1L’albédo de surface qui exprime le degré de réflectance effective du sol dans la région spectrale du rayonnement solaire permet de caractériser les surfaces en fonction de l’énergie qu’elles réfléchissent. Ce paramètre climatique, lié aux propriétés physiques et à l’état des surfaces est mesurable par télédétection satellitaire. L’utilisation de différents satellites qui enregistrent à des échelles diverses les signaux électromagnétiques émis par les objets terrestres, permet, après traitement et normalisation des données, de mesurer et de surveiller les modifications de réflectance des sols.

2Les mesures de l’albédo de surface des régions sahéliennes à partir des mesures fournies par les satellites Landsat et Météosat ont permis de mettre en évidence les changements survenus sur l’ensemble de la région entre 1972 et 1982, M.F. COUREL 1984.

LE MÉCANISME DE CHARNEY

3Dans les régions semi-arides, l’accroissement de la réflectivité des surfaces est la plupart du temps la marque de l’érosion et de la dégradation du milieu.

4Le physicien J. CHARNEY a voulu expliquer l’apparition et le maintien de la sécheresse dans le Sahel par l’altération de l’albédo de surface. D’après CHARNEY les activités agricoles et pastorales dans le Sahel ont entraîné la destruction de la végétation et provoqué ainsi un accroissement de la réflectivité des sols.

5L’augmentation de l’albédo de surface entraîne une perte radiative nette qui est compensée par un accroissement de la subsidence de l’air ; cette subsidence forte réduit d’autant les phénomènes convectifs susceptibles d’engendrer les pluies. La diminution, la rareté, voire l’absence de pluie, résultant de ce processus conduisent à l’appauvrissement de la végétation restante qui favorise et entretient alors l’effet positif de rétroaction. Ce mécanisme a été mis en évidence à partir de simulations réalisées dans le modèle de circulation générale de l’atmosphère du GISS, J. CHARNEY 1975, 1977. La valeur initiale de l’albédo fixée à 14 % a été portée à 35 % sur la région sahélienne. Cette augmentation arbitraire de 20 % entraîne dans le modèle une réduction significative des précipitations de l’ordre de 45 % sur le Sahel. Les expériences menées, par la suite, par différentes équipes Y.C. SUD et M. FENESSY 1982 ; R.M. CHERVIN 1979 ; L. PICON 1983 confirment les résultats qualitatifs obtenus par J. CHARNEY.

6A partir de ces résultats théoriques, l’auteur n’hésite pas à faire des activités humaines le facteur déterminant de la sécheresse au Sahel.

7Plusieurs questions se posent alors :

• L’albédo du Sahel est-il réellement de 14 % et celui des régions sahariennes de 35 % ?
• La dénudation des sols résultant des pratiques culturales a-t-elle effectivement provoqué une augmentation de 20 % de la réflectance des sols dans le Sahel ?
• La modification arbitraire d’un seul paramètre, tel que l’albédo, sans faire varier parallèlement d’autres paramètres comme le bilan hydrique au sol, est-elle réaliste ?

8Les résultats des mesures effectuées sur une période de 10 ans montrent que la boucle de rétroaction qui relie l’augmentation de l’albédo à l’intensification de la sécheresse est loin d’être évidente.

LES MESURES D’ALBEDO A PARTIR DES DONNÉES SATELLITAIRES

9Elles portent sur la période allant de 1967 à 1984.

• Nous avons utilisé pour la période 1967-1984 les valeurs établies par C. C. NORTON et al. (1979) à partir des enregistrements du satellite météorologique ATS3 sur le Sahel et le Sahara.
• Nous avons traité et analysé les données Landsat 1, 2 et 3 entre 1972 et 1984, M.F. COUREL 1984, sur quatre régions caractéristiques du domaine sahélien : le Ferlo au Sénégal, le Gondo au Mali, l’Oudalan au Burkina-Faso et la région du lac Faguibine au Mali (fig. n°1).
• Les données Météosat traitées par R.S. KANDEL 1982, concernent la période allant d’août 1978 à novembre 1979.

FIG. 1 AFRIQUE de l’OUEST Sahel
WEST AFRICA Sahelian zone

10L’étalonnage des données des différents satellites a été vérifié sur le secteur stable qu’est l’Aklé AWANA (Mali) région constituée de sables blancs vifs. M.F. COUREL 1984. Ces trois séries de mesures nous ont permis de montrer que les valeurs d’albédo obtenues à partir de satellites différents étaient cohérentes et de vérifier que l’albédo de l’Aklé Awana ne variait pas dans le temps (fig. n°2).

FIG. 2 ÉVOLUTION de l’ALBEDO

LES RÉSULTATS

11Les principaux résultats de cette étude montrent que :

12— L’albédo du Sahara avoisine les 50 % dans ses secteurs les plus brillants.

13— L’albédo moyen pour la région située entre 18° et 23° Nord et entre 0° et 10° Ouest est de 42 ± 4 %, M.F. COUREL, R.S. KAN-DEL, S.I. RASOOL 1984. Ces valeurs sont plus élevées que celles utilisées dans le modèle (35 %) et celles attribuées aux secteurs désertiques, J.R. HUMMEL 1979, M.I. BUDYKO 1974.

14Elles sont en accord avec celles avancées par J. OTTERMAN et R.J. FRASER 1976, J. OTTERMAN 1981, C.J. ROBINOVE 1981 ou encore E.A. SMITH et T.H. WONDER HARR 1983 sur d’autres secteurs désertiques (Sinaï, Mexique, Arabie).

15— Pour ce qui est des régions sahéliennes, les travaux de C.C. NORTON établissent que l’albédo passe de 20 % en 1967 à 30 % en 1974, valeurs confirmées par les mesures Landsat en 1974 sur les mêmes régions.

16Les données Landsat et Météosat indiquent pour l’ensemble du Sahel occidental une diminution de l’ordre de 10 % entre 1974 et 1979 et une nette augmentation à partir de 1982 (fig. n°2).

LES CAUSES DES VARIATIONS DE L’ALBEDO DANS LE SAHEL

17Dans le Sahel, les variations interannuelles de l’albédo sont conditionnées par les changements d’état de la steppe arbustive. Le tapis herbacé, élément caractéristique de cette formation végétale, est composé essentiellement d’espèces annuelles à cycle court : 70 à 90 jours. Leur production est optimale lorsque les pluies assurent les ressources hydriques journalières indispensables à la germination des graines et à l’installation des plantules : 3 mm/jour d’une part et à la croissance complète de la plante : 5 mm/jour d’autre part. P. HIERNAUX 1984, J.C. BILLE 1974.

18La régénération et la productivité du tapis herbacé dépendent donc davantage de la distribution que de l’abondance totale des pluies estivales. Citons le cas de la région de Linguère-Labgar dans le FERLO méridional. Les valeurs mesurées de la biomasse et de l’albédo ont été de 1 100 kg/ms/ha et 20 % en 1981 ; 150 kg/ms/ha et plus de 30 % en 1984 alors que la station de Linguère a enregistré des hauteurs de pluies identiques ces années-là : 376,7 et 373,7.

19Si en 1981, la distribution des pluies fut assez bonne, elle fut très mauvaise en 1984, comme le montrent les chiffres suivants et la figure numéro 3.

20Les germinations avortées et la diminution de la taille des végétaux induites par des interruptions prolongées des pluies en 1984 expliquent la très faible productivité de la strate herbacée dans le FERLO.

21En 1985 la situation est différente : la distribution correcte de la pluviométrie a permis la croissance des herbacées jusqu’en fin de cycle. On a pu observer des productions supérieures à 1 500 kg/ms/ha sur des secteurs restés totalement nus en 1984. Mission MALI Octobre 1985 M.F. COUREL et al.

22Il s’ensuit qu’on ne peut corréler total pluviométrique et biomasse, total pluviométrique et albédo. Figure n°4.

Fig. 4 - Variations interannuelles des précipitations, de la biomasse herbacée et de l’albédo dans le Ferlo (Sénégal).

23Ainsi dans le Sahel, si l’on veut établir une relation entre l’albédo de surface et la pluviométrie, il faut nécessairement passer par l’analyse de la distribution de l’eau qui préside à la croissance de la végétation herbacée.

DISCUSSION

• La diminution de l’albédo de surface sur l’ensemble du Sahel constatée à la suite des très fortes valeurs atteintes en 72 et 73 est en contradiction avec le mécanisme de rétroaction biogéophysique de CHARNEY. De même que les fortes valeurs de 73, n’ont pas eu pour effet d’accentuer le déficit pluviométrique et la sécheresse, la diminution de l’albédo entre 74 et 79 n’a pas entraîné l’amélioration réelle de la pluviométrie, comme l’attestent les déficits très élevés et généralisés des années 82 et 83.
• Toutes les modification de l’albédo mesurées dépassent rarement 10 % et n’atteignent jamais 15 %. Ces valeurs sont très inférieures aux changements imposés dans les modèles ; elles sont insuffisantes pour sensibiliser le modèle au niveau de la circulation générale. L’expérience menée par A. HENDERSON SELLERS et V. GORNITZ 1984, sur les impacts climatiques possibles par les transformations du couvert végétal, a montré que le remplacement de la forêt tropicale humide brésilienne sur une surface de 4,94 x 10⁶ km2 par un couvert herbacé et cultivé a entraîné une augmentation de l’albédo de surface de 6 % et localement l’altération de plusieurs paramètres climatiques mais aucun impact majeur sur la circulation régionale ou générale.

24V. GORNITZ 1985, dans son étude sur les changements dus à des actions anthropiques sur la végétation en Afrique occidentale durant le dernier siècle montre qu’elles ont entraîné une augmentation de l’albédo de surface de 0,4 % sur 100 ans sur l’ensemble de l’Afrique de l’Ouest. En supposant une désertification totale des régions sahéliennes les changements d’albédo atteindraient un maximum de 4,3 %. Ces résultats sont largement inférieurs aux variations interannuelles dues à des causes naturelles, M.F. COUREL 1984.

• On a pu observer au cours de cette décennie, dans des secteurs totalement protégés des actions humaines et dans des secteurs où l’impact des populations est négligeable, une modification de l’organisation de la végétation montrant une adaptation à des conditions hydriques caractéristiques d’une aridité accrue. M.F. COUREL 1985.
• Dans l’expérience de CHARNEY, le paramètre de l’humidité du sol est loin de la réalité et simule une évaporation irréaliste sur l’ensemble du Sahel. P. ROWNTREE 1982 a mis en évidence la complexité du paramètre « sol » et a montré que lorsqu’on démarre l’expérience avec un sol sec (ce qui est la réalité sahélienne) on termine avec un sol sec, quelles que soient les variations imposées à l’albédo de surface. D’où la nécessité de coupler l’albédo et l’humidité du sol dans ces simulations.

CONCLUSION

25Les variations de l’albédo dans le Sahel sont déterminées par les modifications de la couverture herbacée dont la production dépend de la distribution des ressources hydriques au cours de la saison des pluies ; c’est la raison pour laquelle il n’y a qu’une très mauvaise relation entre un total pluviométrique et une valeur d’albédo.

26Nous savons que l’humidité est, dans le Sahel comme sur l’ensemble de l’Afrique occidentale, le fait de pluies imputables à l’advection d’air humide d’origine allochtone. Ceci explique pourquoi des déficits pluviométriques plus ou moins importants ont été observés tant dans les régions sahéliennes que dans les régions de savane et de forêt.

27Il apparaît clairement que les causes de ces sécheresses relèvent davantage d’anomalies de la circulation générale de l’atmosphère que de modifications ponctuelles de l’état des surfaces attribuées de façon abusive à l’homme.