Représentation haute résolution du système de mousson ouest africain avec un modèle climatique régional

Abstract

L’objectif de ce travail est d’évaluer la capacité du modèle climatique régional RegCM3 à simuler de façon réaliste les principales caractéristiques du système de mousson ouest africain. La région ouest africaine est l’une des zones du globe dont la variabilité du climat est la moins maîtrisée. Sur une période de 12 ans (1989 - 2000), les caractéristiques moyennes de son climat sont simulées par la dernière version du modèle climatique régional (MCR) RegCM3 développé au Centre International de Physique Théorique Abdul Salam (ICTP, Trieste, Italie) et le modèle de circulation générale ECHAM5. Le RegCM3 est piloté à ses frontières latérales et initialisé par deux jeux de données : la dernière version de réanalyses haute résolution produite par le centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT) et les sorties du modèle de circulation générale couplé Océan-Atmosphère ECHAM5. Les profils de vents simulés sont comparés à ceux issus des données du CEPMMT. La pluie et la température de surface simulées par les modèles sont comparées aux observations du Climate Research Unit (CRU) et aux produits du Climate Prediction Center Merged Analysis of precipitation (CMAP) et du Global Precipitation Climatology Project (GPCP). L’analyse des résultats montre que quelque soit le forçage appliqué, le modèle RegCM3 simule bien les principaux éléments du climat ouest africain à savoir le flux de mousson dans les basses couches, le Jet d’Est Africain dans les couches moyennes, le Jet d’Est Tropical en haute troposphère, la température de surface et la distribution spatio-temporelle de la pluie. Les résultats encourageants obtenus dans ce travail ouvrent la perspective d’utiliser les sorties du MCG ECHAM5 pour initialiser et piloter le RegCM3 afin de réaliser des scénarii de changements climatiques futurs à haute résolution sur l’Afrique de l’Ouest et de faire des études d’impact sur l’environnement.

This study aims to evaluate the capacity of the regional climate model RegCM3 to realistically simulate the main components of the West african monsoon system. Despite several studies, West African climate variability is still not well understood. The Regional climate model (RegCM3) developped at the Abdu Salam International Center for Theoretical Physics (Trieste / Italy) and the general circulation model ECHAM5 of Max Plack Institute (Germany) have been used to simulate the mean characteristics of West african climate from 1980 to 2000. Initial and lateral boundary conditions used to drive RegCM3 are from the European Center for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) model and the coupled ocean – atmosphere general circulation model ECHAM5. Wind profiles simulated by the RegCM3 and the ECHAM5 models are compared to ECMWF data. Simulated surface temperature and rainfall of models are validated with the observed data of the Climate Research Unit (CRU), the Climate Prediction Center Merged Analysis of precipitation (CMAP) and the Global Precipitation Climatology Project (GPCP) products. The analysis of results shows that regardless the applied forcing, the RegCM3 simulates well the main features of West African climate including low-levels monsoon flux, mid-levels African easterly jet, upper levels Tropical easterly jet, surface temperature and rainfall spatio-temporal characteristics. This promising diagnostics study will be followed by a RegCM3 high resolution climate change scenario simulation over West Africa using ECHAM5 outputs as forcing data in the aim to perform environmental impacts studies.