Analysis of the temporal structure of the daily rainfall observed at upper Oueme valley catchment in northern of Benin (west Africa) during 1999-2012.

Abstract

West African rainfall is characterized by a strong variability. In order to quantify the hydrological impacts of such variability, analysis of rainfall patterns is highly essential. This study aims to characterize the Sudanese rainfall, using a raingauge data set collected on the upper Oueme River catchment (Benin) between 1999 and 2012. In this study, we choose a homogeneous network of fourteen rain gauges divided into four zones in the catchment: zone A (Affon, Bori, Sonoumon, Tobre), zone B (Copargo, Djougou, Donga, Tebou), zone C (Dogue, Pelebina, Sarmanga), zone D (Beterou_C, Wewe, Koko). The analysis of the frequency distributions of daily rainfall revealed that 25% of rainy days give rainy heights greater than 15mm while 50% of rainy days occur with rainy heights less than 5mm. The frequency distribution of daily rainfall has been well modeled by Gamma and Weibull law. The seasonal cycle of daily rainfall in the study region is mono-modal. The analysis of the seasonal cycle indicated that its bandwidth is wider in the South than in the North of the region such as: bandwidth (zone A) = bandwidth (zone B) < bandwidth (zone C) < bandwidth (zone D). The results of this study will allow us to fully realize the monofractal analysis of the precipitations in this region.

Keywords: Sudanese climate; precipitation; West Africa, seasonal cycle, Exponential, Gamma, Weibull model.

RESUME

Les précipitations en Afrique de l'Ouest sont caractérisées par une forte variabilité spatio-temporelle. Afin de quantifier les impacts hydrologiques de cette variabilité, l'analyse de la structure temporelle des précipitations est très essentielle. Cette étude vise à caractériser les précipitations soudanaises, en utilisant un ensemble de données recueillies sur le pluviomètre bassin versant supérieur du fleuve Ouémé (Bénin) entre 1999 et 2012. Dans cette étude, nous choisissons un réseau homogène de quatorze pluviomètres répartis en quatre zones dans le bassin versant : zone A (Affon, Bori, Sonoumon, Tobre), zone B (Copargo, Djougou, Donga, Tebou), la zone C (Dogue, Pelebina, Sarmanga), la zone D (Beterou_C, Wewe, Koko). L’analyse des distributions fréquentielles des pluies journalières a révélé que 25% des jours pluvieux donnent lieu à des cumuls supérieurs à 15mm. Cette distribution des cumuls journaliers a été bien modélisée par la loi gamma et la loi de weibull. Le cycle saisonnier des pluies journalières de la région est monomodal. Son analyse par zone a indiqué que sa bande passante est plus large au Sud qu’au Nord de la région : la bande passante (zone A) = bande passante (zone B) <bande passante (zone C) <bande passante (zone D). Les résultats de cette étude nous permettront de réaliser pleinement l'analyse de monofractal des précipitations dans cette région.

Mots clés : Climat soudanien, précipitations, Afrique de l'Ouest, cycle saisonnier, exponentiel, modèle Gamma, Weibull.