Détection de la saison sèche d’hiver boréal à l’échelle du pixel sur les marges nord du massif forestier d’Afrique Centrale et caractérisation de sa variabilité spatio-temporelle

Fev-Juillet 2027

Contexte
Des enregistrements météorologiques automatiques sont recueillis depuis mars 2016 par l’IGE et le CIRAD au sein de deux concessions forestières localisées à Pokola et Mokabi, au nord de la République du Congo (Figure 1a). Ils montrent que la saison sèche de Décembre-Février se caractérise par une péjoration de la pluviométrie (événements de pluie peu nombreux et peu pluvieux) mais également une chute de la température de rosée (Tdew) en dessous de 19°C (en moyenne journalière) alors qu’elle est stabilisée vers 22°C tout le reste de l’année (Figure 1b). Cette chute indique un changement du type de masse d’air, la masse d‘air équatoriale humide laissant place à la masse d’air saharienne plus sèche. Face au réchauffement climatique en cours, ce constat pose la question de la pérennité des forêts sur cette région de transition forêts-savanes et de gradient climatique marqué, si la saison sèche devait devenir plus marquée.

Figure 1 : a) localisation des stations météorologiques de Pokola et Mokabi au sein du massif forestier d’Afrique Centrale (contour vert). b) cycle saisonnier moyen à Mokabi pour les pluies (barres bleues), la T° de rosée (courbe orange) et le déficit de pression de vapeur (courbe pointillée verte) sur 2016-2024. L’aplat orange indique la saison sèche

Alors que les saisons des pluies et leurs caractéristiques sont fréquemment étudiées, peu d’études s’intéressent aux saisons sèches des milieux tropicaux humides. Suite à un précédent stage qui considérait l’échelle régionale (Perdomo, 2026), l’objectif du stage est de 1) détecter la saison sèche sur les marges nord du massif forestier d’Afrique Centrale à l’échelle du pixel, 2) la caractériser en durée, intensité etc, 3) évaluer la sensibilité de cette détection aux bases de données (estimations satellitaires, réanalyses) et paramètres utilisés (précipitations, Tdew) et 4) décrire et comprendre la variabilité spatiale et temporelle de la saison sèche sur les trois dernières décennies. Les résultats obtenus pourront servir de référence pour l’évaluation des simulations climatiques CMIP6.

Etapes et analyses envisagées
– extraction des données nécessaires à l’étude sur fenêtre spatiale et temporelle appropriée : données de précipitations CHIRPS, PERSIANN, MSWEP, température du point de rosée (Tdew) et précipitations des réanalyses ERA-5.
– classification des pixels/années en fonction des cycles saisonniers de précipitations et Tdew ...
– pour les pixels/années montrant une saison sèche marquée en hiver boréal, détection des dates de démarrage et fin de la saison sèche à partir de la méthode des anomalies cumulées (Camberlin & Diop 2003, Liebmann et Marengo 2001)
– extraction des caractéristiques intra-saisonnières (CIS, e.g. durée, fréquence & intensité des jours pluvieux...Camberlin et al 2009) de saison sèche pour chaque pixel/année sur la base des dates de démarrage et fin de saison et construction de climatologies
– comparaison en termes de valeurs moyennes et variabilité interannuelle entre bases de données de pluie et avec le Tdew ERA5
– analyse de la cohérence spatiale des CIS et de leur variabilité interannuelle pour comprendre intensité et pattern spatial des sécheresses dans le massif forestier
– liens avec les modes de variabilité climatique globaux tels l’ENSO, la NAO
– selon le temps et la motivation, analyse de quelques simulations climatiques CMIP6 forcées pour l’actuel.

Projets associés
Ce stage s’inscrit dans deux projets nationaux d’envergure : le projet OFVI (One Forest Vision Initiative 2023-2027) dont l’objectif est de mieux estimer les stocks de carbone des forêts d’Afrique Centrale et le projet ANR DYSCATTI dont l’objectif est de comprendre le fonctionnement de la saison sèche sur les marges nord du massif forestier (DrY Season in Central Africa : variabiliTy, Trends and Impacts on forests, 2026-2029). Il répondra à la question de la définition de la saison sèche et sa sensibilité aux paramètres climatiques, jeux de données et échelles temporelles considérés. Vous travaillerez en étroite collaboration avec les autres étudiants (2 étudiants de Master prévus pour 2027, 1 doctorat en cours, 1 post-doctorat) et en appui aux chercheurs impliqués dans le projet DYSCATTI (rattachés à l’IGE, CEREGE, BGS et LSCE) et participerez aux réunions de projet. Le stage se déroulera à l’IGE avec des points en visio-conférence réguliers avec P Camberlin, co-encadrant, basé à BGS.

Profil recherché
– étudiant titulaire d’un M1 en Sciences de l’atmosphère, de l’environnement ou géographie physique
– bonnes compétences en programmation Python (et/ou Matlab)
– connaissances en climatologie et météorologie tropicale
– connaissances en statistiques appliquées aux géosciences
– sérieux.se, dynamique, enthousiaste, autonome
– bonnes qualités rédactionnelles en français et en anglais

Bibliographie
Perdomo D (2026) Définition de la saison sèche de décembre à mars sur les marges nord du massif forestier d’Afrique Centrale et caractérisation de sa variabilité interannuelle, Master 2R SEME, Université Bourgogne Europe, 63p.
Camberlin, P., & Diop, M. (2003). Application of daily rainfall principal component analysis to the assessment of the rainy season characteristics in Senegal. Climate Research, 23, 159‑169. https://doi.org/10.3354/cr023159
Camberlin, P., Moron, V., Okoola, R., Philippon, N., & Gitau, W. (2009). Components of rainy seasons’ variability in Equatorial East Africa : Onset, cessation, rainfall frequency and intensity. Theoretical and Applied Climatology, 98(3‑4), 237‑249. https://doi.org/10.1007/s00704-009-0113-1
Liebmann, B., & Marengo, JoséA. (2001). Interannual Variability of the Rainy Season and Rainfall in the Brazilian Amazon Basin. Journal of Climate, 14(22), 4308‑4318. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2001)014%3C4308:IVOTRS%3E2.0.CO ;2

Contacter Nathalie Philippon (nathalie.philippon univ-grenoble-alpes.fr) et Pierre Camberlin (camber u-bourgogne.fr) en expliquant rapidement vos motivations pour réaliser ce stage et en fournissant les coordonnées de votre encadrant de stage de M1.