Les forêts tropicales sont une composante clé du système climatique en tant que source de vapeur d'eau et puits de carbone. En retour le climat influence fortement la répartition spatiale des différents types de forêts en Afrique Centrale. A l’interface entre l’atmosphère et la biosphère il n’existe malheureusement que peu de mesure de terrain permettant de bien comprendre les mécanismes physiques qui s’y déroule. Aujourd’hui l’Afrique centrale est sous équipée pour de telles mesures (Bigot et al., 2016). Ceci limite fortement l'étude de la réponse et de la sensibilité des forêts à l'évolution saisonnière moyenne et à la variabilité interannuelle du climat ainsi que in fine leur évolution future en lien avec le changement climatique. Il est donc temps de combler ce déficit de mesures et donc d’installer des stations météorologiques au plus proche des peuplements forestiers que nous étudions.

Les premières analyses réalisées à partir de données de télédétection sur le fonctionnement saisonnier du climat et de l'activité photosynthétique des forêts pour la région nord Congo montrent que les cycles diurnes sont une échelle clé de compréhension du fonctionnement du climat et de la réponse de la forêt (Philippon et al., 2016). Afin de mieux suivre ces cycles diurnes trop imparfaitement estimés par télédétection satellite en raison notamment de la forte couverture nuageuse et de l'importante quantité d'aérosols présents durant la petite et la grande saison sèche respectivement, il a été décidé d'installer en février 2016 deux stations météorologiques sur les sites de Mokabi et Pokola au nord Congo. L'installation, la maintenance, la gestion des données des stations suivront le protocole décrit ci-dessous, ceci afin de garantir autant que faire se peut la viabilité et la pérennité des deux stations.

Le CIRAD dans le cadre du projet Dynaffor fait l'acquisition de deux stations météorologiques Campbell. Ce choix s'est effectué en concertation avec le LTHE sur la base de: (1) la qualité, la robustesse du matériel, (2) l'autonomie énergétique (panneaux solaires), (3) la simplicité et convivialité du système d'acquisition (visualisation en temps réel), (4) l'évolutivité de la station (possibilité de connecter d'autres appareils de mesure dont des pyranomètres SPN1). Afin d’assurer le matériel contre le vol les stations ont été installées à l’intérieur des concessions forestières. Pour prévenir les effets de la foudre, le mât de montage des stations a été équipé d’un paratonnerre et a été relié à la terre. Toutefois il faut souligner que le risque de destruction par foudroyage de tout ou partie du dispositif ne peut être totalement exclu. 

Un pré-montage a été effectué à Montpellier avant que les stations soient acheminées au nord-Congo via le transport de matériel de la CIB. Une fois l’équipe sur place il a fallu 3 jours à Pokola et 3 jours à Mokabi pour installer et tester le matériel. Les données sont transmises via un modem sur internet pour la station de Pokola. Pour Mokabi la récupération se fait directement par un opérateur (Elodie) à partir de la centrale d’acquisition puis un transfert est effectué par internet. Toutes les données sont centralisées au LTHE de Grenoble et l’accès est réservé au partenaire du projet. La maintenance du matériel comporte 4 volets :

1. la vérification journalière de la présence de données téléchargées vers le poste de contrôle,
2. l'inspection régulière des composants de la station avec nettoyage des pluviomètres, panneaux solaires, du pyranomètre, anémomètre… ), et du fonctionnement de la centrale d'acquisition, ainsi que la maintenance du site (couper l'herbe par exemple),
3. mise à jour systématique d’une fiche de suivi de la station avec notification des observations de défaut faites sur les stations, et des interventions éventuellement réalisées pour les corriger avec dates correspondantes.
4. tenue d’un registre (selon modèle fourni) d’observation du temps (soleil/nuages et pluies matin/après-midi pour chaque jour)

Grâce à ces deux stations installées, on s'attend, au bout de 12 mois de fonctionnement (c'est à dire un cycle saisonnier complet) à élargir nos connaissances sur les éléments suivants :

• documentation de la saisonnalité des cycles diurnes de précipitations, température, et radiation solaire globale qui sont les trois paramètres contrôlant l'activité photosynthétique et la phénologie de la forêt et donc sa croissance.
• compréhension de la réponse phénologique des forêts à la saisonnalité climatique, en particulier les temps de réponse de la forêt au démarrage / fin des saisons des pluies et des saisons sèches.
• estimation de l'adéquation entre mesures in situ et données de télédétection spatiale
• comparaison des deux sites et également avec les suivis opérés dans d'autres forêts (Pointe-Noire...) afin de mettre à jour les spécificités et les généralités dans la sensibilité des forêts au climat à travers l'Afrique Centrale.

Au-delà, le suivi à long terme (c'est à dire sur plusieurs cycles saisonniers ou années) permettra de comprendre la sensibilité des forêts aux événements climatiques extrêmes comme l'ENSO (El Niño–Southern Oscillation). Par la suite le réseau de stations météorologiques devrait s’étoffer avec la coordination du projet Dynaffor et du projet Forgreene. Ce dernier prévoit de déployer une dizaine de station de ce type sur l’ensemble de l’Afrique centrale afin de caractériser les différences spatiales des variables météorologiques. Toutes les stations seront équipées dans le cadre du projet Forgreene de pyranomètres afin de caractériser finement l’impact de l’éclairement sur la répartition spatiale des formations forestières d’Afrique centrale.

Partenariat  : CIRAD-UR Forêts et Sociétés spécialisée dans le suivi de la forêt à partir de données de télédétection (Montpellier), CNRS-UMR Biogéosciences (Dijon), CNRS-LTHE (Grenoble) spécialisées dans le suivi et l'analyse du climat à partir de données de télédétection, les compagnies forestières (CIB et Rougier) qui hébergent les stations météorologiques et assurent la maintenance in situ.

Références :

 Bigot, S., Philippon, N., Gond, V., Moron, V., Pokam, W., Bayol, N., Boyemba, F., Kahindo, B., Samba, G., Ngomanda, A., Gapia, M., Yongo, O., Laurent, J.-P., Gourlet-Fleury, S., Doumenge, C., Forni, E., Camberlin, P., Martiny, N., Dubreuil, V., Brou, T., 2016, Etat actuel des réseaux de mesures éco-climatiques en Afrique Centrale: les ambitions du projet de recherche internationale FORGREENE, Colloque de l’Association Internationale de Climatologie, pp 101-106, Besançon, France.

 Philippon, N., de Lapparent, B., Gond, V., Sèze, G., Martiny, N., Camberlin, P., Cornu, G., Morel, Moron, V., B., Bigot, S., Brou, T., Dubreuil, V., 2016, Analysis of the diurnal cycles for a better understanding of the mean annual cycle of forests greenness in Central Africa,  Agricultural and Forest Meteorology, 223: 81-94.