Le 30 mai 2024, Abdisa Kawo Koji a soutenu avec succès sa thèse de doctorat à l'Université d'Addis-Abeba d'Éthiopie et à l'Institut éthiopien des sciences et technologies spatiales. La thèse intitulée "Analysis of atmospheric water vapour in Ethiopia based on GPS observations, global reanalyses, and regional climate models" a été supervisée par Roeland Van Malderen (IRM, promoteur de la thèse) et Eric Pottiaux (Observatoire royal de Belgique, co-promoteur de la thèse). Le chercheur Bert Van Schaeybroeck (IRM) a également partagé son expertise en matière de modélisation climatique régionale.
Des mesures GPS à la vapeur d'eau
La vapeur d'eau est un gaz à effet de serre important et, dans le contexte d'un climat qui se réchauffe, il est donc très important de cartographier la concentration de vapeur d'eau. Dans la thèse de doctorat d'Abdisa, les observations GPS, entre autres, sont utilisées pour mesurer la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère. En effet, le signal GPS émis par le satellite est retardé (et dévié) sur son chemin vers le récepteur au sol, notamment à cause de la vapeur d'eau présente dans l'atmosphère. Ces "erreurs" sur le signal GPS doivent être corrigées pour le positionnement, mais elles fournissent également une mesure de la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère. Dans sa thèse de doctorat, Abdisa a d'abord comparé ces mesures GPS de la vapeur d'eau en Éthiopie avec les nouveaux calculs d'un modèle numérique de prévision météorologique (ce que l'on appelle une "réanalyse"). Il a ensuite étudié la variation, à la fois dans l'espace et dans le temps, de la quantité totale de vapeur d'eau dans l'atmosphère au-dessus de l'Éthiopie. Selon l'endroit, une variation saisonnière claire et identique de la quantité de vapeur d'eau a été observée dans les deux ensembles de données, avec une similitude notable avec le cycle saisonnier des observations de précipitations.
Changements futurs de la vapeur d'eau
Dans la deuxième partie du doctorat, Abdisa a comparé la vapeur d'eau atmosphérique provenant des modèles climatiques régionaux disponibles sur l'Éthiopie avec les observations provenant des mesures GPS et de la réanalyse. Il s'est avéré que les modèles reflètent bien les schémas spatiaux de la vapeur d'eau dans la région montagneuse, mais aussi l'augmentation de la vapeur d'eau lors de fortes précipitations. Ces modèles climatiques régionaux ont ensuite été utilisés pour étudier les quantités de vapeur d'eau attendues en Éthiopie dans le cadre d'un réchauffement climatique. Étant donné qu'il existe un lien évident entre la température, la vapeur d'eau totale et les précipitations, la relation entre les précipitations extrêmes et la quantité totale de vapeur d'eau disponible dans l'atmosphère a également été étudiée, ainsi que le lien entre les augmentations attendues de la température et de la vapeur d'eau. Par exemple, il a été constaté que la quantité de vapeur d'eau au-dessus de l'Éthiopie augmente de 7 % par degré de réchauffement au-dessus de l'Éthiopie (voir figure 1).
Fig. 1 : Relation entre le changement relatif de la vapeur d'eau totale (axe vertical, en %) et le changement de température (axe horizontal, en °C) pour différents modèles climatiques régionaux (différentes couleurs) et différents scénarios futurs (différents symboles). La pente de la ligne droite qui passe par ces différents points montre que la quantité de vapeur d'eau augmente d'environ 7 % pour chaque augmentation de 1 °C de la température.
L’IRM tient à féliciter chaleureusement Abdisa pour l'obtention de son doctorat et lui souhaite beaucoup de succès dans sa future carrière !
Plus d’infos
Vous voulez en savoir plus ? Lisez les deux articles évalués par des pairs qui ont servi de base au doctorat :
Koji, A. K.; Van Malderen, R.; Pottiaux, E.; Van Schaeybroeck, B. Understanding the Present-Day Spatiotemporal Variability of Precipitable Water Vapor over Ethiopia: A Comparative Study between ERA5 and GPS. Remote Sens. 2022, 14, 686. https://doi.org/10.3390/rs14030686 .
Kawo, A., Van Schaeybroeck, B., Van Malderen, R., & Pottiaux, E. Precipitable water vapor in regional climate models over Ethiopia: model evaluation and climate projections. Clim Dyn (2023). https://doi.org/10.1007/s00382-023-06855-y .
Roeland Van Malderen et Eric Pottiaux sont tous deux financés par le Solar-Terrestrial Centre of Excellence, qui vise à soutenir et à renforcer la recherche Soleil-Terre des trois institutions scientifiques fédérales d'Uccle (l'IRM, l'Observatoire royal de Belgique et l'Institut royal d'aéronomie spatiale de Belgique).
