Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Variation inter-annuelle“

Les zones méditerranéennes et semi - arides sont caractérisées par des régimes pluviométriques irréguliers dans le temps et dans l'espace. L'érosion hydrique des bassins versants et la sédimentation des cours d'eau constituent des phénomènes complexes très répandus qui posent de nombreux problèmes aux ingénieurs chargés des projets de mise en valeur. En raison de son ampleur, cette érosion constitue une contrainte majeure au développement de l'agriculture et à la promotion des activités rurales en Algérie. Une approche statistique de quantification des apports solides est développée dans cette étude. Les données utilisées sont recueillies au niveau de cinq sous-bassins du bassin versant de l'Oued Mina drainés par les stations hydrométriques, en amont du barrage de Sidi M'hamed Ben Aouda. La période d'observation s'étale sur 22 ans (1973 à 1995). Il existe une grande variabilité inter-annuelle et intrannuelle des apports liquides et solides. En plus de cette variation temporelle, il a été remarqué une variabilité spatiale des apports solides et liquides. Les valeurs maximales du transport solide sont enregistrées au début d'automne et à la fin du printemps. Le transport solide d'automne reste le plus élevé, dépassant significativement les autres saisons. Cette variabilité trouve son explication dans la pauvreté du couvert végétal durant cette saison et la nature agressive des pluies d'automne. La charge spécifique du bassin versant de l'oued Haddad est de l'ordre de 212 t/km2/an. Le bassin versant de l'oued Taht a une charge spécifique inférieure à celle du bassin de l'oued Haddad (Ds=191 t/km2/an). Les bassins versants de l'oued el Abd présentent des charges spécifiques de l'ordre de 117 t/km2/an à Ain El Hamara et de 65 t/km2/an à Takhmaret. La charge spécifique de l'oued Mina au barrage de Sidi M'hamed Ben Aouda est de 160 t/km2/an. Des modèles mathématiques liant l'apport solide au coefficient d'écoulement ont été proposés pour les cinq sous-bassins drainés par les stations hydrométriques.

Les débits annuels minimums des rivières déterminent le volume d’habitat minimum disponible pour assurer la survie des espèces aquatiques en période d’étiage. Dans cette étude, nous comparons les impacts de barrages sur les caractéristiques (période d’occurrence, magnitude, amplitude de variation et asymétrie) de ces débits dans trois régimes hydrologiques artificialisés d’une part, et les débits annuels minimums mesurés en aval des barrages aux normes de débits réservés pour protéger les habitats du poisson au Québec, d’autre part. Nous avons analysé 72 stations appartenant aux régimes artificialisés d’Inversion (26 stations), d’Homogénéisation (18 stations) et de Type Naturel (28 stations). Toutes ces stations appartiennent au bassin versant du fleuve Saint-Laurent. La présente analyse est fondée sur la comparaison des débits mesurés en rivières naturelles (75 stations) à ceux mesurés en aval des barrages au moyen des méthodes de proportionnalité et graphique. Il ressort de ces comparaisons les principaux résultats suivants. En régime artificialisé d’Inversion caractérisé par les débits mensuels maximums en hiver et les débits mensuels minimums au printemps, les impacts des barrages se traduisent par une hausse significative de fréquence des débits annuels minimums au printemps au moment de la fonte des neiges mais une baisse en été, une diminution significative de la magnitude des débits pour les bassins versants de taille < 10 000 km2, une hausse de la variabilité inter-annuelle et une forte asymétrie de la distribution. En régime artificialisé de Type Naturel caractérisé par des débits mensuels maximums au printemps et des débits mensuels minimums en hiver ou en été, on observe une hausse de la fréquence des débits annuels minimums pendant la première moitié de la période froide (de novembre à janvier), une diminution significative de la magnitude pour certaines rivières de taille < 6000 km2. En régime d’Homogénéisation caractérisé par des débits mensuels quasi constats toute l’année, les barrages provoquent une hausse de la fréquence des débits annuels minimums (printemps et automne) mais une baisse en été. Mais contrairement aux deux régimes précédents, l’impact des barrages se manifeste surtout par une hausse de la magnitude des débits annuels minimums pour quelques rivières. Pour les trois régimes artificialisés et durant les quatre saisons, les débits réservés sont systématiquement supérieurs aux débits annuels minimums lâchés en aval des barrages. L’écart entre les deux types de débits est surtout observé au printemps et en été pour les bassins versants > 10 000 km2.

Le lac Poyang, première réserve d'eau douce de Chine, est un lac de moussons présentant de fortes variations de surfaces en eau entre la saison sèche, novembre-mars, et la saison humide juin-septembre. Les surfaces en eau passent ainsi de plus de 3000 km2 en été, à moins de 1000 km2 en hiver, cela correspondant à une variation inter annuelle de la hauteur de l'eau de 8 à 12 mètres. En saison sèche, la dépression du Poyang comprend une cuvette centrale en eau de taille réduite, et des lacs déconnectés entourés de vastes zones enherbées plus ou moins hautes. Lorsque le niveau d'eau augmente, la grande dépression centrale se remplit, puis au fur et à mesure du remplissage, comme une marée montante, l'eau arrive au niveau des lacs, les submerge et l'ensemble forme alors une petite mer intérieure d'eau douce. Cette dynamique et cette amplitude de variations ont de nombreuses implications en termes de ressources en eau, de santé publique (bilharziose), et mais aussi de richesse de la biodiversité.Le lac Poyang est un des milieux les plus riches et les plus importants en termes de biodiversité en Asie du Sud Est. Il s'agit d'une zone d'hivernage essentielle pour toute l'avifaune de l'Asie et de Sibérie. Plus de trois cents espèces d'oiseaux dépendent de cet habitat unique dont plus d'une douzaine d'espèces considérées en danger. Les plus emblématiques sont les grues de Sibérie et les cigognes blanches orientales dont la quasi-totalité, 98% de la population mondiale (moins de 3000 individus) viennent hiverner au Poyang. Cette de grande diversité d'oiseaux d'eau migrateurs est une conséquence directe de l'hydrologie complexe du lac Poyang.La forte variabilité intra et interannuelle du remplissage du Poyang, est un phénomène difficile à qualifier, c'est pourquoi un suivi temporel à relative haute fréquence est nécessaire. Dans le cadre de la RTU Pléiades HR, des acquisitions sur une base mensuelle ont été programmées au cours de l'année 2013 couvrant la partie la plus riche et sensible de la Reserve Naturelle du lac Poyang (PLNR). L'exploitation des données a porté sur plusieurs axes. Tout d'abord la caractérisation, à une échelle fine, des trajets de l'eau et de la dynamique de remplissage et de vidange des lacs, mettant en évidence un remplissage plutôt tardif et peu important au regard des observations réalisées les 12 dernières années, et surtout une vidange très précoce (fin juillet, entrainant par exemple la vidange totale du Bang Hu, principal site d'accueil des grues sibériennes). Les travaux ont également portés sur l'autre principale composant du milieu naturel, la végétation et sa dynamique inverse de l'eau. A partir des relevés terrain, le long de quatorze de transects, des indices de végétation ont été exploités afin de réaliser la cartographie de la végétation de ce secteur clé du lac Poyang. Les travaux ont également portes portés sur l'impact des activités anthropiques sur le milieu avec deux atteintes fortes, la mise en place de zones de cultures au sein du Parc national, et l'exploitation du lac Poyang comme carrière de sable se traduisant par un fort retrait des berges et un creusement des lits mineurs. Enfin, l'exploitation des données Pléiades HR, associées à des données CSK a permis de lever la première carte des filets de pêche au sein de la Reserve naturelle. De plus, deux triplets stéréo ont été acquis lors de périodes de basses hautes en en mars et septembre 2013, permettant la génération de modèles numériques de surfaces très précis et très détaillés.Les résultats obtenus suite à l'exploitation des images Pléiades HR, transmis à l'administration en charge de la gestion du Parc et à une ONG, l'International Crane Fondation, montrent l'apport des données Pléiades HR pour le suivi environnemental et aussi tout l'intérêt de séries temporelles très haute résolution pour la connaissance, et par la même, la protection des milieux.

L'influence de l'ENSO (El Niño/Southern Oscillation) sur les précipitations a fait l'objet de nombreuses études dans différentes régions de la planète et de l'Amérique du Sud en particulier. L'Equateur, situé entre le Pérou et la Colombie, est particulièrement touché par ce phénomène, mais les limites précises de son influence sont encore mal connues. L'homogénéisation des séries pluviométriques de 210 stations réparties entre les régions côtières, la cordillère des Andes et le versant amazonien de l'Equateur nous a permis de la préciser. Cette critique a été réalisée à l'aide de la méthode du vecteur régional et a été complétée par une régionalisation de la pluviométrie annuelle qui a permis de définir 18 zones homogènes à l'intérieur desquelles les variations inter-annuelles de la pluie sont représentées par un indice pluviométrique qui a pu être déterminé sur la période 1964-93. Les événements ENSO de cette période sont identifiés à partir de la série de température superficielle de la mer (TSM) du bloc Niño 1+2 grâce à une méthode numérique simple. Nous avons analysé et quantifié l'influence de l'El Niño sur les précipitations à l'aide de deux méthodes simples et de deux tests statistiques qui permettent de mettre en évidence le lien entre les précipitations annuelles et l'El Niño ou la TSM du Pacifique oriental. Nous avons examiné dans un premier temps la coïncidence entre les années Niño et les années de pluviométrie excédentaires. Puis, nous avons déterminé les différences entre les moyennes des totaux pluviométriques annuels des années Niño et normales des dix-huit zones. Une classification hiérarchique ascendante des indices pluviométriques et de la TSM du bloc Niño 1+2 permet ensuite de regrouper les zones pluviométriques en fonction de la similarité entre leurs variations inter-annuelles et de déterminer lesquelles sont les plus proches des variations de la TSM du Pacifique oriental et donc liées à l'El Niño. Nous terminons par une analyse en composantes principales des indices pluviométriques annuels qui a également pour objectif de regrouper les indices en fonction de la similitude de leur variabilité inter-annuelle et de leur sensibilité à l'ENSO. La comparaison et la synthèse des résultats de ces analyses nous a permis de diviser l'Equateur en trois grandes régions, la première est caractérisée par une forte influence de l'ENSO sur les totaux pluviométriques annuels, à l'inverse de la troisième où l'influence n'est pas significative, la deuxième région est intermédiaire entre les deux autres.

La plasticité phénotypique permet aux génotypes de s’ajuster à des variations environnementales. Dans cette thèse nous avons utilisé des caractères de cernes annuels de mélèzes pour estimer la plasticité phénotypique à deux échelles de temps: entre années (chap. 1, plasticité interannuelle) et dans l’année (chap. 2, plasticité intra-annuelle). Dans le chap. 1 nous avons analysé des cernes annuels de mélèzes d’Europe distribués dans quatre placettes le long d’un gradient altitudinal naturel de la région de Briançon, dans les Alpes françaises. La plasticité phénotypique de la croissance radiale et de la densité du bois final en fonction de la température maximale tend à être négative à basse altitude (1350 m) et surtout positive à haute altitude (2300 m), où le mélèze d’Europe semble réagir favorablement à l’augmentation de la température. Aucune tendance altitudinale ne se dégage pour la densité du bois initial, qui présente en majorité une plasticité négative ou nulle. La plasticité phénotypique de la densité moyenne du cerne est intermédiaire entre celle du bois initial et celle du bois final. Dans le chap. 2 nous avons utilisé des courbes de croissance radiale intra-annuelle enregistrées à l’aide de dendromètres automatiques pendant quatre années dans un dispositif combinant plusieurs régimes hydriques et trois espèces de mélèze. Nous en avons extrait des variables de plasticité phénotypique pour la croissance radiale et la dynamique de l’eau dans le tronc en fonction de plusieurs variables climatiques. Toutes variables de plasticité phénotypique et toutes conditions environnementales confondues, l’hybride est un peu plus plastique que le mélèze du Japon et beaucoup plus que le mélèze d’Europe, ce qui traduit sa capacité à reconstituer et à utiliser rapidement et efficacement cette réserve en eau. Nous faisons l’hypothèse que cela contribue à sa plus grande vigueur. De façon générale, il y a autant de plasticités phénotypiques que d’associations caractère phénotypique/variable environnementale. La plasticité phénotypique résume en une seule valeur toute la dynamique d’une réponse particulière. Si en sélection naturelle une plasticité élevée parait constituer un avantage, ce n’est pas aussi évident en sélection artificielle
Phenotypic plasticity is the ability of individual genotypes to adjust to environmental variation. In this thesis we used larch annual ring traits to estimate phenotypic plasticity at two-time scales: between years (chap. 1, inter-annual phenotypic plasticity) and within years (chap. 2, intra-annual phenotypic plasticity). In chap. 1 we analyzed annual rings of European larches distributed in four plots along a natural elevational gradient near Briançon, in the French Alps. The phenotypic plasticity of radial growth and latewood density as a function of maximum temperature tends to be negative at low elevation (1350 m) and distinctly positive at high elevations (2300 m), where European larch seems to react favorably to temperature increase. No elevation trend emerges for earlywood density, which mostly exhibits negative or null phenotypic plasticity. The phenotypic plasticity of mean ring density is intermediate between that of earlywood and of latewood density. In chap. 2 we used intra-annual radial growth curves recorded with automatic point dendrometers during four successive growing seasons in an experimental trial combiningseveral water regimes and three species of larch. From such curves we obtainedphenotypic plasticity variables for radial growth and the dynamics of water in the trunk as a function of several climatic variables. All phenotypic plasticity variables and all environmental conditions combined, hybrid larch is a little more plastic than Japanese larchand much more than European larch, which reflects its ability to quickly and efficiently replenish and use his water reserve. We hypothesize that this contributes to its greater vigor.In general, there are as many types of plasticity as there are combinations of phenotypic traits and environmental variable. Phenotypic plasticity summarizes in a single value all the dynamics of a particular response. While in natural selection a high plasticity seems to be an advantage, it is not so evident in artificial selection

La Méditerranée Occidentale est l’un des bassins avec le plus de pollution plastique au monde, et son réchauffement de surface est quatre fois plus intense que celui des océans. Elle est dite "bassin laboratoire" pour l’étude de l’océan global : elle développe sa propre circulation de retournement. Sa courantologie est composée de 4 couches et d’environ 6 masses d’eau. La rencontre de deux masses d’eau de différentes températures et salinités en surface crée un front thermohalin. Cette thèse présente des avancées récentes sur la caractérisation des zones de fronts et sur la dynamique des masses d’eau en Méditerranée Occidentale. La détection de fronts de surface dans une simulation, et sur des observations satellites, a produit des cartes de statistiques de présence des fronts. Deux zones majeures de fronts, de température et de salinité, apparaissent dans le centre du bassin et se révèlent très différentes.La première est thermique, estivale et sur une profondeur de 50m. Elle part des Pyrénées mais s’estompe vers le nord-ouest de la Corse. La deuxième est haline, quasi-permanente et sur 200m de profondeur. Elle relie nettement les îles Baléares au sud-ouest de la Sardaigne. Précédemment confondues au sein d’un seul « front Nord-Baléares », leurs différentes origines et localisations impliquent que deux nouvelles appellations soient proposées. La zone de fronts halins marque la frontière entre eaux atlantiques jeunes du sud (AW) et vieilles du nord (mAW). Elle se fait déplacer vers le sud lors de la formation d’eau profonde (DWF) interannuelle du bassin provençal, et remonte ensuite vers le nord sous l’influence des tourbillons algériens (AEs). Le développement d’un algorithme de séparation des 6 différentes masses d’eau a permis de décrire la circulation particulière de chacune d’entre elles dans la simulation. Les circulations moyennes coïncident avec la littérature connue. Puis, outre un évènement irréaliste de circulation profonde, deux résultats importants sont déduits. D’une part, la simulation montre que la DWF du bassin provençal semble disloquer le gyre profond Est-Algérien, modifiant à son tour la trajectoire des AEs en surface. D’autre part, la DWF de 2005 a induit en 2009 un transit d’eau profonde vers la mer Tyrrhénienne.Néanmoins, ce transit a provoqué en surface un courant de retour de mAWs par le canal de Sardaigne vers le bassin algérien, au lieu d’un apport habituel par le canal Corse, et entraînant exceptionnellement de l’AW jusqu’en mer Ligure
The Western Mediterranean is one of the basins with the most plastic pollution in the world, and its surface warming is four times more intense than that of the oceans. It is a so-called "laboratory basin" for the study of the global ocean : it develops its own overturning circulation. Its currentology is composed of 4 layers and about 6 water masses. The meeting of two water masses of different surface temperatures and salinities creates a thermohaline front. This thesis presents recent advances in the characterisation of front zones and water mass dynamics in the Western Mediterranean. The detection of surface fronts in a simulation, and on satellite observations, has produced maps of front presence statistics. Two major zones of fronts, of temperature and salinity, appear in the centre of the basin and are very different. The first is thermal, summer and 50m deep. It starts in the Pyrenees but fades towards the north-west of Corsica. The second is haline, quasi-permanent and over 200m depth. It clearly connects the Balearic Islands to southwestern Sardinia. Previously confused within a single "North Balearic front", their different origins and locations imply that two new designations are proposed. The haline front zone marks the boundary between young southern Atlantic waters (AW) and old northern waters (mAW). It is displaced southwards during the interannual deep water formation (DWF) of the Provençal basin, and then moves northwards under the influence of Algerian eddies (AEs). The development of an algorithmfor separating the 6 different water masses allowed the description of the particular circulation of each of them in the simulation. The average circulations coincide with the known literature. Then, besides an unrealistic deep circulation event, two important results are deduced. On the one hand, the simulation shows that the DWF of the Provençal Basin seems to dislocate the deep East Algerian gyre, modifying in turn the trajectory of the surface AEs. On the other hand, the 2005 DWF induced a deep water transit towards the Tyrrhenian Sea in 2009. However, this transit induced a surface return flow of mAWs through the Sardinia Channel towards the Algerian Basin, instead of the usual inflow through the Corsica Channel, and exceptionally causing AWto reach the Ligurian Sea