Published July 15, 2016 | Version v1
Publication Open

Model-based study of the role of rainfall and land use–land cover in the changes in the occurrence and intensity of Niger red floods in Niamey between 1953 and 2012

Creators

  • 1. Géosciences Environnement Toulouse
  • 2. Université Toulouse III - Paul Sabatier
  • 3. Institut de Recherche pour le Développement
  • 4. French National Centre for Scientific Research
  • 5. Direction de la Météorologie Nationale du Niger

Description

Abstract. Since 1950, the Niger River basin has gone through three main climatic periods: a wet period (1950–1960), an extended drought (1970–1980) and since 1990 a recent partial recovery of annual rainfall. Hydrological changes co-occur with these rainfall fluctuations. In most of the basin, the rainfall deficit caused an enhanced discharge deficit, but in the Sahelian region the runoff increased despite the rainfall deficit. Since 2000 the Sahelian part of the Niger has been hit by an increase of flood hazards during the so-called red flood period. In Niamey city, the highest river levels and the longest flooded period ever recorded occurred in 2003, 2010, 2012 and 2013, with heavy casualties and property damage. The reasons for these changes, and the relative role of climate versus land use–land cover (LULC) changes are still debated and are investigated in this paper. The evolution of the Niger red flood in Niamey from 1950 to 2012 is analysed based on long-term records of rainfall (three data sets based on in situ and/or satellite data) and discharge, and a hydrological model. The model is first run with the present LULC conditions in order to analyse solely the effect of rainfall variability. The impact of LULC and drainage area modification is investigated in a second step. The simulations based on the current surface conditions are able to reproduce the observed trend in the red flood occurrence and intensity since the 1980s. This has been verified with three independent rainfall data sets and implies that rainfall variability is the main driver for the red flood intensification observed over the last 30 years. The simulation results since 1953 have revealed that LULC and drainage area changes need to be invoked to explain the changes over a 60-year period.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة. منذ عام 1950، مر حوض نهر النيجر بثلاث فترات مناخية رئيسية: فترة رطبة (1950–1960)، وجفاف ممتد (1970–1980)، ومنذ عام 1990 انتعاش جزئي حديث لهطول الأمطار السنوي. تحدث التغيرات الهيدرولوجية بالتزامن مع تقلبات هطول الأمطار هذه. في معظم الحوض، تسبب نقص هطول الأمطار في زيادة عجز التصريف، ولكن في منطقة الساحل زاد الجريان السطحي على الرغم من نقص هطول الأمطار. منذ عام 2000، تعرض الجزء الساحلي من النيجر لزيادة مخاطر الفيضانات خلال ما يسمى بفترة الفيضانات الحمراء. في مدينة نيامي، وقعت أعلى مستويات الأنهار وأطول فترة غمرتها الفيضانات على الإطلاق في الأعوام 2003 و 2010 و 2012 و 2013، مع وقوع خسائر فادحة في الأرواح وأضرار في الممتلكات. لا تزال أسباب هذه التغييرات والدور النسبي للمناخ مقابل تغيرات استخدام الأراضي والغطاء الأرضي قيد المناقشة ويتم التحقيق فيها في هذه الورقة. يتم تحليل تطور الفيضان الأحمر في النيجر في نيامي من 1950 إلى 2012 بناءً على سجلات طويلة الأجل لهطول الأمطار (ثلاث مجموعات بيانات تستند إلى بيانات الموقع و/أو الأقمار الصناعية) والتفريغ، ونموذج هيدرولوجي. يتم تشغيل النموذج أولاً مع ظروف LULC الحالية من أجل تحليل تأثير تقلب هطول الأمطار فقط. يتم التحقيق في تأثير LULC وتعديل منطقة الصرف في خطوة ثانية. المحاكاة القائمة على الظروف السطحية الحالية قادرة على إعادة إنتاج الاتجاه الملحوظ في حدوث الفيضانات الحمراء وشدتها منذ الثمانينيات. وقد تم التحقق من ذلك من خلال ثلاث مجموعات مستقلة من بيانات هطول الأمطار، مما يعني أن تقلب هطول الأمطار هو المحرك الرئيسي لتكثيف الفيضانات الحمراء الذي لوحظ على مدى السنوات الثلاثين الماضية. كشفت نتائج المحاكاة منذ عام 1953 أنه يجب الاستناد إلى تغييرات LULC ومنطقة الصرف لشرح التغييرات على مدى 60 عامًا.

Translated Description (French)

Résumé. Depuis 1950, le bassin du fleuve Niger a connu trois périodes climatiques principales : une période humide (1950–1960), une sécheresse prolongée (1970–1980) et depuis 1990 une récupération partielle récente des précipitations annuelles. Les changements hydrologiques coïncident avec ces fluctuations des précipitations. Dans la majeure partie du bassin, le déficit pluviométrique a entraîné un déficit de décharge accru, mais dans la région sahélienne, le ruissellement a augmenté malgré le déficit pluviométrique. Depuis 2000, la partie sahélienne du Niger a été touchée par une augmentation des risques d'inondation pendant la période dite des inondations rouges. Dans la ville de Niamey, les niveaux de rivière les plus élevés et la plus longue période d'inondation jamais enregistrée se sont produits en 2003, 2010, 2012 et 2013, avec de lourdes pertes et des dommages matériels. Les raisons de ces changements et le rôle relatif des changements climatiques par rapport aux changements de la couverture terrestre (LULC) sont encore débattus et étudiés dans cet article. L'évolution de l'inondation rouge du Niger à Niamey de 1950 à 2012 est analysée sur la base d'enregistrements à long terme des précipitations (trois ensembles de données basés sur des données in situ et/ou satellitaires) et des rejets, et d'un modèle hydrologique. Le modèle est d'abord exécuté avec les conditions LULC actuelles afin d'analyser uniquement l'effet de la variabilité des précipitations. L'impact de la modification du LULC et de la zone de drainage est étudié dans un deuxième temps. Les simulations basées sur les conditions de surface actuelles sont en mesure de reproduire la tendance observée dans l'occurrence et l'intensité des crues rouges depuis les années 1980. Cela a été vérifié avec trois ensembles de données de précipitations indépendants et implique que la variabilité des précipitations est le principal facteur d'intensification des inondations rouges observées au cours des 30 dernières années. Les résultats de simulation depuis 1953 ont révélé que les changements de LULC et de zone de drainage doivent être invoqués pour expliquer les changements sur une période de 60 ans.

Translated Description (Spanish)

Resumen. Desde 1950, la cuenca del río Níger ha pasado por tres períodos climáticos principales: un período húmedo (1950–1960), una sequía prolongada (1970–1980) y desde 1990 una reciente recuperación parcial de las precipitaciones anuales. Los cambios hidrológicos coexisten con estas fluctuaciones de las precipitaciones. En la mayor parte de la cuenca, el déficit de lluvia causó un mayor déficit de descarga, pero en la región del Sahel la escorrentía aumentó a pesar del déficit de lluvia. Desde el año 2000, la parte saheliana del Níger se ha visto afectada por un aumento de los riesgos de inundación durante el llamado período de inundación roja. En la ciudad de Niamey, los niveles más altos de ríos y el período de inundación más largo jamás registrado se produjeron en 2003, 2010, 2012 y 2013, con grandes víctimas y daños a la propiedad. Las razones de estos cambios y el papel relativo del clima frente a los cambios en el uso de la tierra y la cubierta terrestre (LULC) todavía se debaten y se investigan en este documento. La evolución de la inundación roja del Níger en Niamey de 1950 a 2012 se analiza en base a registros a largo plazo de precipitaciones (tres conjuntos de datos basados en datos in situ y/o satelitales) y vertidos, y un modelo hidrológico. El modelo se ejecuta primero con las condiciones actuales de LULC para analizar únicamente el efecto de la variabilidad de la lluvia. El impacto de LULC y la modificación del área de drenaje se investiga en un segundo paso. Las simulaciones basadas en las condiciones actuales de la superficie son capaces de reproducir la tendencia observada en la ocurrencia e intensidad de la inundación roja desde la década de 1980. Esto se ha verificado con tres conjuntos de datos de precipitaciones independientes e implica que la variabilidad de las precipitaciones es el principal impulsor de la intensificación de las inundaciones rojas observada en los últimos 30 años. Los resultados de la simulación desde 1953 han revelado que LULC y los cambios en el área de drenaje deben invocarse para explicar los cambios durante un período de 60 años.

Files

hess-20-2841-2016.pdf.pdf

Files (2.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1b0f1765d7eb0066ec8b41c0f81ae0cd
2.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دراسة نموذجية لدور هطول الأمطار وغطاء الأراضي المستخدمة في التغيرات في حدوث وشدة الفيضانات الحمراء في النيجر في نيامي بين عامي 1953 و 2012
Translated title (French)
Étude basée sur des modèles du rôle des précipitations et de la couverture terrestre dans les changements dans la survenue et l'intensité des inondations rouges au Niger à Niamey entre 1953 et 2012
Translated title (Spanish)
Estudio basado en modelos del papel de las precipitaciones y la cobertura del uso de la tierra en los cambios en la ocurrencia e intensidad de las inundaciones rojas del Níger en Niamey entre 1953 y 2012

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2473522254
DOI
10.5194/hess-20-2841-2016

Is supplement to
https://openalex.org/W604251607 (Other)
https://openalex.org/W4389201442 (Other)
https://openalex.org/W3192667092 (Other)
https://openalex.org/W3170595163 (Other)
https://openalex.org/W3133615129 (Other)
https://openalex.org/W2386169820 (Other)
https://openalex.org/W2373152553 (Other)
https://openalex.org/W2364321065 (Other)
https://openalex.org/W2188959887 (Other)
https://openalex.org/W2087854757 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Niger

References

  • https://openalex.org/W1577228485
  • https://openalex.org/W1684060257
  • https://openalex.org/W195071744
  • https://openalex.org/W1963958340
  • https://openalex.org/W1980542978
  • https://openalex.org/W1981390730
  • https://openalex.org/W1982289851
  • https://openalex.org/W1986892168
  • https://openalex.org/W1987903038
  • https://openalex.org/W1992642504
  • https://openalex.org/W1994104379
  • https://openalex.org/W1994534011
  • https://openalex.org/W1996768321
  • https://openalex.org/W2001490708
  • https://openalex.org/W2012723923
  • https://openalex.org/W2013537840
  • https://openalex.org/W2014650317
  • https://openalex.org/W2022707226
  • https://openalex.org/W2034442091
  • https://openalex.org/W2040256251
  • https://openalex.org/W2040267327
  • https://openalex.org/W2041692738
  • https://openalex.org/W2045577514
  • https://openalex.org/W2055529720
  • https://openalex.org/W2058131925
  • https://openalex.org/W2060139492
  • https://openalex.org/W2071352614
  • https://openalex.org/W2072613263
  • https://openalex.org/W2072716818
  • https://openalex.org/W2072844554
  • https://openalex.org/W2073552059
  • https://openalex.org/W2078340216
  • https://openalex.org/W2090592000
  • https://openalex.org/W2094615818
  • https://openalex.org/W2094641919
  • https://openalex.org/W2101880809
  • https://openalex.org/W2103326531
  • https://openalex.org/W2104799995
  • https://openalex.org/W2105025211
  • https://openalex.org/W2105276774
  • https://openalex.org/W2107939894
  • https://openalex.org/W2115197882
  • https://openalex.org/W2122435825
  • https://openalex.org/W2128594155
  • https://openalex.org/W2133964164
  • https://openalex.org/W2139273826
  • https://openalex.org/W2143914070
  • https://openalex.org/W2156729231
  • https://openalex.org/W2158814042
  • https://openalex.org/W2167431102
  • https://openalex.org/W2167534918
  • https://openalex.org/W2170280355
  • https://openalex.org/W2172609192
  • https://openalex.org/W2173893708
  • https://openalex.org/W2176018068
  • https://openalex.org/W2176749892
  • https://openalex.org/W2179517069
  • https://openalex.org/W2223714241
  • https://openalex.org/W2605081513