33

La caractérisation fréquentielle du milieu agro-écoclimatiquehorizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/... · 2013. 10. 16. · los de temps les probabilitds au dtipacrremant

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • L'adlurgement du milieu naturel implique qua: l'on dispose de methodes Suff isasment sarer pour 1 '&valuation der patantfalit66 rdgfOnda8 r&!ell@$ aux plans agricole , partoril , sylvicole . b , potentialiteo qui ar aont pas fixees une fois pour toutes mais P terme plus ou moins lointain selon la rapiditg des changemente de tous ordres. Ces potentialitis r6elles xdisulrent en ef fit de contraintes €ivolutivas, de nature technico-socio-bconomiquc , qui s'exercent m r les potentialit& natureller, eIIes-m&riee condítíonnier gar le clirnat, le io1 et Ie agateriel vivant, vdgCStal et animl.

    Les variations teaporellea de ce8 deux facteurs, climao: et 801, d&ter- minent une fluctuation interannuelle des productivitea Vdg6t8h et aniraale (rendement, en agriculture) dont la distribution de fr6quencer est caracr6- risde par une moyenne et un indice de dispersion. Si on admet que lea effets du sol, contrairement B ceux du climat, ne sont par rl(tatoixe5 saair suivent une tendance b moyen ou long t e m (tendance qu'il sera parfoir porrdble et avantageux de corriger), la fluctuation interannuelle de la productivitg au- tour de cette tendance peut atre rapportQe pour l'erscntiel 1 la fluctustioa Znterannualla du climat.

    Or l'exp4kience toute r6carntta du &&he1 africain vient encor& de le rap- peler, an ne peut estber les pbtentialiti86 natureller, donc r&sllsr, sur la bsee de la pr&uctivit& moyenne_, cella de pPturrrps par e"ple, souf or- ganigation penset tant de constituer des rlrrerves ea annhs oxc~deataita8 au bCfndf ice des annt;res d6f icitairee. Pareille orgunimtion suppare cependant acquis un niveeu de technicitd et des moyens de financement souvent probl9- matiques et Bon diutensionnement meme na peut rsrrultar que d'una analyse prd- alable de la productivitCS lige B celle du climat. Autre exemple, tout projet de dgveloppement assorti de pr^ete rtmbaursables snnuellemnt doit n8ceasai- remenk prendre en compte ler fluctuations de rendement liaes aux fluctuations

  • 3 '

    w

    Un sait, par exemple, que ta production de mcltiBre seche est en gros fonction linBaire de ~ ' ~ v ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ i ~ ~ ~ í ~ ~ relative ETRtETP : une analyse Zréquentielle dee valeurs priaes par cet indice lors des phases successives du dgveloppement d'uns culture ou de 1s végdtation naturelle sera tou~oura pleine d'itrtdrZt, DB fason plus g&n&rele,la simple description du cadre agro6coclhtipue &era pour tous, a ~ ~ o ~ ~ ~ e s , &."gistss, Bconamistes, amti- nageurs, technicien8 ou chercheurs, une source de damdes dont: on Tie peut se passer, e15 planification n o ~ ~ ~ e ~ ~ que ce soit aux ichelles nationale ou rggionalle comme B celles d C pxojat de ddveloppement ou du calendrier cultu- ral de l'exploitation.

    Pour être efficace, cette description doit rdpondra il certaines exigen- ces :

    - etle doit se prfter B Itexpression fr8quentielte, pour les motifs 6voqui&s ci-avant'.

    - elle doit &re aussi spth8tique que possible, ne scraitre qu'en raison des problsmea i n ~ ~ l ~ b ~ ~ s auxquels conduisent les probabilitEs compo- s4ee diis lors que l'on conriid&re dea c ~ ~ & ~ t ~ ~ ~ s t ~ ¶ u e ~ clhatiques Ll6mea- taires.

    - elle doit pouvoir Stre obtenus B l'ordfnateur sitût quo l'aire d'in- vestigation eet pour le twine celle de le region agroEcoeliamtique (certaine unit& de clhat: ~ @ c ~ u v ~ ~ ~ t une possibfe diversit6 da solri), saur la cas du secteur ~ d a p ~ e l i ~ ~ ~ ~ u ~ ~~v~~~ être trait5 avec des moyesls manuels.

    L'expxeseian 8 ~ t ~ ~ t ~ ~ ~ ~ ta plus ~ ~ h ~ v ~ ~ , parce qu'elle intègre tous la production v6g&tale, eat la "piiriode de les clslbments qui ~ a r ~ ~ c ~ ~ ~ ~ ~

    v&g&ation'', gus l'on doit tendre sentative et eomplStsa.

    dglirrer de façon toujours plus reprb-

    DEP INITIONS

    Un madlle devra donc ~ ~ c @ $ ~ ~ ~ ~ ~ ~ e ~ ~ rendre compte de lo variabilief inhgrente aux ~ h ~ ~ ~ n ~ s eli tiques. Or, tandis que! la pCríode de vgg6ta- tion inthgre de fapn continue ce8 ph6nom2neiS 88 earact6riaation frgquen- tielle ne peut se concevoir que de fason discontinue, suivant: un pas de

  • 4

    temps (hebdomadaire, décadaire ..*) ou, encare, en ne considgrant qu'un nom- bre limité d'6vCnements ~ ~ ~ a ~ ¶ u a b ~ e # ~ Cette dernier@ formule t3e prête mieux que la premigre B l'expression frfquentielle parce w e plus synthetique mais les deux Ecrrmules gagnefit il Stre tjrsrsoei6es : lee dglhitatfons et durees de periodes et s o u s ~ p ~ ~ ~ ~ ~ ~ 5 useront de la notion d'&v2nement remarquable tan- dia que le contenu des pas de tempsl Cette eombinaiaon aboutit au toda ale atatistiqua priisentg plus loin. Préalablement, il re e a ddfinir ce qu'est un 6vbnement remarquable.

    mea des 3era ddcrit en €r&quence suivant un

    Nature et relativit6 de 1 ' ~ ~ ~ ~ ~ ~ e n t remarquable

    Est un ~ v ~ ~ ~ e ~ t r @ ~ ~ ~ u ~ b ~ ~ pour le dbcoupge, dana le cycle annuel, de la pdriude de v gStaticzn, tout &ranenrent climatique ou phiSnologiqus (d6- fini par un critlte de d ~ v ~ ~ o ~ ~ ~ ~ ~ u t du végdtal en rapport avec un fait cli- matique) dont 1 '%ntirÉk repond 24 un objectif acientif ique, technique, Qcono- mique .. .. fl y aura donc, en un mgme lieu, autant de "p6riodes de v8gbta- tion" que de projeta ep6cífiquee.

    En rapport pourtant avec le domaine opkationnel (planif ícation, amé- nagement, recherche, exploitation ...) cette "entit8 rationnelle" se carac- tirisera par un plus ou mains grend degr6 de gBnttalft& : par exemple, le passage 6% de tempdrature pourra marquer le dQbut et fa fin de la periode de vBg6tation de l'herbe dans les rbg.ions tcmpCSrLes humides, quelque soit le mglange, de g ~ ~ ~ n ~ ~ s easentiet~~nt, composant ce que l'on appelle com- munthuent l'herbe.

    Etant doand l'incertitude qui entache Iza notation de Z'fniltant de rfa- tisation de l'6v Dement, il convient d'insister sur son caractere relatif, surtout a 'agfaeant d ~ v ~ n ~ ~ @ ~ ~ *'climatique" ainsi, par ex les intersections des courbee annuelles ~ ~ M v i ~ ~ t r i ~ u ~ (P) et &vapottans- pirometrique (ETP), cette dcsrniitirr! &ant comprise dans eon 8c mite imposde par f'f?~ler ie d ~ $ p o n ~ b ~ ~ , Ces deux 6dnements ont pour toutes espihes v6g6tant en couverture fem6e la mSme signification : C ~ I E de déli- miter, en principe, la perfode de X'annge durant laquelle E3X (6vapotrans- pirakion réelle) egale P. En principe, car plusieurs amendements doivent être apport&e a cette proposition selon la finesse de resolution des phéno- enes, selon le plante et 808 &"transpiration reelle maximale @TM), se- lon la nature du sol

    simple ou complexe. 11 en va le, des deux ~ v ~ n @ ~ @ ~ t s * BI et B2 (fie. i), dbterminth par

    Fion de li-

    * .

  • eant, il con~ient donc de t trs p6riade de wagetation

    une exgrerrsion

  • 7

  • - Climats intertro (pluies d'i5tb; prtidominance dea faetcure hydri- quee), Passage de aaui3.rr hydriques au printemps, ea et6 et automne. L'exten- sion de la p&riode de v ~ ~ ~ t ~ ~ ~ o a au moyen de l'brrigatian peut: se trouver iìmitts?, a ia fih at ata d but de l'hiver, par dea seuils de termp6ratures gai- nimales.

    - Climats subtmpicaux et m6diterran8ens (pltrier d'hiver; px6dominanc.e

    EXEMPLES

  • - prendre La lame pluvíaL~ pour variable ut^, c'e~k dire esti- mer m n pas hes ~ ~ ~ q u ~ n ~ ~ a de r8alirotion, dans dea intatvalleer dgfinia, de hauteurs d'eau fixam3 espierer b un certain nombre de niveaux de prcrbabiPit6 compris entra 0,Of et 0,99.

    , au contraire, Tao ~ u ~ ~ u ~ ~ d'eau

    \

    estimer ces l ~ m ~ ~ pluvialee poux des intervalles de 10! jours (I = n 365) pouvaat glitaser da m en p1 joura (1 - m n).

    Ces deux 4xmditiane ceni8rant au procgdg une bonne souplesec car il est toujours poseribla de trauver, done ces pBriade8 glistsantes plus au wins du- rables et p l u ~ ~ ~ ~ s ~ ~ ~ et parmi leg lmse d'eau calcul4es pout une vingtaine da niveaux de ~ ~ o ~ ~ b ~ ~ i ~ ~ * dee valeur voisines da celles qui sant coneid4- r6es comme d ~ ~ ~ ~ i ~ ~ ~ ~ ~ ~ pour la ~ ~ ~ l i ~ ~ t ~ a ~ de 11 'CSv$nement*

    A

  • A ca premiar progr *peut an $tre aomci6 un second les sorties du premier perfor6aa sur cartes, donne gour la6 los de temps les probabilitds au dtipacrremant par las plugai de, talles frac- tion$ d'E"P choisies, ce qui offra la porsibilit4 d'íintroduire dans la modi%- liration de fe pgriode de vegetation la t e m dao besoin8 en eau diStermin6s par te climat. CI prograrsme (ORWGZ) , bcrit par C O U L Z B A Y ~ ~ ~ (1975) ingenieur dt8oro-logQte, ast list6 an annex e fX avec example der Sorti@ et mode d'm- plcri.

    Enfin la .pliriode der hgi4totioa peut encore @tre mod&lis€e an fr6quences de fagm plus fine a partir de dann eu produite8 per un ansemble da 8 pro-

    eelon qu'ils s ' ~ d r ~ s ~ ~ ~ t aux rdgione b i d s s (RU canstante) ou aux rllgions arides (RU variable), salon qu'ils co;erportant ou non una fonction de ruir- scllemant, selon qu'ils o rent en pas da tearps = a ~ e ~ d a i ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 10 jours. Ces progr 6 na! sont præ list&$ icf en raison de leur volume mais flsl sont tenus (tableau I), ee trouve u11 c % ~ p l ~ de sortie de 1'ORBXMt (RU canatante, ruiar- aell@~~nt, pas de t a p s natural) concernant uri bilan par perioder hebdoma- daires (nutles de 2 b 52 en colorrna i) OOUB prairie B ~~~~~~ (Cbte d' Ivoire). Les v a r ~ & ~ l ~ s 6a lisent COIEMI suit : P (1- ptutti€i'l%); f (irrisa- tim Bvantuelle) ; (aau disponible); tf8 (humidit6 relativa du $01 : HD/RU); ETP [Bvapotronepiration potentielle) ; K (coefficient da wdulation da 1 'Em) ; ETM- ( ~ v ~ p ~ t ~ ~ I 1 $ p i ~ a t i o n rdelle mxfmale) i E"íR (6vrpQtranepiration rtelte) ; RS (charge en eau utile du sol); RDR ( r u i ~ s % l l ~ n t ~ ~ a ~ ~ 8 % Confondut#);

    8 d'dvaluation dee ~ e ~ s du bilan hydrique, grog u diversif iCs

    fa disporitioa des htdrassdo 6veatue1s~ En Pnnaxe Iff

  • a

    P

    %&-!. elles (typiques, ici, des rdgians tropicales). Bi et tl2 délhitetlt la periode (BtB2) durant laquelle, en principe, ETR - ETP. Courbes pluvfom6trique (P) et Evaporranspirom~trique (ETP) annu-

  • ,

    '' 3' Periode fréquentfelle de vegétation : - fig. 2 : la periode de v6g6tation est delimitée en frequente par les histogrammes de densité et courbes de repartition des bv&nements D (dGbut), F (fin), I (Ivlnement intemgdiaire quelconque) - fig. 3 : la surface comprise entre les sigmordes de rdpartition des rZvhements ddbut (D) et fin (P) et les horizontales relativee aux fréquen- ces O et 1 eet une expression friiquentielle de la durge de la p6riode de vegetation.

    aux sigtddes de rdpsrtition ont dt6 eubstituées lea dadtee de Henri cor- reepondantee, les distribution8 de fréquences Ltent supposPIes normales.

    - fig. 4 : mame expression fréquentielle de la durQe qu'en fig. 3; mais

  • . .

    Periode frsquentielle de vegihation dgfinie : pour P eupgrieure 3 ETP/2 (entre les premisre et ddrnikra 8iga;roZdes) et pour P SUp6KhUre b ETP (entre lee 4 sipldes inteddiaires priees 2 B 2, soit 2 et 3, 4 et 5). En raison du rdgime subdquatorial B deux maxSmrrms pluvieux sbpargs par un minimum en juil.let, la pluie devient en effet successivement : sup6xieura B ETP/Z (sigmoxde 1 B gauche), superieure ib ETP (aip. 2) , inferieure 2t ETP (sip. 31, de nouveau auperieure B E'EP (sigui. 4), inférieure 3 ETP (sigm. 51, inflrieure B ETP/2 (sip. 6).

    Une droite, longue de 8 intervalles de 5 jours (soit 40 jours), qui rapréeente la durBe de la phase d'exigence hydrique optimale (mR * ETP) d'un riz pluvial, a ét6 calde et 35me sigmoïdes (probabilit6 0,48) d'une part et lee 4&me et 58me sfgmo- Idee (probebilEt6 0,72) d'autre part.

    la meilleure probabilité" entre les 21m

  • 19.

    ...

    . . . . . . _ . . . . . . . . . - . . . . , . . . . ~. . . .&we. , ..........

    Prgfode frdquentietle de vtigtitation d6f inie pour Te eup6rieure 3 Pig. 4 16'F (entra les lare et; 6ame dioitasi), To supérieure zt 24'F (entte les 2eme et §&me droites) et To aupsrieure B 32'F (entre fea 3ame et: 4hme droi- tea). D'aprite dee donnees de THCM et SHAW (1958)T

  • mEI1; I

    'Formet "1". Cartes des pluies journaliBres : 24 cartes par un, chilcuua comprenant, de gauche B droite : - 15 n d r o de la rtatian lu JST - 12 deux dernier, chiffrrs,du millQrirp~ de l'uurba lu JAN - 12 n d r o du aoir lu WI - If n d r o de la quineaine du laroir lu ar# - 16 fois I4 o hauteurs journaltirer en 1/10 de gill luer IP (da I B 16). Si les observatioao sont aanquanter, meu1 le p r d e r jour de Ia qufazaine est perfor6 .

    '??omat '*6": Carta d'i¿antiffc8tion, u m par rtation, coolpranuat : - S5 W r o da lit station lu XST - 10 fois A4 m m de la rtatiou lu FRAG ' .

    'Poratat'''8''~ Carta dar probabiliels perforge 8x1 9F 342 avec les noubres : .*O1 .O2 .Of .SO .20 .29 .30 .40 .50. Le8 hauteurs cumul6es seront calcul(5es ' pour chacune de ce8 valeurs et les valeurs t.-checuoct da ce8 valeurs.

    - I3, lu Jl , date (en chiffrisa' rupport6s au ler janvier) ¿u p r d e r jour de - f3, lu J2, date du premier jour de la darniare p6riode glissante. - I3, lu 33, nombra de jours entre ler premiers jours der periode* glissan- - U, lu JCC (de. 1 i 23) diff6rentas durlea en joura des periodes glfssantee, la preariare p k iode glirtwnte.

    tes cansecutivar.

    par exemple :. 5 1 O .15 .

    . . .

    4 . - g-t "10". 20 fuis 14, lu KD (da ¶ B 201, deux derniers chiffre6 de mil- 14 h e r d"m8'er ConservQcs. Cette carte obligatoire peut êtra blanche. Si

    i. '' i= I& veut utiliser das ander dont lee relevge sont douteux, incamptats, non qwrSditans ** . a 1 ?îindicateur dont l'indica @ara las deux derniera chiffrer du

    . d216sime ¿e l'ann8e prendra la valeur zdro grace a la variable KD.

  • *'.

    ".

    . ._.

    ,

    .,,- ._. .

    .

    @

    8% a, '

    tü 6 I

    .- < b

    c 1

    U

    L

    ... i a;

  • n

    ."

  • P

    *Y

    &

    x

  • L tX

    'I *

    ..

  • 4

  • n

    a 8 œ t- > if W )I f Y CI c c- v)

    c ?! 6

    O Q

    ml E: E M 3 M o) e CI h

    f z L( co, d œ

  • MODE D’EMPLOI DU PROGRAM% ORWGE

    Carte dea niveaux dtETPo I”uable, ’1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.30 0.40 0.30 0.20 0.10

    Carta indicative de la station avec plu-

    , viodtria moyenne

    ’135, 150, 190, 197, 228, 20d, 183, f59, 162, 175, 142, 130, f3f Carte des ETP mensu- ellea, de janvier B janvier

    / Deux cartee par pQri- ode parforeas en sor- tie du programne POH-

    / 109, Soit 72 cartes pour un rythme de gliS- ament de 10 joura et 146 pour un glissement de 5 jour,.

    PROGRAMME

    Une.carte, noth 46 dans le programe, il changer selon I@ rythme de glia- sement :

    PASGLS = 1 Q PASGLX = 05

    p&riode de 30 joura glissant de 10 en 10 p&riode de i0 joure glirssant de 5 en S

  • 00100

    OOEQO OtlIOtl 00100 O01 00 wtoo ao100 O0 I ao 00100

    0l)lOO 0OtOO 001uo oorao 00100 061OO O(1180 O0100 o0 100 ObtOO OQl U0 Oalel QlQ3 l l ~ ~ ~ 4 0010s 60106 ~ ~ l ~ b 86107 00110 OOIPO ~ a 1 ~ 0 BolEl OOI12 O8113 00821 Oll122 O0 1 il4 u0125 00126 0012? @O131 0013z 06133 at0134 00335 001136 00137 00131 0013t 00137 00140 00141 00142 00143 00144

    oa 100

    aoioo

    aaxss

    1 .. .

  • 29.

    + e * c e e e e b e

    Irr' t" w ë a, c- 0: a o, e a

    e 0 * e + e 8 c. 4

    e e b O e * e 0

    $5

    t b b t

    e * e + b e e e b e a

    n

    !n m M i Y mI

    X

    i! a' c n

    M-

    o*;; a

    . s$ U. w-

    ON

    X.

    e Q c

    Y e & 6

    w c A w c4 c d

    w c, 3 a A

    c

    w s w x 8 Lu

    CI c

    ef o œ w C t &

    u) 6

    N

    o

    .$ N

    ed n r M

    c1

    ..

    e 0 e *

    e C e t

    IL Y w

    f !

    e m

    U

    Nul e

  • * T

    00173 00¿9* O02CtS 60271 00277 00350 00303 00304 00306 50307 00311 Q0312 00314 00314 00315 00317 00320 00322 00323 603215

    * 00326 O0331 0034~ 00341

    f 00342 (DO344

    3 00345 00347 O6351 00352 00354 00355 60357

    . 00340 o(1362 00363 00345 00365 ffdr366 003t5 00310 O0371 O03t3 BO374 00376 00180

    00402 00403

    0040 1

    lila* 1299 1 JO* 131. 1330 133* I%* 139 1349 1 37* 138. ' 139r 1400 1410 142* 143. 144* 145* 146. 141* 1489 1499 150, 151' 152* 1SJ* I!%* fS5* 156. 1570

    1s9* 160* 161* 16P 163* 1640 lbSr" 166* I b7* 1480 1691, l?O* 1?1* l?2* 1 T3* 1?4* 17!5* 1?6*

    iss* I

    8 .. .e END of CWILATIONS NO OIAGNOSffCS.

  • v 2: W 0 P

    jl 0 o

    3 LI

    f t f

  • Modèle de sortie du programme ORBKNR pour évaluation, selon un pas de temps donné (ici la semaine, notée de 2 à 52), des termes du bilan hydrique sous culture ou végétation naturelle. Les variables se lisent comme suit :

    - P, lame pluviale durant la semaine en question - I, irrigation éventuelle - HD, eau disponible dans les limites de la RU (ici constante et égale - HR, humidité relative du sol, égale à HD/RU - ETP, évapotranspiration potentielle - K, coefficient de modulation de 1’ETP (K =t ETM/ETP) - ETM, évapotranspiration réelle maximale, fonction du taux de recouvre- ment du sol, du stade de végétation ...) - ETR, évapotranspiration réelle, fonction de €IR et de ETP - RS, eau résiduelle du sol après prélèvement de 1’ETR - RDR, ruissellement et drainage confondus - DRC, RDR cumulé - D(RS), déficit en eau du sol relativement à la RU - D(RS)/RU, déficit relatif du sol - ETR/ETM, évapotranspiration relative, indice de production de la ma-

    - ETM-ETR, déficit hydrique au niveau de la plante.

    à 250 mm)

    tière sèche