Changement Climatique, Impacts Et Vulnerabilite
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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Aboubakr Belkaïd – Tlemcen – Faculté de TECHNOLOGIE THESE Présentée pour l’obtention du grade de DOCTEUR EN SCIENCES En : Hydraulique Spécialité : Hydraulique Par : Elouissi Abdelkader Sujet CHANGEMENT CLIMATIQUE, IMPACTS ET VULNERABILITE. CAS DU BASSIN VERSANT DE LA MACTA Soutenue publiquement, le 01/12/2016, devant le jury composé de : M Bouchelkia Hamid MCA Univ. Tlemcen Président M Habi Mohammed Professeur Univ. Tlemcen Directeur de thèse M Remini Boualem Professeur Univ. Blida Examinateur 1 M Saad Hamoudi Abdelamir Professeur Univ. Chlef Examinateur 2 M Hamimed Abderrahmane MCA Univ. Mascara Examinateur 3 Remerciements Au bout de cette thèse. Je tiens à exprimer mes plus vifs remerciements au Pr. Mohammed Habi qui fut pour moi un directeur de thèse attentif et disponible malgré ses engagements et occupations. Je le remercie pour son intérêt, son soutien et son analyse soignée ainsi que ses commentaires judicieux, lesquels m’ont permis de raffiner davantage certains points de l’analyse et de l’interprétation de mes données. Ce travail n’aurait pas été possible sans le soutien du Pr. Zekai Şen, de l’université technique d’Istanbul, Turquie, pour ses conseils et ses orientations pertinentes et ses réponses presque immédiates à mes interrogations nombreuses. Un merci particulier au personnel de la fondation de l’eau de Turquie (Turkish Water Foundation) pour leurs accueils chaleureux. Je souhaiterais également remercier le Dr. Bouchelkia Hamid, pour avoir accepté de juger ce travail et d’en présider le jury de soutenance. Les examinateurs qui ont accepté de siéger sur le jury de cette thèse doivent aussi trouver ici l’expression de ma reconnaissance, soit messieurs Remini Boualem, Saad Hamoudi Abdelamir et Hamimed Abderrahmane. Au terme de ce parcours, je remercie enfin celles et ceux qui me sont chers et que j’ai quelque peu délaissés ces derniers mois pour achever cette thèse. Leurs attentions et encouragements m’ont accompagnée tout au long de ces années. Je suis redevable à mes parents, ma femme et mes enfants, pour leur soutien moral et matériel et leur confiance indéfectible dans mes choix. Enfin, j’ai une pensée toute particulière pour mon père, Mohammed, à qui je lui dois toute ma vie. Mes remerciements vont aussi à mes ami(e)s et collègues qui ont su m'aider que ce soit au niveau de la recherche, mais aussi pour le support moral. الملخص التغيرات المناخية يمكن أن يكون لها عواقب هامة من حيث التأثير على اﻷنشطة البشرية. الهدف من هذا البحث هو تحديد تأثير تغير المناخ على مياه اﻷمطار ل24 محطة تنتمي لمسقط المياه المقطع. تم اختيار الفترة -0791 4100 لهذه الدراسة. في البداية، تتم معالجة بيانات اﻷمطار الشهرية لتشكيل سلسلة كاملة. في دراسة اﻷمطار الغزيرة لفترات عودة مختلفة )01 و 011 و 0111 سنة(، نجد أن القيم المقدرة لجميع المحطات انخفضت لشهر مارس. في خطوة أخرى، ثﻻث طرق )r لبيرسون، كيندال τ و ρ سبيرمان( استخدمت للكشف عن اﻻتجاهات الشهرية، الفصلية والسنوية. أظهرت الدراسة الشهرية تناقص شهر مارس. تحدد الدراسة الموسمية انخفاض في هطول اﻷمطار لفصل الشتاء والربيع ضد زيادة في الصيف. من وجهة نظر سنوية، انسجمت جميع الطرق الثﻻث على اﻻتجاه النازل عند المحطات التي تقع في شمال وسط مسقط المياه المقطع واﻻتجاه التصاعدي للمحطات الواقعة في الجنوب. نفس النتائج أكدت باستخدام الطريقة المبتكرة لŞen . وأخيرا، قمنا بتصغير سلم توقعات اﻷمطار )4101-4011( لنموذج المناخ CCSM4 من مركز اﻷبحاث NCAR على مستوى محطة مطمور. النتائج تتنبأ بفترات جفاف أكثر ترددا. أيضا، الدراسة تتوقع فترتين طويلتين من تناقص اﻷمطار السنوية تتخللها فترة قصيرة من اﻹرتفاع. الكلمات المفتاحية: القطع - تغير المناخ – اتجاهات اﻷمطار – تغيرات اﻷمطار- نماذج المناخ - توقعات اﻷمطار. Abstract Climate change can have important consequences in terms of impact on human activities. The aim of this thesis is to determine the effect of rainfall climate change of 42 Macta watershed stations. The 1970-2011 period is chosen for this study. Initially the monthly rainfall data are processed to form complete series. In the extreme rainfall study, for different return periods (10, 100 and 1000 years), we find that the estimated values of all stations are down for March. In a further step, three methods (Bravais Pearson r, Kendall τ and Spearman ρ) are used to detect monthly, seasonal and annual trends. The monthly study shows the decrease of March. The study determines winter and spring rainfall reduction against the summer increase. From an annual view point, all three methods are harmonized on the downward trend of stations located in North Central Macta and the upward trend of stations in southern area. This result is confirmed using the innovative method of Şen. Finally, we reduce the scale of precipitation forecasts (2010 to 2100) from the climate model CCSM4 from NCAR center at the Matemore station. The results provide more frequent droughts periods. Alos, Matemore annual rainfall will have two longs decreasing periods alternating with a short increasing one. Keywords: Macta – Climate change – Trend – Precipitations variability – Climates models – Rainfall forecast Résumé Les changements climatiques peuvent avoir d’importantes conséquences en termes d’impact sur les activités humaines. Le but de cette thèse est de déterminer l’effet du changement climatique sur la pluviométrie de 42 stations du bassin versant de la Macta. La période 1970-2011 est choisie pour notre étude. Dans un premier temps, les données de la pluviométrie mensuelle sont traitées pour former des séries complètes. Lors de l’étude des pluies extrêmes pour différentes périodes de retour (10, 100 et 1000ans), nous trouvons que les valeurs estimées de toutes les stations sont en baisse pour le mois de mars. Dans une autre étape, trois méthodes (r de Bravais Pearson, τ de Kendall et ρ de Spearman) sont utilisées pour détecter les tendances mensuelles, saisonnière et annuelles. L’étude mensuelle montre la décroissance du mois de mars. L’étude saisonnière détermine la réduction de la pluviométrie de la saison d’hiver et printemps contre l’augmentation de celle de l’été. D’un point de vue annuel, toutes les trois méthodes s’harmonisent sur la tendance à la baisse des stations situées au Centre-Nord du bassin de la Macta et la tendance à la hausse des stations situées au Sud de la Macta. Ce dernier résultat est confirmé en utilisant la méthode innovante de Şen. Enfin, nous réduisons l’échelle des prévisions des précipitations (de 2010 à 2100) issues du modèle climatique CCSM4 du centre NCAR au niveau de la station de Matemore. Les résultats prévoient des périodes de sècheresses de plus en plus fréquentes. Aussi, la pluviométrie annuelle de la station de Matemore aura deux longues périodes a tendances décroissantes alternées par une courte période d’augmentation relative. Mots clés: Macta – Changement climatique – Tendances – Variabilité des précipitations – Modèles climatiques – Prévision de la pluviométrie. Table des matières Introduction....................................................................................................................................... 1 I. Chapitre 1 : Le changement climatique ............................................................................................. 4 1.1. Définition .................................................................................................................................... 4 1.1.1. Termes clés et distinctions ..................................................................................................... 4 1.1.1.1. Climat ......................................................................................................................... 4 1.1.1.2. Variabilité climatique ................................................................................................. 5 1.1.1.3. Système climatique mondial....................................................................................... 5 1.1.1.4. Changement d'affectation des terres ........................................................................... 5 1.1.1.5. Changements climatiques ........................................................................................... 5 1.1.1.6. Réchauffement planétaire ........................................................................................... 6 1.1.1.7. Gaz à effet de serre ..................................................................................................... 6 1.1.1.8. L'effet de serre ............................................................................................................ 7 1.1.1.9. Forçage radiatif ........................................................................................................... 8 1.1.1.10. Effets indirects des aérosols ..................................................................................... 9 1.1.1.10.1. Premier effet indirect ......................................................................................... 9 1.1.1.10.2. Second effet indirect .......................................................................................... 9 1.1.1.11. L'effet de serre additionnel ....................................................................................... 9 1.1.1.12. Le "fonctionnement" de l'effet de serre .................................................................. 10 1.1.1.13. Potentiel de réchauffement global (PRG)............................................................... 11 1.1.1.14. L'équivalent carbone ............................................................................................... 12 1.1.1.15.