Dynamique atmosphérique régionale liée aux intrusions d’Harmattan sur les marges nord du massif forestier d’Afrique Centrale : analyse en types de temps et évolution depuis 1970

5-6 mois février/mars - juillet 2026

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 1). Les enregistrements de T° et d’humidité relative pour la station de Mokabi montrent qu’elle subit, en saison sèche (décembre-mars), des épisodes anormalement secs la journée et frais la nuit, caractérisés par une forte baisse de la température de point de rosée. De telles évolutions diurnes sont fréquemment observées plus à l’ouest et plus au nord sur la bande sahélienne (Niger, Mali, Burkina-Faso, Tchad, Nord du Cameroun, ...) et sont caractéristiques des coups d’Harmattan (Marticorena et al. 2010), vent sec du Sahara. Ceci pose donc l’hypothèse d’intrusions d’Harmattan jusque dans les marges nord de la forêt d’Afrique Centrale, intrusions qui n’ont jamais été documentées jusqu’à présent dans la littérature pour cette zone.

Par exemple, Moron et al (2018) se sont intéressés aux températures minimales et maximales en Afrique subsaharienne (nord de l’équateur) en Février-Mars et Avril-Juin. Ils mettent à jour des types de temps caractéristiques associés à des configurations spatiales de T° spécifiques sur le sous continent (Figure 2). Hu et al (2019) se sont eux plus particulièrement intéressé aux vagues de chaleur (Tmax) sur la région République de Centrafrique – République du Congo et l’ensemble de l’année. Ils montrent une augmentation marquée de ces vagues de chaleur depuis les années 70. Celles-ci sont accompagnées d’anomalies de hautes pression de surface et de T° qui s’étendent de l’E de la Méditerranée au Congo et associées à des anomalies de subsidence sur la région. Enfin Ward et al (2021) ont récemment étudié les épisodes pluvieux au nord de la République du Congo de Novembre à Mars. Ils sont associés à des conditions synoptiques mettant à nouveau en jeu T°, et pression de la Méditerranée au Sahara.

Partant des intrusions d’air sec détectées non seulement dans les mesures in-situ des 2 stations météorologiques, mais dans un réseau plus large de stations (thèse en cours de Martin Magnan à l’IGE), l’objectif de ce stage est donc de comprendre : (1) à quelles configurations spatiales dans la dynamique atmosphérique régionale correspondent ces intrusions ? (2) peut-on les relier à des types de temps canoniques de l’hiver ? (3) le cas échéant, toutes les intrusions sèches sont-elles incluses dans un seul type de temps ? et (4) est-ce que cette association est exclusive (= tous les jours du type de temps sont concernés par une intrusion). Enfin, (5) quelle est la fréquence et l’évolution depuis 45 ans de ces configurations/types de temps. La question se pose en effet d’une augmentation du nombre ou d’une amplification dans la durée/intensité des intrusions sèches pouvant déstabiliser les forêts.
Ce stage se propose de repartir de l’approche développée dans Moron et al (2018) pour l’appliquer à la saison décembre-mars (1970-2025) et l’étendre vers le sud afin de documenter les marges nord du massif forestier d’Afrique Centrale.

Contexte programmatique :
Ce travail s’inscrit dans le projet DYSCATTI (DrY Season in the northern margins of Central Africa : variabiliTy, evoluTion and Impacts on forests) financé par l’ANR sur 2026-2029. Vous travaillerez avec les autres étudiants (4 étudiants de Master prévus pour 2026, 1 doctorat en cours) et en appui aux chercheurs impliqués dans le projet (rattachés à l’IGE, CEREGE, BGS et LSCE) et participerez aux réunions de projet. Le stage se déroulera à l’IGE avec des points réguliers en présentiel et en visio-conférence avec Vincent Moron, co-encadrant, basé au CEREGE.

Etapes envisagées :
– extraction des données nécessaires à l’étude sur fenêtre spatiale et temporelle appropriée : champs de vent, T°, humidité et pression / géopotentiel des réanalyses ERA-5, Tmin/Tmax Berkeley, données aux stations de Mokabi/Pokola...
– détection des types de temps en décembre-mars par classification K-means à partir des champs de vent de surface ou à 925 hPa et de pression /géopotentiel des réanalyses ERA-5
– discrétisation des épisodes secs détectés par Martin Magnan (thésard à l’IGE) par les types de temps
– analyse de l’évolution temporelle sur 1970-auj. du/des types de temps associés aux intrusions d’air sec.

Profil recherché :
– étudiant titulaire d’un M1 en Sciences de l’atmosphère, de l’environnement ou en géographie physique
– bonnes compétences en programmation Python (et/ou Matlab)
– connaissances en climatologie / météorologie (notamment tropicale est un plus)
– connaissances en statistiques appliquées aux géosciences
– sérieux.se, dynamique, accrocheur.se, force de proposition
– bonnes qualités rédactionnelles en français et en anglais
– aisance à l’oral et au sein d’un petit collectif de recherche

Bibliographie :
Moron V. et al (2018) Daily weather types in February-June (1979-2016) and Temperature variations in tropical North Africa, Journal of Applied Meteorology and Climatology, DOI : 10.1175/JAMC-D-17-0105.1 https://journals.ametsoc.org/view/journals/apme/57/5/jamc-d-17-0105.1.xml?tab_body=pdf
Hu et al (2019) Synoptic Features Responsible for Heat Waves in Central Africa, a Region with Strong Multidecadal Trends, Journal of Climate, 10.1175/JCLI-D-18-0807.1. https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/32/22/jcli-d-18-0807.1.xml
Ward et al (2020) Synoptic timescale linkage between midlatitude winter troughs Sahara temperature patterns and northern Congo rainfall : A building block of regional climate variability, International Journal of Climatology. 41:3153–3173. https://doi.org/10.1002/joc.7011