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Your search keyword '"Guillaume Quantin"' showing total 13 results
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13 results on '"Guillaume Quantin"'

1. Stochastorm: A Stochastic Rainfall Simulator for Convective Storms

Author

Gérémy Panthou, Catherine Wilcox, Théo Vischel, Thierry Lebel, Guillaume Quantin, Claire Aly, Juliette Blanchet, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)

Subjects
Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, 13. Climate action, Rainfall simulator, Convective storm detection, 0207 environmental engineering, Environmental science, 02 engineering and technology, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, 020701 environmental engineering, 01 natural sciences, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

Stochastic rainfall generators aim to reproduce the main statistical features of rainfall at small spatial and temporal scales. The simulated synthetic rainfall series are recognized as suitable for use with impact analysis in water, agricultural, and ecological management. Convection-driven precipitation, dominant in certain regions of the world such as the intertropical belt regions, presents properties that require specific consideration when modeling: (i) strong rainfall intermittency, (ii) high variability of intensities within storms, (iii) strong spatiotemporal correlation of intensities, and (iv) marked seasonality of storm properties. In this article, improvements for an existing stochastic generator of rainfall fields that models convective storms are presented. Notable novelties include (i) the ability to model precipitation event timing, (ii) an improved temporal disaggregation scheme representing the rainfall distribution at subevent scales, and (iii) using covariates to reflect seasonal changes in precipitation occurrence and marginal distribution parameters. Extreme values are explicitly considered in the distribution of storm event intensities. The simulator is calibrated and validated using 28 years of 5-min precipitation data from the 30-rain-gauge AMMA-CATCH network in the Sahelian region of southwest Niger. Both large propagative systems and smaller local convective precipitation are generated. Results show that simulator improvements coherently represent the local climatology. The simulator can generate scenarios for impact studies with accurate representation of convective precipitation characteristics.

Published
2021

2. Intensity–duration–frequency (IDF) rainfall curves in Senegal

Author

Catherine Wilcox, Thierry Lebel, Gérémy Panthou, Ousmane Ndiaye, Youssouph Sané, Honoré Dacosta, Ansoumana Bodian, Théo Vischel, Guillaume Quantin, Marianne Diop Kane, Aida Diongue-Niang, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, Scale (ratio), 0208 environmental biotechnology, Inference, Climate change, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, lcsh:TD1-1066, Statistics, lcsh:Environmental technology. Sanitary engineering, Scaling, lcsh:Environmental sciences, 0105 earth and related environmental sciences, Mathematics, Estimation, lcsh:GE1-350, lcsh:QE1-996.5, lcsh:Geography. Anthropology. Recreation, Ranging, Confidence interval, 020801 environmental engineering, lcsh:Geology, lcsh:G, 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Generalized extreme value distribution, General Earth and Planetary Sciences
Abstract

Urbanization resulting from sharply increasing demographic pressure and infrastructure development has made the populations of many tropical areas more vulnerable to extreme rainfall hazards. Characterizing extreme rainfall distribution in a coherent way in space and time is thus becoming an overarching need that requires using appropriate models of intensity–duration–frequency (IDF) curves. Using a 14 series of 5 min rainfall records collected in Senegal, a comparison of two generalized extreme value (GEV) and scaling models is carried out, resulting in the selection of the more parsimonious one (four parameters), as the recommended model for use. A bootstrap approach is proposed to compute the uncertainty associated with the estimation of these four parameters and of the related rainfall return levels for durations ranging from 1 to 24 h. This study confirms previous works showing that simple scaling holds for characterizing the temporal scaling of extreme rainfall in tropical regions such as sub-Saharan Africa. It further provides confidence intervals for the parameter estimates and shows that the uncertainty linked to the estimation of the GEV parameters is 3 to 4 times larger than the uncertainty linked to the inference of the scaling parameter. From this model, maps of IDF parameters over Senegal are produced, providing a spatial vision of their organization over the country, with a north to south gradient for the location and scale parameters of the GEV. An influence of the distance from the ocean was found for the scaling parameter. It is acknowledged in conclusion that climate change renders the inference of IDF curves sensitive to increasing non-stationarity effects, which requires warning end-users that such tools should be used with care and discernment.

Published
2018

3. Model-based study of the role of rainfall and land use–land cover in the changes in the occurrence and intensity of Niger red floods in Niamey between 1953 and 2012

Author

Guillaume Quantin, Marielle Gosset, Théo Vischel, Claire Casse, and Bachir Tanimoun

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, 0208 environmental biotechnology, Drainage basin, 02 engineering and technology, Structural basin, lcsh:Technology, 01 natural sciences, lcsh:TD1-1066, lcsh:Environmental technology. Sanitary engineering, lcsh:Environmental sciences, 0105 earth and related environmental sciences, lcsh:GE1-350, Hydrology, geography, geography.geographical_feature_category, Flood myth, lcsh:T, lcsh:Geography. Anthropology. Recreation, Land use land cover, 020801 environmental engineering, Current (stream), lcsh:G, Period (geology), Environmental science, Surface runoff, Intensity (heat transfer)
Abstract

Since 1950, the Niger River basin has gone through three main climatic periods: a wet period (1950–1960), an extended drought (1970–1980) and since 1990 a recent partial recovery of annual rainfall. Hydrological changes co-occur with these rainfall fluctuations. In most of the basin, the rainfall deficit caused an enhanced discharge deficit, but in the Sahelian region the runoff increased despite the rainfall deficit. Since 2000 the Sahelian part of the Niger has been hit by an increase of flood hazards during the so-called red flood period. In Niamey city, the highest river levels and the longest flooded period ever recorded occurred in 2003, 2010, 2012 and 2013, with heavy casualties and property damage. The reasons for these changes, and the relative role of climate versus land use–land cover (LULC) changes are still debated and are investigated in this paper. The evolution of the Niger red flood in Niamey from 1950 to 2012 is analysed based on long-term records of rainfall (three data sets based on in situ and/or satellite data) and discharge, and a hydrological model. The model is first run with the present LULC conditions in order to analyse solely the effect of rainfall variability. The impact of LULC and drainage area modification is investigated in a second step. The simulations based on the current surface conditions are able to reproduce the observed trend in the red flood occurrence and intensity since the 1980s. This has been verified with three independent rainfall data sets and implies that rainfall variability is the main driver for the red flood intensification observed over the last 30 years. The simulation results since 1953 have revealed that LULC and drainage area changes need to be invoked to explain the changes over a 60-year period.

Published
2016

4. Estimation de cartes d'aléa pluviométrique en Afrique de l'Ouest : comparaison de différentes approches

Author

Thierry Lebel, Guillaume Quantin, Théo Vischel, Juliette Blanchet, Gérémy Panthou, and Abdelmgeid A. Ali

Subjects
Hazard mapping, Geography, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 0208 environmental biotechnology, Forestry, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 020801 environmental engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, West africa
Abstract

Dans un monde ou la population est de plus en plus exposee aux risques naturels, l'evaluation des aleas hydro-meteorologiques est un sujet societal majeur. La cartographie de l'alea pluviometrique est necessaire a la fois pour la gestion du risque inondation et pour le dimensionnement d'ouvrages hydrauliques. La principale problematique lors de l'estimation de telles cartes est de prendre en compte l'information locale fournie par les series pluviometriques ponctuelles mais aussi de respecter une certaine coherence regionale.Deux approches basees sur la theorie des valeurs extremes sont comparees ici, avec une application a la cartographie des precipitations extremes en Afrique de l'Ouest. Les deux approches se basent sur la loi GEV (Generalized Extreme Value) utilisee pour modeliser les pluies maximales journalieres annuelles. La premiere approche (LFI, Local Fit and Interpolation) consiste en une interpolation des parametres de la loi GEV estimes separement a chaque station. La seconde approche (SMLE, Spatial Maximum Likelihood Estimation) estime par maximum de vraisemblance directement les parametres de la loi GEV spatialement sur toute la region en utilisant des covariables spatiales.En utilisant l'information de 126 pluviometres journaliers sur la periode 1950-1990, 5 methodes LFI et 3 methodes SMLE sont comparees. Les differentes methodes sont d'abord evaluees en calibration. Puis, la capacite predictive et la robustesse des methodes sont evaluees par une validation croisee et par une validation independante en sous reseaux. L'approche SMLE - en particulier lorsque le cumul pluviometrique inter-annuel moyen est utilise comme covariable - produit de meilleurs resultats pour les differents scores calcules.Grâce a la serie de Niamey, pour laquelle on dispose de 104 ans de donnees, il est egalement montre que l'approche SMLE est beaucoup moins sensible a l'effet d'echantillonnage temporel grâce a l'utilisation de l'information spatiale fourni par les stations alentours.

Published
2015

5. Trends in hydrological extremes in the Senegal and Niger Rivers

Author

Catherine Wilcox, Bachir Tanimoun, Ansoumana Bodian, Théo Vischel, Gérémy Panthou, Juliette Blanchet, Guillaume Quantin, Luc Descroix, Claire Casse, Soungalo Kone, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Patrimoines Locaux et Gouvernance (PALOC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut de recherches pour le développement, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, Extreme values, 0208 environmental biotechnology, Drainage basin, 02 engineering and technology, Structural basin, Model selection, 01 natural sciences, Streamflow, Tributary, West Africa, Extreme value theory, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, geography, geography.geographical_feature_category, AMAX, Non-stationarity, 6. Clean water, Floods, 020801 environmental engineering, 13. Climate action, Generalized extreme value distribution, Period (geology), Flood hazard, Environmental science, Physical geography
Abstract

In recent years, West Africa has witnessed an increasing number of damaging floods that raise the question of a possible intensification of the hydrological hazards in the region. In this study, the evolution of extreme floods is analyzed over the period 1950–2015 for seven tributaries in the Sudano-Guinean part of the Senegal River basin and four data sets in the Sahelian part of the Niger River basin. Non-stationary Generalized Extreme Value (NS-GEV) distributions including twelve models with time-dependent parameters plus a stationary GEV are applied to annual maxima of daily discharge (AMAX) series. An original methodology is proposed for comparing GEV models and selecting the best for use. The stationary GEV is rejected for all stations, demonstrating the significant non-stationarity of extreme discharge values in West Africa over the past six decades. The model of best fit most commonly selected is a double-linear model for the central tendency parameter ( μ ), with the dispersion parameter ( σ ) modeled as either stationary, linear, or a double-linear. Change points in double-linear models are relatively consistent for the Senegal basin, with stations switching from a decreasing streamflow trend to an increasing streamflow trend in the early 1980s. In the Niger basin the trend in μ is generally positive since the 1970s with an increase in slope after the change point, but the change point location is less consistent. The recent increasing trends in extreme discharges are reflected in an especially marked increase in return level magnitudes since the 1980s in the studied Sahelian rivers. The rate of the increase indicated by the study results raises urgent considerations for stakeholders and engineers who are in charge of river basin management and hydraulic works sizing.

Published
2018

6. Rainfall intensification in tropical semi-arid regions: the Sahelian case

Author

Youssouph Sané, A. Ba, Thierry Lebel, M. Diopkane, Ousmane Ndiaye, Gérémy Panthou, Aida Diongue-Niang, Guillaume Quantin, Théo Vischel, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, 0208 environmental biotechnology, Population, 02 engineering and technology, hydrological cycle intensification, 01 natural sciences, Sahel, sub-daily, Tropical climate, Precipitation, education, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science, education.field_of_study, Rain gauge, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Global warming, Public Health, Environmental and Occupational Health, Tropics, Arid, 020801 environmental engineering, Geography, extreme rainfall, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Climatology, Semi-arid climate, rainfall trends
Abstract

International audience; An anticipated consequence of ongoing global warming is the intensification of the rainfall regimes meaning longer dry spells and heavier precipitation when it rains, with potentially high hydrological and socio-economic impacts. The semi-arid regions of the intertropical band, such as the Sahel, are facing particularly serious challenges in this respect since their population is strongly vulnerable to extreme climatic events. Detecting long term trends in the Sahelian rainfall regime is thus of great societal importance, while being scientifically challenging because datasets allowing for such detection studies are rare in this region. This study addresses this challenge by making use of a large set of daily rain gauge data covering the Sahel (defined in this study as extending from 20°W-10°E and from 11°N-18°N) since 1950, combined with an unparalleled 5 minute rainfall observations available since 1990 over the AMMA-CATCH Niger observatory. The analysis of the daily data leads to the assertion that a hydro-climatic intensification is actually taking place in the Sahel, with an increasing mean intensity of rainy days associated with a higher frequency of heavy rainfall. This leads in turn to highlight that the return to wetter annual rainfall conditions since the beginning of the 2000s—succeeding the 1970-2000 drought—is by no mean a recovery towards the much smoother regime that prevailed during the 1950s and 1960s. It also provides a vision of the contrasts existing between the West Sahel and the East Sahel, the East Sahel experiencing a stronger increase of extreme rainfall. This regional vision is complemented by a local study at sub-daily timescales carried out thanks to the 5 minute rainfall series of the AMMA-CATCH Niger observatory (12000 km2). The increasing intensity of extreme rainfall is also visible at sub-daily timescales, the annual maximum intensities have increased at an average rate of 2%-6% per decade since 1990 for timescales ranging from 5 min to 1 hour. Both visions—regional/long term/daily on the one hand, and local/27/years/sub-daily, on the other—converge to the conclusion that, rather than a rainfall recovery, the Sahel is experiencing a new era of climate extremes that roughly started at the beginning of this century.

Published
2018

7. Stochastic Tracking of Mesoscale Convective Systems: Evaluation in the West African Sahel

Author

Alexandros Makris, Théo Vischel, Rémy Roca, Clémentine Prieur, Thierry Lebel, Guillaume Quantin, Institute of Computer Science (ICS-FORTH), Foundation for Research and Technology - Hellas (FORTH), Mathematics and computing applied to oceanic and atmospheric flows (AIRSEA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Méthodes d'Analyse Stochastique des Codes et Traitements Numériques (GdR MASCOT-NUM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS NOUMEA), Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR065-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR065, Institute of Computer Science [FORTH, Heraklion] (ICS-FORTH), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR065-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Convection, Mesoscale convective system, Environmental Engineering, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Stochastic modelling, Computer science, Bayesian probability, 0211 other engineering and technologies, Mesoscale meteorology, Computational intelligence, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, [MATH.MATH-ST]Mathematics [math]/Statistics [math.ST], Multiple hypothesis tracking, [SDE]Environmental Sciences, Environmental Chemistry, False alarm, Safety, Risk, Reliability and Quality, Algorithm, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science, Water Science and Technology
Abstract

International audience; In this work we apply a recently proposed Bayesian Multiple Target Tracking model to Mesoscale Convective Systems tracking. This stochastic model follows the Multiple Hypothesis Tracking paradigm and can handle a varying number of targets while detecting the target birth, death, split, and merge events. The model is tested experimentally with real MCS targets detected from Meteosat IR data over the Sahelian region. The performance of the stochastic tracking is evaluated by comparing it qualitatively and quantitatively with well established deterministic methods.

Published
2016

8. Radar/rain-gauge comparisons on squall lines in Niamey, Niger for the AMMA

Author

F. Metayer, Frédéric Cazenave, Earle Williams, B. Russell, Marielle Gosset, Abdelmgeid A. Ali, Thierry Lebel, Guillaume Quantin, Nick Guy, and Luc Descroix

Subjects
Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Severe weather, Rain gauge, Meteorology, C band, 0207 environmental engineering, Storm, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, Disdrometer, law, Latent heat, Radar, 020701 environmental engineering, Squall line, Geology, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

Massachusetts Institute of Technology C-band radar observations are integrated with rainfall measurements from an extensive network of gauges in Niamey, Niger, West Africa, for the African Monsoon and Multidisciplinary Analysis (AMMA). The large number of gauges available enabled Ze -R power-law relationships for the convective and stratiform regions of individual squall lines. The Ze -R relationships based solely on radar measurements directly over the gauges were developed for the estimate of rainfall and attendant latent heat release (by other AMMA investigators) where gauges were unavailable. The low prefactor values of the Ze -R power laws relative to like values for Z -R disdrometer power laws have contributions of order 1-2 dB from the use of the lowest beam tilt (0.57 ◦ )a nd∼1-2 dB by the radar reading low. (The sphere calibration and the Tropical Rainfall Measuring Mission TRMM - radar calibration are inconsistent at the 1-2 dB level for unknown reasons.) Radar/gauge comparisons are also shown for individual storms. Accurate, unbiased results for the convective regime require adjustment of the radar-to-gauge radials for attenuation. Beam filling problems and aliasing issues can often be identified in the case of outlier points. Copyright c � 2010 Royal Meteorological Society

Published
2010

9. SMOS soil moisture product evaluation over West-Africa from local to regional scale

Author

Eric Mougin, Thierry Lebel, Guillaume Quantin, Bernard Cappelaere, Patricia de Rosnay, Yann Kerr, Arnaud Mialon, Ahmad Al Bitar, Sylvie Galle, Thierry Pellarin, C. Gruhier, Samuel Louvet, Philippe Richaume, Manuela Grippa, Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aménagement, Développement, Environnement, Santé et Sociétés (ADES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Bordeaux Montaigne, European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), Centre de Recherches de Climatologie (CRC), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Bordeaux Montaigne-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, 0207 environmental engineering, Soil Science, Soil science, 02 engineering and technology, West-Africa, 01 natural sciences, West africa, Product (category theory), Computers in Earth Sciences, 020701 environmental engineering, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Water content, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, Hydrology, Rainfall estimation, Local scale, Geology, Environmental science, Satellite, Soil moisture, Scale (map), SMOS
Abstract

This paper assessed the SMOS soil moisture values from Level 3 (SMOS L3SM) product provided by the French CNES-CATDS. The evaluation was conducted at the local scale through comparison with ground-based soil moisture measurements acquired in Mali, Niger and Benin from 2010 to 2012. The SMOS L3SM product was compared to three other satellite-based soil moisture products. It was found that, in average over the three sites, the SMOS L3SM product provided the best coefficients of correlation and the lowest root mean square errors (RMSE). The second part of the paper is devoted to retrieve soil moisture estimates between successive SMOS soil moisture measurements in order to increase the temporal resolution. The result of the methodology allows obtaining 3-hour soil moisture mapping over West Africa with a coefficient of correlation greater than 0.82, and an RMSE lower than 0.030 m3 m− 3 in Niger and Mali and lower than 0.044 m3 m− 3 in Benin.

Published
2015

10. Extreme rainfall in West Africa: A regional modeling

Author

Gérémy Panthou, T. Lebel, Théo Vischel, Abdelmgeid A. Ali, Guillaume Quantin, and Juliette Blanchet

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, 0207 environmental engineering, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Cross-validation, Multivariate interpolation, 13. Climate action, Covariate, Statistics, Outlier, Generalized extreme value distribution, 020701 environmental engineering, Extreme value theory, Spatial analysis, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, Interpolation, Mathematics
Abstract

In a world of increasing exposure of populations to natural hazards, the mapping of extreme rainfall remains a key subject of study. Such maps are required for both flood risk management and civil engineering structure design, the challenge being to take into account the local information provided by point rainfall series as well as the necessity of some regional coherency. Two approaches based on the extreme value theory are compared here, with an application to extreme rainfall mapping in West Africa. The first approach is a local fit and interpolation (LFI) consisting of a spatial interpolation of the generalized extreme value (GEV) distribution parameters estimated independently at each station. The second approach is a spatial maximum likelihood estimation (SMLE); it directly estimates the GEV distribution over the entire region by a single maximum likelihood fit using jointly all measurements combined with spatial covariates. Five LFI and three SMLE methods are considered, using the information provided by 126 daily rainfall series covering the period 1950-1990. The methods are first evaluated in calibration. Then the predictive skills and the robustness are assessed through a cross validation and an independent network validation process. The SMLE approach, especially when using the mean annual rainfall as covariate, appears to perform better for most of the scores computed. Using the Niamey 104 year time series, it is also shown that the SMLE approach has the capacity to deal more efficiently with the effect of local outliers by using the spatial information provided by nearby stations.

Published
2012

11. Experimental evidence of deep infiltration under sandy flats and gullies in the Sahel

Author

Stéphane Boubkraoui, Michel Vauclin, Bernard Cappelaere, Okechukwu Amogu, David Ramier, E. Le Breton, S. Bousquet, Sylvie Galle, Nicolas Boulain, Ibrahim Mamadou, Jean-Paul Laurent, B. Ibrahim, Thierry Lebel, Guillaume Quantin, Luc Descroix, HYBIS, Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Transpore, Institut international d'ingénierie de l'eau et de l'environnement (2iE), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de géographie physique : Environnements Quaternaires et Actuels (LGP), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), HMCI, 'Programme National de Recherche en Hydrologie' of the French 'Ecosphère Continentale' program, AMMA project (African Monsoon Multidisciplinary Analyses), European Project, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), 2iE, 2IE, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université Panthéon-Sorbonne (UP1), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Direction Ile-de-France (Cerema Direction Ile-de-France), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement (Cerema), Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Environmental Engineering, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Deep Infiltration, Water table, Runoff, 0207 environmental engineering, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Soil science, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Endorheic Area, Water balance, Soil retrogression and degradation, Niger, [SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology, Water cycle, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, 020701 environmental engineering, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Sandy Soil, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, Hydrology, Groundwater recharge, 15. Life on land, Deep infiltration, 6. Clean water, Sandy soil, Infiltration (hydrology), 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Soil water, Environmental science, Endorheic area, Surface runoff
Abstract

International audience; Despite the strong reduction in rainfall observed after 1968, the water table of some endorheic areas in the Sahel has been found to be rising over the last several decades. It has been previously demonstrated that this is due to land use changes which have led to a severe increase in runoff and erosion. In such areas, the excess in runoff causes a strong increase in the number of ponds, their sizes and thus, their duration. Ponds have been identified as the main zones of deep infiltration of water. The aim of this study was to investigate whether other areas of the Sahelian region could also be defined as deep infiltration ones as well, and then, whether they were contributing to aquifer recharge. Soil water content was surveyed for five consecutive years (2004-2008) by implementing a set of measurement devices at different depths. The hydrologic water balance was monitored at stream flow gauge stations located upstream and downstream of two small endorheic catchments. A temporal increase in runoff and erosion induced by the soil degradation following the replacement of bush vegetation by cultivated crops and fallow land areas was observed. This process led to the appearance of extended bare soil areas due to both aeolian and hydric erosion, triggering a strong reduction in soil infiltrability under millet fields and fallow lands as well as in the soil water holding capacity. It also resulted in the formation of a great number of gullies and sand sediment deposits in the endorheic areas. Measurements showed that sandy deposits correspond in fact to large areas of deep infiltration: tens of thousands of cubic meters of water infiltrated catchments of less than 1 km2. Runoff decreased by up to 50% in the sandy deposit areas, while infiltration (close to 1300 mm h-1) was observed up to depths of 10 m. These factors would raise the water table and significantly modify the surface and sub-surface components of the water cycle.

Published
2011

12. Generation of high resolution rainfields in West Africa: evaluation of dynamical interpolation methods

Author

Thierry Lebel, Guillaume Quantin, Frédéric Cazenave, J. Viarre, Gérémy Panthou, Marielle Gosset, Théo Vischel, HYBIS, Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), HMCI, Laboratoire des Mécanismes et Transfert en Géologie (LMTG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AMMA-CATCH 'ORE', ECCO-PNRH program (projet 'Eau et végétation au Niger'), European Project, Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)

Subjects
Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, 0207 environmental engineering, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, symbols.namesake, Time of arrival, Kriging, West Africa, Hydrometeorology, [SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology, Water cycle, 020701 environmental engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Rain gauge, Eulerian path, 6. Clean water, Interpolation, Variable (computer science), tropical Rainfall, symbols, Environmental science, High resolution rainfields, AMMA
Abstract

High-resolution rain fields are a prerequisite to many hydrometeorological studies. For some applications, the required resolution may be as fine as 1 km in space and 5 min in time. At these scales, rainfall is strongly intermittent, variable in space, and correlated in time because of the propagation of the rainy systems. This paper compares two interpolation approaches to generate high-resolution rain fields from rain gauge measurements: (i) a classic interpolation technique that consists in interpolating independently the rain intensities at each time step (Eulerian kriging) and (ii) a simple dynamic interpolation technique that incorporates the propagation of the rainy systems (Lagrangian kriging). For this latter approach, three propagation models are tested. The different interpolation techniques are evaluated over three climatically contrasted areas in West Africa where a multiyear 5-min rainfall dataset has been collected during the African Monsoon Multidisciplinary Analyses (AMMA) campaigns. The dynamic interpolation technique is shown to perform better than the classic approach for a majority of the rainy events. The performances of the three propagation models differ from one another, depending on the evaluation criteria used. One of them provides a satisfactory time of arrival of rainfall but slightly smooths the rain intensities. The two others reproduce well the rain intensities, but the time of arrival of the rain is sometimes delayed. The choice of an appropriate propagation algorithm will thus depend on the operational objectives underlying the rain field generation.

Published
2011

13. The AMMA-CATCH experiment in the cultivated Sahelian area of south-west Niger : investigating water cycle response to a fluctuating climate and changing environment

Author

Bernard Cappelaere, Marie Boucher, Stéphane Boubkraoui, Thierry Lebel, Luc Descroix, Guillaume Quantin, E. Le Breton, Catherine Ottlé, Hassane Bil-Assanou Issoufou, Véronique Chaffard, I. Bouzou Moussa, M. Oi, Y. Nazoumou, Ibrahim Mamadou, Guillaume Favreau, Jean-Paul Laurent, David Ramier, Pierre Hiernaux, Nicolas Boulain, Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement - Direction Ile-de-France (Cerema Direction Ile-de-France), Centre d'Etudes et d'Expertise sur les Risques, l'Environnement, la Mobilité et l'Aménagement (Cerema), HYBIS, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Department of Applied Geophysics, Technische Universität Berlin (TU)-Technische Universität Berlin (TU), Departement de géographie, Université Abdou Moumouni [Niamey], Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de géographie physique : Environnements Quaternaires et Actuels (LGP), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université A. Moumouni, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Modélisation des Surfaces et Interfaces Continentales (MOSAIC), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), AMMA, French ECCO-PNRH program, ORE programme of the French Research Ministry, IRD, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Université Panthéon-Sorbonne (UP1), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Department of Applied Geophysics, Technische Universität Berlin (TUB)-Technische Universität Berlin (TUB), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Department of Applied Geophysics, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Technical University of Berlin / Technische Universität Berlin (TU)-Technical University of Berlin / Technische Universität Berlin (TU), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)

Subjects
Water resources, Environmental Engineering, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Savanna vegetation, 0207 environmental engineering, Climate change, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, 02 engineering and technology, Land cover, 01 natural sciences, Land cover change, Land cover change, Semiarid, Water resources, Ecohydrology, Savanna vegetation, Observation system, Ecohydrology, Water cycle, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, 020701 environmental engineering, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Semiarid, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, 2. Zero hunger, Hydrology, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Land use, Observation system, Vegetation, 15. Life on land, 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Environmental science, Surface runoff
Abstract

International audience; Among the three sites distributed along the West African latitudinal gradient in the AMMA-CATCH observation system, the experimental setup in the Niamey area of south-west Niger samples the cultivated Sahel environment, for hydrological, vegetation and land surface processes. The objective is to investigate relationships between climate, land cover, and the water cycle, in a rapidly changing semiarid environment. This paper first presents the main characteristics of the area, where previous research, including the EPSAT and HAPEX-Sahel experiments, had evidenced a widespread decadal increase in water resources, concurrently with severe drought conditions. The specifics of AMMA-CATCH research and data acquisition at this site, over the long-term (not, vert, similar2001–2010) and enhanced (not, vert, similar2005–2008) observation periods, are introduced. Objectives and observation strategy are explained, and the main characteristics of instrument deployment are detailed. A very large number of parameters – covering rainfall, vegetation ecophysiology, phenology and production, surface fluxes of energy, water vapour and CO2, runoff and sediment, pond water, soil moisture, and groundwater – were monitored at local to meso scales in a nested structure of sites. The current state of knowledge is summarized, connecting processes and patterns of variation for rainfall, vegetation/land cover, and the terrestrial hydrologic cycle. The central role of land use and of its spectacular change in recent decades is highlighted. This paper provides substantial background information that sets the context for papers relating to the south-west Niger site in this AMMA-CATCH special issue.

Published
2009

Catalog

Books, media, physical & digital resources
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