Variabilité diurne et saisonnière de la convection en Afrique centrale – comparaison entre différents types de végétation et leurs processus physiques associés

​​Le bassin du Congo est l’une des régions les plus convectivement actives du monde et constitue une partie essentielle de la circulation atmosphérique à grande échelle qui régit le système climatique. La région reçoit environ 1500 à 2000 mm de précipitations par an, dont plus de 60 % se produisent pendant la saison humide, de part et d’autre de l’équateur. Environ 75 % des précipitations sont apportées par des systèmes convectifs de mésoéchelle (mesoscale convective systems, MCSs), qui sont des zones contiguës de nuages froids d’une superficie supérieure à 25 000 km². Le système climatique régional est associé à la plus grande fréquence mondiale d’orages et d’éclairs (Cecil et al., 2015; Clulow et al., 2018).

L’activité orageuse maximale se produit au-dessus de l’est du bassin du Congo, qui possède l’un des plus grands totaux de précipitations des tropiques, avec une moyenne de 10 mm par jour. Toutefois, le quantité de pluie en Afrique centrale est inférieure à celle de l’Amazonie (McCollum et al, 2004). La compréhension des processus qui influencent les précipitations et la convection y associées dans le bassin du Congo et leur évolution future sont essentielles pour la planification des adaptations, car la région du bassin abrite une population de plus de 100 millions de personnes, dont la majorité dépend de l’agriculture (pluviale) de subsistance pour se nourrir et générer des revenus. Le bassin du Congo abrite également la deuxième plus grande forêt tropicale du monde. L’Afrique centrale regorge aussi différents types de végétation, outre les forêts humides – tel que la savane boisée ou herbeuse, les forêts de transition, les mangroves etc – qui contribuent à la variabilité des interactions terre-atmosphère. Ces végétations influencent non seulement le flux de chaleur, la disponibilité en humidité à la surface, mais aussi affectent la dynamique de la couche limite et donc impactent directement la convection dans la région. En raison de cette complexité, comprendre la variabilité saisonnière et diurne de la convection dans le contexte des différents types de végétation est essentiel pour améliorer les prévisions météorologiques et comprendre les dynamiques climatiques régionales.

Ce projet vise donc à examiner la variabilité diurne et saisonnière de la convection en Afrique centrale en analysant sa relation avec les types de végétation et les processus atmosphériques. Les principales questions scientifiques abordées par ce projet sont les suivantes :

1. Quel est le cycle diurne de la convection dans le bassin du Congo et comment varie-t-elle selon les saisons ?
2. Quel rôle les différents types de végétation (forêt, savane, etc.) jouent-ils dans la modulation de la convection ?
3. Quels processus atmosphériques sont responsables du déclenchement et du maintien de la convection dans la région ?
4. Comment les rétroactions entre la terre et l’atmosphère influencent-elles la dynamique de la convection dans les différents types de végétation ?
5. Dans quelle mesure les variations saisonnières de la convergence au milieu de la troposphere et la depression thermique en surface contribuent-elles aux modèles de convection régionaux ?

Pour répondre aux questions scientifiques mentionnées ci-dessus, outre certaines données d’observation, de télédétection et de modélisation numérique, une campagne de terrain sera organisée pour collecter des nouvelles données. Les étudiants en doctorat et/ou Master à l’ISTA Kinshasa joueront un rôle central dans la mise en œuvre de cette campagne d’observation impliquant des stations météorologiques automatiques, des radiosondes (ballons météorologiques) et lidar, qui pourrait être installé à Yangambi. Le jeu de données collectées sera utilisé pour caractériser la circulation pendant la période de campagne et la comparer avec ceux des modèles. Pour simuler les schémas de convection dans le bassin du Congo, le modèle​​ WRF sera aussi utilisé.

​​​Vous serez encouragé à développer et à renforcer les collaborations avec d’autres étudiants et chercheurs du CBSI travaillant dans des domaines connexes, en particulier sur le changement d’utilisation des sols. Vous serez encouragé à publier vos travaux dans des revues scientifiques de premier plan et à communiquer vos résultats le plus largement possible, y compris aux décideurs politiques.

Ce projet se fera au sein de l’observatoire du climat et de la météorologie qui fait partie du plan de science et de renforcement des capacités du CBSI.