Climate variability, wildfire dynamics and local perceptions in the N'Zi River Watershed (Centre of Côte d'Ivoire)
Variabilité climatique, dynamique des feux de végétation et perceptions locales dans le bassin versant du N'Zi (Centre de la Côte d'Ivoire)
Résumé
The N'Zi River Watershed is a sensitive environment to wildfire risks due to its climate, terrain, ecosystems and socio-economic issues. Unfortunately, knowledge about wildfire regime is under-documented in this area. The present work aimed to evaluate of the pyro-climatic regime and its determinants in the prospect of predictive modelling in relation to local perception in the centre of Côte d'Ivoire. In order to achieve this goal, this study used meteorological, satellite (pyrological and biophysical) and socio-economic (household survey) data that were analysed using descriptive and forecasting statistical approaches. These approaches include multivariate analysis, Spearman correlation, generalized additive models, Kruskal-Wallis test, hierarchical clustering on principal components, cross-correlation, and Box-Jenkins methodology. This thesis is organised into five major axes. The first one, devoted to the study of the climatic variability over the period 1973-2016, shows that the thermometric and hygrometric anomalies have increased respectively by +0.36 °C and +1.24 % and the rainfall anomalies of the watershed slightly decreased by -6.04 mm. The second, based on the characterization of the wildfire regime, revealed that the number of wildfires and burned areas show a downward trend. During the period 2001-2016, 19,156 wildfires were recorded, burning 71,979.7 km² of vegetation. The third part, dealing with the impact of environmental variables on the fire regime, showed that climatic and environmental factors significantly impact wildfire activity. The most important climatic factors of wildfire activity are visibility, relative humidity, precipitation, Angstrom index, dew point, thermal amplitude, vapour-pressure deficit and Lowveld fire danger index. Also, the spatial distribution of wildfires is conditioned by environmental factors. The fourth axis, devoted to predictive modelling of the wildfire regime using Box-Jenkins method, showed the effectiveness of the SARIMA models to simulate and forecast wildfire regime. The validation phase combining Ljung-Box statistics, residue and autocorrelation analysis coupled with comparative analysis of simulated and observed data showed satisfactory results and allowed their use for forecasting over a 48-month horizon. Finally, the fifth part, sharing the local perceptions of the pyro-climatic regime, notes that the local populations perceive climate change and the evolution of wildfires, which tend to be in a deterioration trend and have developed strategies to adapt. These findings are consistent with the analysis of meteorological and satellite data. The findings of this thesis will help decision-makers and managers to make decisions to reduce the vulnerability of local populations to current and future pyro-climatic hazards.
Le bassin versant du N’Zi est un milieu sensible aux risques d’incendie en raison de son climat, son relief, ses écosystèmes et ses enjeux socio-économiques. Malheureusement, les connaissances sur le régime des feux sont sous-documentées dans cette zone. Le présent travail vise à évaluer le régime pyroclimatique et ses déterminants dans la perspective d’une modélisation prédictive en relation avec les perceptions des communautés locales dans le centre de la Côte d’Ivoire. Pour atteindre cet objectif, cette étude a utilisé les données météorologiques, satellitaires (pyrologiques et biophysiques) et socio-économiques (enquête ménage) qui ont été analysées à l’aide d’approches de statistiques descriptives et prévisionnelles. Ces approches comprennent l’analyse multivariée, la corrélation de Spearman, les modèles additifs généralisés, le test de Kruskal-Wallis, la classification hiérarchique sur composantes principales, la corrélation croisée et la méthodologie de Box-Jenkins. Cette thèse s'est ordonnée autour de cinq grands axes. Le premier, consacré à l'étude de la variabilité climatique sur la période 1973-2016, montre que les anomalies thermométrique et hygrométrique ont augmenté respectivement de +0,36 °C et +1,24 % et les anomalies pluviométriques de la zone se sont légèrement amplifiés de -6,04 mm. Le deuxième, portant sur la caractérisation du régime des feux, a montré que le nombre de feux et les surfaces brûlées présentent une tendance baissière. Durant la période 2001-2016, 19 156 feux ont été enregistrés, dévastant 71 979,7 km² de végétation. Le troisième, traitant de l’impact des variables environnementales sur le régime des feux, a montré que les facteurs climatiques et environnementaux influencent significativement l’activité des feux. Les facteurs climatiques les plus déterminants de l’activité des feux demeurent la visibilité, l’humidité relative, la précipitation, l’indice d’Angström, le point de rosée, l’amplitude thermique, le déficit de saturation et l’indice de danger de feu de Lowveld. Aussi, les incendies ont une variabilité spatiale conditionnée par les facteurs environnementaux. Le quatrième axe, consacré à la modélisation prédictive du régime des feux à l’aide de la méthode Box-Jenkins, a montré l’efficacité des modèles SARIMA pour la simulation et la prévision du régime des feux. La phase de validation combinant la statistique de Ljung-Box, l’analyse des résidus et des autocorrélations, couplée à l’analyse comparative des données simulées et observées ont montré des résultats satisfaisants et ont permis leur utilisation pour la prévision sur une période de 48 mois. Enfin, le cinquième axe, présentant les perceptions locales du régime pyroclimatique, relève que les populations locales ont une bonne perception de l’évolution du climat et des feux de végétation dont la tendance générale est à la péjoration et ont développé des stratégies pour s’adapter. Ces constats sont en accord avec l’analyse de données météorologiques et satellitaires. Les résultats de cette thèse aideront les décideurs et les gestionnaires à la prise de décisions afin de réduire la vulnérabilité des populations locales face aux aléas pyroclimatiques actuels et futurs.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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