Les régimes de précipitations dans les tropiques 1.La ZCIT et la mousson 1.La ZCIT et la mousson

La ZCIT, vaste ceinture dépressionnaire, est le moteur principal des régimes hydrologiques dans la zone intertropicale, son passage près ou au-dessus d'un territoire s'accompagnant ainsi de fortes précipitations (Figure 6) coïncidant globalement avec la saison estivale. Les records mondiaux de pluviométrie annuelle se trouvent, sans exception, dans la bande intertropicale : - Mawynram (Inde) : 11 872 mm/an en moyenne, avec un record de 25 500 mm enregistré en 1984 (UNESCO),

- Cherrapunji (Inde) : 11 430 mm/an, avec un record de 22 987 mm enregistré en 1860 (Statistical Handbook, Meghalaya),

- Mont Waialeale (Hawaii) : 11 680 mm/an, avec un record de 17 340 mm enregistré en 1982 (UNESCO),

- Mont Cameroun (Afrique) : 10 300 mm/an, avec un record de 14 655 mm enregistré en 1919

(Frankham et al., 2004).

Ces lieux pris pour exemple ont également comme point commun de se situer sur des points hauts (Himalaya, volcans hawaiien ou africain), forçant les masses d'air humides à s'élever et par conséquent à perdre de leur capacité à stocker de l'eau. En effet, lorsque le seuil de pression saturante s'abaisse, du fait du refroidissement des masses d’air en altitude, l'excès d'eau contenu dans l'air précipite (Himmelblau et Riggs, 2012). Ce mécanisme physique (i.e. rééquilibrage constant de la pression saturante de l'air) régit le principe général du phénomène

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de mousson, l'air chaud équatorial chargé en humidité s'élevant en altitude par la convection générée au niveau de la ZCIT.

Figure 6 Précipitations annuelles (mm), entre 50°N et 40°S, moyennées sur l’intervalle 1998-2015 des mesures acquises durant la mission Tropical Measuring Rainfall (TRMM). Données libres partagées par Nasa's Earth Science Enterprise. Les principaux systèmes atmosphériques sont également représentés, à savoir les grandes cellules anticyclonique subtropicales (ellipses blanches, avec le symbole "A"), ainsi que les principales zones de convergence atmosphérique (i.e. ZCIT : Zone de Convergence InterTropicale; SACZ : South Atlantic Convergence Zone; SPCZ : South Pacific Convergence Zone; CAB: Congo Air Boundary).

2.2.3.2. Autres zones de convergence hors ZCIT

Cependant, le système de mousson ne se réduit pas au seul processus décrit précédemment pour la ZCIT. En effet, des zones de fortes précipitations, de direction ouest-nord-ouest vers est-sud-est (i.e. dirigées vers les latitudes australes, Figure 6) depuis la ZCIT, sont également des zones de convergences atmosphériques. Elles incluent (Figure 6) la Zone de Convergence Sud Atlantique (SACZ; Carvalho et al., 2004), la Zone de Convergence Sud Pacifique (SPCZ; Linsley et al., 2006) et la Congo Air Boundary (CAB; Tierney et al., 2011). Ces régions effectuent ainsi le transfert d'humidité des basses vers les hautes latitudes, et lorsque les vents dominants franchissent "l'équateur", les masses d’air de retour des cellules anticycloniques subtropicales (i.e. alizés) deviennent alors des vents d’ouest (i.e. westerlies). Ces régions de transit hydrologiques ne sont pas, par conséquent, des zones de mousson à proprement parler bien qu'elles y soient connectées.

50 2.2.3.3. Complexités africaines relative à la relation ZCIT-mousson

Un autre facteur de complexité dans le système de mousson est une spécificité africaine. Alors qu’une très bonne corrélation est observée de manière générale entre la localisation de la ZCIT et les maxima de précipitation, un décalage latitudinal est observé en Afrique pendant l’été boréal entre la position de la ZCIT, qui se situe au milieu du Sahara (20-25°N ; Figures 5 et 6), et les pics de précipitation, qui se situent entre l'équateur et 15°N (Figures 4, 5 et 6). Les travaux de Nicholson (2009) ont mis en évidence le rôle prédominant d'un couple de courants jets saisonniers, actifs uniquement entre juin et septembre, qui circulent dans le sens opposé des courants jets subtropicaux et polaires. Ces courants nommés Tropical Easterly Jet (TEJ ; 10 500 m d'altitude; Figure 7) et African Easterly Jet (AEJ ; 5 500 m d'altitude ; Figure 7), ce dernier résultant du TEJ, prennent naissance à l'ouest du plateau tibétain (Hastenrath, 1985). En se séparant au-dessus de l'Afrique, ces courants jets génèrent un puissant courant de convection jusqu’au sommet de la troposphère qui se traduit par une décharge d'humidité importante à l'aplomb de ces courants (Figure 7; Nicholson, 2009).

La raison pour laquelle la ZCIT n’est pas un pourvoyeur important d’humidité sur l’Afrique lors de l’été boréal est avant tout géographique. En effet, les alizés ne traversent alors que des masses continentales dans l’hémisphère nord, à l’exception du bassin méditerranéen, et la section continentale de la ZCIT est alors dite sèche sur l’Afrique tandis que, plus à l'ouest, dans l'Océan Atlantique, la ZCIT reprend son rôle habituel. Il n'y a pas d'équivalent austral au système précédemment décrit. En effet, la ZCIT semble remplir son rôle normal au-dessus du continent africain dans sa configuration australe ; les alizés provenant de l'Océan Indien alimentent ainsi en eau le continent (Leroux, 2001; Nicholson, 2009).

Cette complexité dans le système de mousson amène à être rigoureux dans la terminologie des évènements reconstitués en paléoclimatologie. En effet, dans la littérature abordant la paléoclimatologie africaine, les auteurs cherchent souvent à reconstituer la position moyenne de la ZCIT au cours du dernier cycle glaciaire (Zarriess et Mackensen, 2010; Arbuszewski et al., 2013; McGee et al., 2014) au travers de proxies géochimiques et biologiques sensibles aux variations d'humidité. Or, près d'une dizaine de degrés de latitude séparent actuellement la position de la ZCIT et la zone réelle de moussons. Ainsi, lorsque la question de reconstruction des variations de régimes pluviométriques passés sera abordée dans cette thèse au cours de la dernière période glaciaire et de l'Holocène, nous utiliserons comme expression la variation des régimes de mousson au sens large affectant le secteur d’étude, plutôt que le positionnement de la ZCIT au cours du temps.

51 Figure 7 Vents dominants et taux d'humidité relative au-dessus de l'Afrique : a) en surface, b) à 500 hPa (5 500 m d’altitude) et c) à 250 hPa (10 500 m d’altitude) au 1er août 2016 (source : Earth Wind Map). a, b, c) Représentation de la ZCIT, de l'African Easterly Jet (AEJ) et du Tropical Easterly Jet (TEJ) ; les flèches rouges représentent la direction des courants jet. d et e) Les figures de droite représentent le TEJ, l’AEJ et la ZCIT ; CONV : convergence, DIV : divergence ; source : Nicholson (2009).

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