT AUX DONN ES STATIONNELLES Pour comparer les deux types d informations champs pluviom triques estim s donn es poste nous avons utilis s les r sulta2. 144 162 BECOCARCECNEREL EL entre chaque poste L analyse statistique par r gression lin aire entre les deux images au niveau du Burkina Faso confirme cette hypoth se tant donn que le coefficient de corr lation est de 0 74 D apr s ces premiers r sultats on note que l interpolation des donn es partir de donn es de postes pluviom triques ne permet pas d approcher avec fiabilit la distri bution spatiale des pr cipitations comme cela peut tre possible partir de champs pluviom triques cf figure 6 Dans le cadre de notre sujet d int r t savoir le diagnostic hydrique des cultures en cours de campagne la m thode des champs pluviom triques apporte un bien meilleur degr de fiabilit que celui fourni par l interpolation des donn es de postes dis ponibles L information fournie par M T OSAT est de plus disponible en temps r el Enfin cette m thode permet de conna tre les conditions agroclimatiques en vigueur dans les zones loign es o l information n est pas disponible en cours de campagne voire des zones d pourvues de point de mesure D fauts de la m thode Si l on compare les valeurs champs pluviom triques aux valeurs postes l estima tion des pluies par satellite n est pas d une tr s bonne pr cision l heure actuelle les m thodes de mesure au sol ne permettent pas d estimer avec fiabilit la variabilit spa tiale des pr cipitations L exp rience EPSAT Niger a m
3. d obtenir des r sultats tr s proches de ceux obtenus partir des donn es stationnelles La spatialisation des termes du bilan hydrique l chelle r gionale ne se heurte donc pas au probl me de validit des champs pluviom triques L image des ETR obtenue partir des champs pluviom triques pouvant tre consid r e comme la r f rence par rapport aux images obtenues partir de donn es postes interpol es La comparaison des images de valeurs d ETR pour 1993 issues de l interpolation par krigeage maille de 0 25 degr s partir des donn es de 150 postes cf figure 4 et de 600 postes cf figure 5 permet de visualiser l incertitude sur l estimation des ETR r 0 100 Mmm a 100 200 mm EI Tai n Lu 250 300 mm BE 200 250 mm Figure 5 Bilan hydrique simul partir des donn es pluviom triques de 600 postes sur la zone CILSS ETR en mm pour une culture de mil 90 jours sem e le 12 juin 1993 simulation par le programme DHC4 et le krigeage des valeurs suivant une grille de 0 25 Int r t des champs pluviom triques estim s partir de M T OSAT m 185 apaes sed suone idi23id sap uonewnso p SaPOyjaUu sap UOHPDIIEA M 99 ha Figure 6 Bilan hydrique simul partir des donn es pluviom triques estim es partir de METEOSAT ETR en mm pour une culture de mil 90 jours sem e le 1 juin 1994 les algorithmes de calcul sont ceux du programme DHCA 18 54 72 108 126
4. INT R T DES CHAMPS PLUVIOM TRIQUES ESTIM S PARTIR DE M T OSAT POUR LE BILAN HYDRIQUE DES CULTURES X GIRARD E BOURNEUF Centre r gional AGRHYMET BP 11011 NIAMEY NIGER R SUM Dans le cadre de l alerte pr coce le centre AGRHYMET dispose d un outil de diagnostic de l tat hydrique des cultures et de pr vision des rendements du mil L analyse est bas e sur la simu lation du bilan hydrique partir des donn es pluviom triques journali res fournies tous les dix jours par les m t orologies nationales des pays du CILSS La spatialisation des termes du bilan hydrique ou des estimations de rendements peut tre consi d rablement am lior e en rempla ant les donn es de postes disponibles en nombre insuffisant en cours de campagne par les champs pluviom triques estim s partir des images M T OSAT L int gration de ce mod le dans un syst me d information g ographique est envisag e et per mettra de prendre en compte des donn es agronomiques spatialis es capacit de r tention en eau des sols occupation des sols par les cultures INTRODUCTION Le centre AGRHYMET dispose d un outil pour des estimations de rendements du mil dans les pays du CILSS le mod le diagnostic hydrique des cultures ou DHCA4 Les donn es de base du programme sont les pr cipitations journali res par poste sai sies au centre au fur et mesure de leur r ception Outre le retard la r ception et compte tenu de l
5. au disponible dans le sol est gale la capacit de r tention en eau du sol Seul le terme drainage peut varier et tre alors sous estim Int r t des champs pluviom triques estim s partir de M T OSAT m 187 TI INT GRATION DANS UN SYST ME D INFORMATION G OGRAPHIQUE L utilisation d images de r solution moyenne comme donn es d entr e dans le mod le de bilan hydrique permet aussi d int grer d autres param tres d entr e sous forme de plans d information digitalis s Ces param tres n cessaires au mod le sont la r serve utile du sol les coefficients culturaux en fonction de la longueur de cycle de la culture et de sa situation g ographique Les cartes p dologiques au 1 500 000 interpr t es en termes de r serve utile et digitalis es base de donn es AGRHYMET permettent de prendre en compte le fac teur sol avec une bien meilleure pr cision que dans le cas d un mod le avec donn es stationnelles Les plans d information disponibles sur les taux d occupation du sol par les diff rentes cultures peuvent tre int gr s afin de simuler le bilan hydrique pour chaque cul ture dans les limites de son aire de production La r gionalisation des r sultats moyenne par unit administrative est r alis e par l extraction des pixels pr sents dans les limites du vecteur de l unit administrative Cette repr sentation permet d avoir une appr ciation du d roulement de la campa gne adapt e
6. aux exigences de la gestion du territoire R F RENCES BIBLIOGRAPHIQUES GIRARD X BARON C CORTIER B 1994 DHC4 Logiciel de diagnostic hydrique des cultures Manuel d utilisation AGRHYMET GRARD X BALLU S 1993 Evolution du DHC pour l int gration des champs plu viom triques sensibilit des termes du bilan hydrique simul au pas de temps de calcul Afelier Estimation des pluies par satellite Centre AGRHYMET Niamey d cembre 1993 FOREST F CORTIER B 1990 Le diagnostic hydrique des cultures et la pr vision du rendement r gional du mil cultiv dans les pays du CILSS TRAT CIRAD AGRHYMET IAHS Publication n 199 547 557 CorTIER B 1994 Le diagnostic hydrique des cultures et la pr vision pr coce des ren dements en zone sah lienne Le bilan hydrique agricole et s cheresse en Afrique tropicale J Libbey Eurotext Paris GozE E 1990 Mod le stochastique de la pluviom trie au Sahel Application l agronomie Th se de doctorat USTL Montpellier 188 Validation des m thodes d estimation des pr cipitations par satellite
7. ir de la climatologie une zone s che d limit e par l isohy te d cadaire 30 mm l estimateur utilis est la somme des carr s des diff rences entre les nuages froids 35 C et la valeur de syn th se quotidienne Int r t des champs pluviom triques estim s partir de M T OSAT m 183 une zone humide de pluviom trie moyenne d cadaire gt 75 mm l estimation est bas e sur la somme des occurrences des nuages 40 C Entre ces deux zones les estimations sont calcul es par moyennes pond r es partir des estimations suivant les deux m thodes pr cit es Dans le cadre de l utilisation de donn es pluviom triques estim es partir de M T OSAT l chelle d cadaire se posait le probl me du pas de temps de calcul Une tude pr c dente GIRARD X BALLU S 1993 a montr que dans le cadre d un bilan hydrique les donn es pluviom triques cumul es pour chaque d cade pouvaient tre divis es en deux donn es pentadaires sans d gradation de l information Vu la quantit de donn es traiter 1 024 x 512 524 288 pixels et pour viter des calculs inutiles un masque couvrant les pays hors CILSS l oc an et les zones d sertiques permet de ne travailler que sur les pays du CILSS dans le domaine des cultures pluviales La variable en sortie utilis e pour cette comparaison est l ETR cumul e pendant le cycle de la culture Dans un souci de simplification et de rapidit de calculs nous n a
8. m triques les ETP sont calcul es par interpolation une fois pour toute pour chaque pixel M T OSAT Les coefficients cultu raux r gionalis s sont calcul s partir d un algorithme prenant en compte la latitude Notre hypoth se de travail est que l information pluviom trique fournie par les champs pluviom triques estim s par M T OSAT est de qualit sup rieure aux don n es pluviom triques disponibles en cours de campagne l chelle r gionale et dans le cadre d un bilan hydrique Pour tester cette hypoth se nous avons utilis deux types de donn es 1 Donn es stationnelles donn es de r f rence actuelle donn es journali res de 1993 pour l ensemble du r seau sur la zone CILSS 600 postes cf fig 2 hypoth se suivi de campagne donn es de 150 postes envoy es tous les dix jours par les Directions de m t orologie nationales au centre AGRHYMET 1993 et 1994 cf fig 1 2 Champs pluviom triques estim s par M T OSAT champs pluviom triques estim s pour 1994 et calibr s dans le cadre du suivi de cam pagne par la climatologie m diane des pr cipitations d cadaires tablie sur la s rie 1951 1980 champs pluviom triques estim s pour 1993 et calibr s par les donn es r elles r cu p r es en cours de campagne 150 postes Les estimations de pluies partir des donn es M T OSAT sont obtenues en d com posant la zone d tude en trois zones climatiques d finies part
9. ontr que m me en disposant d un r seau de mesure tr s dense plus de 100 pluviom tres sur un degr carr la plu viom trie est une variable difficile r gionaliser La relation qui permet de passer des occurrences de nuages sommet froid aux pr cipitations sur l ensemble de la zone du CILSS est une relation lin aire qui peut se d composer en plusieurs sous relations correspondant respectivement des zones cli matiques homog nes mais distinctes Ces sous relations sont au d part d assez mau vaise qualit si les param tres d estimation sont les m mes pour toute la zone La dif ficult est d identifier ces zones et de calculer les param tres d estimation sp cifiques chacune de ces zones En cours de campagne l estimation des pr cipitations est r alis e en se basant sur la climatologie d faut de donn es sur la saison en nombre suffisant Cette m thode qui donne d ailleurs de meilleurs r sultats que les estimations calibr es sur les donn es en cours d ann e r seau l che ne permet pas toutefois de rendre compte des v ne ments exceptionnels pr cipitations sup rieures 100 mm Quand on compare les donn es de pluies estim es par rapport aux valeurs de postes on note que les valeurs issues des champs pluviom triques sont souvent sous estim es pour les cumuls d cadaires d passant 70 mm Dans le cadre de la simulation du bilan hydrique les termes du bilan ne varient plus quand l e
10. ts du bilan hydrique simul par le mod le DHC Les algorithmes de ce mod le sont pr sent s dans le manuel d utilisation du DHC GIRARD X BARON C CORTIER B 1994 Le calcul du bilan hydrique est bas sur la variation du stock d eau dans le sol au pas de temps pentadaire AS P Dr ETR Ruis A S variation du stock hydrique du sol P pr cipitations en mm pendant la p riode de cinq jours Dr perte par drainage exc s d eau par rapport la capacit de r tention en eau du sol pour la couche de sol consid r e Ruis ruissellement ETR vapotranspiration r elle de la plante Cette derni re variable est calcul e partir de la formule polynomiale d EAGLEMAN tenant compte de humidit du sol et des besoins en eau de la culture ETM ETP x Kc coefficient cultural L ETP d cadaire provient des moyennes tablies sur la p riode 1951 1980 inter pol es suivant une grille de 0 25 degr s Atlas AGRHYMET Ces donn es ainsi spa tialis es peuvent tre utilis es dans le cas d un mod le stationnel ou d un mod le int grant les champs pluviom triques M T OSAT Les valeurs d ETP pour chaque station g or f renc es sont interpol es partir des quatre points de la grille autour de la station 182 em Validation des m thodes d estimation des pr cipitations par satellite Figure 2 R seau pluviom trique disponible en fin d ann e pour la CILSS Dans le cadre de l utilisation des champs pluvio
11. vons simul le bilan que pour une seule longueur de cycle 90 jours et pour une seule date de semis 1 juin La r serve utile capacit de r tention en eau pour 1 m de sol a t fix e arbitrairement 80 mm Afin de comparer les r sultats issus de donn es postes et ceux issus des images M T OSAT on a extrait les valeurs d ETR calcul es partir des champs pluviom triques pour les coordonn es correspondant aux stations du r seau pluviom trique fourni en cours de campagne Les couples de valeurs sont compar es par r gression lin aire Les r sultats sont donn s dans le tableau suivant ETR postes 1993 ETR postes 1994 ETR champs pluv 1994 300 ETR champs pluvio mm ETR station mm 0 50 100 150 200 250 300 Fig 3 Comparaison entre les ETR issues des donn es pluviom triques des DMN et ETR issues des champs pluviom triques pour 1994 184 Validation des m thodes d estimation des pr cipitations par satellite 250 300 mm E 200 250 mm 100 200 mm 0 100 mm Figure 4 Bilan hydrique simul partir des donn es pluviom triques de 150 postes sur la zone CILSS ETR en mm pour une culture de mil 90 jours sem e le 1 juin 1998 simulation par le programme DHC4 et krigeage des valeurs suivant une grille de 0 25 D apr s les r sultats du tableau illustr s par la figure 3 on peut conclure que les champs pluviom triques comme donn es d entr e dans un bilan hydrique permettent
Download Pdf Manuals
Related Search