Caractérisation des occurrences de sécheresse dans le bassin hydrologique de la Bia transfrontalier entre la Côte d’Ivoire et le Ghana : contribution des chaînes de Markov

Characterization of dry period in the transfrontier Bia watershed in Côte d'Ivoire and Ghana: contribution of Markov chains

¹ Centre de recherche en écologie, Laboratoire de géologie marine, sédimentologie et environnement, 08 BP 109, Abidjan 09, Côte d’Ivoire
² Université Nangui Abrogoua, Laboratoire de géosciences et environnement, 02 BP 801, Abidjan 02, Côte d’Ivoire

^a meledjendiay@yahoo.fr
^b k_lazare@yahoo.fr
^c nyaoalexis@yahoo.fr
^d savanei@yahoo.fr

Résumé

Cette étude analyse l’occurrence au cours de la période 1901-2009 des sécheresses dans le bassin de la Bia en utilisant des modèles de chaînes de Markov. À partir des données pluviométriques annuelles de six stations (Ayamé, Bianouan, Agnibilékro, Enchi, Buakuc et Sunyani), le test sur les tendances séquentielles avec l’indice standardisé de sécheresse pluviométrique a confirmé l’existence de trois grandes tendances durant le dernier siècle. On observe une période humide de 1901 à 1945, suivie d’une période normale de 1946 à 1970, et une période sèche de 1971 à 2009. Une comparaison de matrices de Markov 1 et 2, entre les trois sous-périodes (1901-1945 ; 1946-1970 ; 1971-2009) et la période totale considérée (1901-2009) montre une modification profonde de la répartition des sécheresses dans les différentes stations. L’étude de la persistance de la sécheresse, en utilisant les chaînes de Markov, a montré que la probabilité d’avoir une année sèche après une année sèche est plus importante à partir de 1970 et est accentuée au centre du bassin. La probabilité d’avoir deux années sèches successives est plus importante au nord qu’au centre du bassin. La probabilité d’avoir trois années sèches successives est sensiblement élevée (entre 0, 54 et 0, 70) sur tout le bassin. La période de retour d’une sécheresse aussi longue est comprise entre 10 et 30 ans.

Abstract

This study seeks to analyze the occurrence of dry periods in the Bia River basin from 1901 to 2009 with the use of Markov chains. The analysis of the annual rainfall data from six stations (Ayame, Bianouan, Agnibilekro, Enchi, Buakuc, and Sunyani) through the test of sequential patterns with the standardized drought rainfall index confirmed the existence of three major trends over the last century: a humid period from 1901 to 1945, followed by a normal period from 1946 to 1970 and a dry period from 1971 to 2009. A comparison of order 1 and 2 Markov matrices between the three sub-periods (1901- 1945; 1946-1970; 1971-2009) and the total period (1901-2009) shows a profound change in the distribution of droughts in different stations. The study of persistent drought, using Markov chains, showed that the probability of observing a dry year after a dry year was highest from 1970 onward and is accentuated in the center of the basin. Moreover, the probability of two successive dry years is higher in the north and center of the basin. The probability of three successive dry years is substantially higher (between 0.54 and 0.70) throughout the entire basin. The return period of so long a drought is between 10 and 20 years.