Etude des relations onde-convection-pluie et influence de la variabilité du flux de mousson en Afrique de l'Ouest PDF Download
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Book Description
Les variations climatiques en Afrique de l'Ouest ont un impact parfois catastrophique, particulièrement au Sahel où les populations sont exposées aux aléas des ressources en eau. Comprendre le fonctionnement du climat et ses variabilités est une nécessité pour anticiper ce que pourraient être les conséquences du changement climatique et définir d'éventuelles stratégies d'adaptation. Ceci suppose de connaître les différents modes de variabilité atmosphérique et leurs conséquences sur les processus qui génèrent les pluies. Cette thèse porte sur la part de la variabilité des précipitations au Sahel qui peut être expliquée par la variabilité atmosphérique. L'objectif principal du travail vise à comprendre comment des perturbations du champs de vents à 700 hPa : les Ondes d'Est Africaines (AEWs), agissent sur la convection qui est elle-même à l'origine des précipitations. Un autre aspect consiste à étudier comment les AEWs s'insèrent dans la variabilité interannuelle et intra saisonnière du flux de mousson. Après avoir exposé les connaissances actuelles de la climatologie Ouest Africaine et expliqué la méthodologie développée pour étudier les AEWs, l'étude de la variabilité des précipitations a été faite. La modulation de la convection et des précipitations par les AEWs a été analysée et a permis de distinguer des secteurs propices et inhibiteurs aux fortes précipitations. L'impact des ondes sur la dynamique et la thermodynamique atmosphérique a été ètudié. Les conditions dans les basses couches atmosphériques se sont révélées importantes Ainsi, la variabilités intra saisonnière du flux de mousson et la connexion avec les AEWs et la convection a été analysée.
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Les variations climatiques en Afrique de l'Ouest ont un impact parfois catastrophique, particulièrement au Sahel où les populations sont exposées aux aléas des ressources en eau. Comprendre le fonctionnement du climat et ses variabilités est une nécessité pour anticiper ce que pourraient être les conséquences du changement climatique et définir d'éventuelles stratégies d'adaptation. Ceci suppose de connaître les différents modes de variabilité atmosphérique et leurs conséquences sur les processus qui génèrent les pluies. Cette thèse porte sur la part de la variabilité des précipitations au Sahel qui peut être expliquée par la variabilité atmosphérique. L'objectif principal du travail vise à comprendre comment des perturbations du champs de vents à 700 hPa : les Ondes d'Est Africaines (AEWs), agissent sur la convection qui est elle-même à l'origine des précipitations. Un autre aspect consiste à étudier comment les AEWs s'insèrent dans la variabilité interannuelle et intra saisonnière du flux de mousson. Après avoir exposé les connaissances actuelles de la climatologie Ouest Africaine et expliqué la méthodologie développée pour étudier les AEWs, l'étude de la variabilité des précipitations a été faite. La modulation de la convection et des précipitations par les AEWs a été analysée et a permis de distinguer des secteurs propices et inhibiteurs aux fortes précipitations. L'impact des ondes sur la dynamique et la thermodynamique atmosphérique a été ètudié. Les conditions dans les basses couches atmosphériques se sont révélées importantes Ainsi, la variabilités intra saisonnière du flux de mousson et la connexion avec les AEWs et la convection a été analysée.
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Les variations climatiques en Afrique de l'Ouest ont un impact parfois catastrophique, particulièrement au Sahel où les populations sont exposées aux aléas des ressources en eau. Comprendre le fonctionnement du climat et ses variabilités est une nécessité pour anticiper ce que pourraient être les conséquences du changement climatique et définir d'éventuelles stratégies d'adaptation. Ceci suppose de connaître les différents modes de variabilité atmosphérique et leurs conséquences sur les processus qui génèrent les pluies. Cette thèse porte sur la part de la variabilité des précipitations au Sahel qui peut être expliquée par la variabilité atmosphérique. L'objectif principal du travail vise à comprendre comment des perturbations du champs de vents à 700 hPa : les Ondes d'Est Africaines (AEWs), agissent sur la convection qui est elle-même à l'origine des précipitations. Un autre aspect consiste à étudier comment les AEWs s'insèrent dans la variabilité interannuelle et intra saisonnière du flux de mousson. Après avoir exposé les connaissances actuelles de la climatologie Ouest Africaine et expliqué la méthodologie développée pour étudier les AEWs, l'étude de la variabilité des précipitations a été faite. La modulation de la convection et des précipitations par les AEWs a été analysée et a permis de distinguer des secteurs propices et inhibiteurs aux fortes précipitations. L'impact des ondes sur la dynamique et la thermodynamique atmosphérique a été ètudié. Les conditions dans les basses couches atmosphériques se sont révélées importantes Ainsi, la variabilités intra saisonnière du flux de mousson et la connexion avec les AEWs et la convection a été analysée.
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NOUS AVONS ABORDE L'ETUDE DES PERTURBATIONS ATMOSPHERIQUES D'ECHELLE SYNOPTIQUE EN AFRIQUE DE L'OUEST ET SUR L'ATLANTIQUE TROPICAL. L'OBJECTIF EST PRINCIPALEMENT DE MIEUX CERNER LES CARACTERISTIQUES DE CES ONDES ET DE CONTRIBUER A LA COMPREHENSION DES LIENS ENTRE CES PERTURBATIONS SYNOPTIQUES ET LES PRECIPITATIONS. L'INTERET QUE CES PERTURBATIONS ONT SUSCITE AU DEBUT DES ANNEES SOIXANTE DIX, VIENT DE LA CONSTATATION QU'UN CERTAIN NOMBRE DE CYCLONES TROPICAUX QUI TRAVERSENT LES CARAIBES ET PARVIENNENT ENSUITE SUR LA COTE SUD-EST DE L'AMERIQUE DU NORD POURRAIENT ETRE LIES A CES ONDES D'EST AFRICAINES. PAR AILLEURS, LES RECHERCHES MOTIVEES PAR LA RECENTE PERIODE PROLONGEE DE SECHERESSE DANS LES REGIONS SOUDANO-SAHELIENNES (DEPUIS 1968), AVEC DES CONSEQUENCES CATASTROPHIQUES SUR LES RESSOURCES ALIMENTAIRES ET SUR L'ECONOMIE DES ETATS CONCERNES, ONT PERMIS DE MONTRER QUE LES PRECIPITATIONS SUR CES REGIONS SONT, EN PARTIE LIEES A CES ONDES D'EST. COMPRENDRE LES PROPRIETES, LES CARACTERISTIQUES, LA VARIABILITE DE CES PERTURBATIONS SYNOPTIQUES AINSI QUE LEUR IMPACT A L'ECHELLE REGIONALE EST DONC PRIMORDIAL. NOUS NOUS INTERESSONS A DEUX TYPES D'ONDES SYNOPTIQUES MIS EN EVIDENCE A PARTIR D'ANALYSES SPECTRALES SUR DIFFERENTES VARIABLES DE L'ATMOSPHERE EN AFRIQUE DE L'OUEST ET SUR L'ATLANTIQUE TROPICAL : LES ONDES DE PERIODES 3-5 JOURS ET LES ONDES DE PERIODES 6-9 JOURS. NOUS AVONS PROFITE DE LA VOLONTE DES CENTRES DE RECHERCHES METEOROLOGIQUES AMERICAINS ET EUROPEENS DE METTRE EN PLACE UNE BANQUE DE DONNEES REANALYSEES, OFFRANT POUR LA PREMIERE FOIS L'OPPORTUNITE D'ETABLIR UNE CLIMATOLOGIE DES ONDES D'EST ET D'ETUDIER LEUR VARIABILITE INTERANNUELLE A PARTIR D'UN JEU DE DONNEES HOMOGENES. NOUS UTILISONS PRINCIPALEMENT LES REANALYSES AMERICAINES DU NCEP/NCAR SUR LA PERIODE 1979-1995 ET A TITRE DE COMPARAISON OU DE VALIDATION, CELLES, EUROPEENNES, DU CEPMMT ENTRE 1979 ET 1993. POUR L'ETUDE DES INTERACTIONS AVEC LA CONVECTION, L'ORSTOM A MIS EN NOTRE DISPOSITION SA BASE DE DONNEES PLUVIOMETRIQUE DE 1979 A 1990 SUR L'AFRIQUE DE L'OUEST. L'APPROCHE A PARTIR D'ANALYSES SPECTRALES, DE LA TRANSFORMEE EN ONDELETTES, DE LA CLASSIFICATION AUTOMATIQUE ET DE L'ANALYSE EN COMPOSANTES COMPLEXES LOCALES, SUR 17 ANS, A PERMIS DE DISTINGUER DEUX REGIMES STATISTIQUES ET METEOROLOGIQUES D'ONDES D'EST, DIFFERENTS A L'ECHELLE SYNOPTIQUE : UN REGIME D'ONDE ENTRE 3 ET 5 JOURS ET UN AUTRE, PLUS INTERMITTENT, ENTRE 6 ET 9 JOURS, EN LIAISON AVEC LES CIRCULATIONS ANTICYCLONIQUES DES ACORES ET DE LIBYE. CES DEUX REGIMES D'ONDES MODULENT DIFFEREMMENT ET SIGNIFICATIVEMENT LES PRECIPITATIONS, LE FLUX DE MOUSSON ET LA CONVECTION EN AFRIQUE DE L'OUEST. EN REGIME 3-5 JOURS, LES ANOMALIES DE PRECIPITATIONS SONT UNIFORMES SUR TOUTE L'AFRIQUE DE L'OUEST ALORS QU'EN REGIME 6-9 JOURS CES ANOMALIES ONT UNE STRUCTURE DIPOLAIRE AVEC, PAR EXEMPLE, UN DEFICIT PLUVIOMETRIQUE AU SAHEL ET UN EXCEDENT AU SUD. DE MEME, LE MAXIMUM DE CONVECTION SE LOCALISE A DES ZONES BIEN PARTICULIERES DE CES PERTURBATIONS. CE TRAVAIL A MONTRE QUE L'OCCURRENCE ET L'ACTIVITE DES SYSTEMES PRECIPITANTS A L'ECHELLE REGIONALE POUVAIT APPARTENIR A UNE PERTURBATION DE GRANDE ECHELLE EN RELATION AVEC LA VARIABILITE CLIMATIQUE.
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La mousson d'Afrique de l'Ouest se caractérise par une très forte variabilité des pluies à toutes les échelles spatiales et temporelles. Le travail de thèse se focalise sur la variabilité synoptique et intra-saisonnière de la mousson, dont les impacts socio-économiques peuvent être dramatiques dans cette zone subsaharienne. L'objectif est d'une part de contribuer à la documentation statistique de cette variabilité et la compréhension de la physique associée, et d'autre part de mettre à profit le potentiel de prédictibilité associée à ces échelles pour guider les prévisions à courte et moyenne échéances. Au Sahel, l'humidité est un des facteurs importants pour l'activité pluviométrique, avec souvent un effet limitant sur le déclenchement de la convection profonde. Dès lors ce travail de thèse s'est focalisé sur l'humidité intégrée sur la colonne ou eau précipitable, pour étudier la variabilité de la mousson. L'activité des ondes d'est, principales perturbations synoptiques de l'atmosphère ouest-africaine pendant l'été boréal, a été détectée et analysée sous cette perspective de l'eau précipitable. Cette étude a ouvert une voie à la compréhension du couplage onde et convection au sein de la mousson. Une analyse conjointe des contributions dynamiques et diabatiques à la physique des ondes a été ensuite entreprise. Il ressort que, la dynamique, via les transports d'énergie associée à l'état de base fortement barocline du Sahel, est un élément précurseur et prédominant dans la couche d'atmosphère en-dessous du jet d'est africain. En revanche, dès que les ondes atteignent leur phase de maturité, le rôle de convection devient primordial grâce aux sources de chauffage et puits d'humidité qu'elle introduit dans l'atmosphère. En outre, elle engendre un transfert turbulent et convectif de quantité de mouvement horizontal, de la surface vers les couches plus hautes, permettant de renforcer les circulations dans la moyenne troposphère. La compréhension du couplage onde-convection ouvre alors une perspective à l'amélioration des modèles de prévision du temps sur l'Afrique.
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Les pluies au Sahel connaissent une très forte variabilité spatio-temporelles. A l’échelle décennale, cette variabilité peut aboutir parfois à des situations désastreuses comme la sécheresse des années 1970. Par ailleurs, les modèles de circulation générale atmosphériques, forcés ou couplés à un modèle océanique, ont du mal à simuler correctement le phénomène de la mousson africaine. Cette difficulté à bien modéliser la mousson, combinée à une insuffisance d'observations au siècle dernier, fait qu’aujourd’hui les chercheurs ont du mal à répondre aux questions liées aux tendances des changements climatiques sur l’Afrique de l’Ouest mais aussi aux questions relatives aux impacts de ces changements sur le système atmosphérique global. Pour comprendre et bien simuler la variabilité décennale du système de mousson en Afrique de l’Ouest, nous avons mis en place, dans un premier temps, un protocole basé sur le forçage, pour deux décennies contrastées par leur pluviosité, des modèles atmosphériques par des SSTs climatiques mensuelles et moyennes sur 11 ans, correspondant à ces décennies. On élimine ainsi les modes de variabilité d’échelles inférieures et on sépare en même temps la variabilité interne de l’atmosphère de la variabilité due aux SSTs. Dans un deuxième temps, pour répondre à la question du rôle de la rétroaction de surface sur la variabilité décennale, nous avons mis en place un schéma idéalisé basé sur le rapport évaporation réelle à l’évaporation d’une surface d’eau libre dite potentielle. Ce schéma idéalisé nous permet de découpler les interactions sol-atmosphère et d’étudier séparément la part de chacune de ces deux composantes dans la variabilité.
Author: Abdoulaye Deme Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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L'objet de ce travail est l'étude des relations entre la pluie et différents indices en vue de la prévision, à quelques jours d'échéance, de la pluie quotidienne. La pluie quotidienne est fournie par l'IRD aux points de grille 2.5ʿ x 2.5ʿ de l'Afrique de l'Ouest (1968-1990) et les indices sont calculés à partir des réanalyses du NCEP-NCAR ; ce sont des combinaisons, parfois élaborées, des valeurs de base pression, altitude géopotentielle, température, humidité, composantes du vent. Les 65 indices retenus sont rangés en indices thermodynamiques (température et humidité) et indices dynamiques (vent). Une étude climatologique pour l'été 1985 montre les liens entre les indices, les ondes d'est et l'OLR. Ces liens sont beaucoup moins nets sur la Basse Côte qu'au Sahel. L'étude porte sur le mois d'août, d'une part parce que la ZCIT y atteint sa latitude nord extrême ce qui évite les difficultés liées à la tendance saisonnière et d'autre part parce que les précipitations y sont maximums. On cherche à prévoir la pluie à Dakar car c'est à cette extrémité ouest de lAfrique que l'on dispose du plus grand nombre possible de points de grille où calculer les indices prédicteurs, la circulation troposphérique estivale s'y faisant d'est en ouest (sauf dans la couche de mousson). La prévision de la pluie quotidienne est faite à l'aide d'équations de régression linéaires après qu'on ait réparti les pluies en 7 classes. Pour chaque échéance, on a recherché pour chaque indice, le point de grille où sa corrélation avec la pluie à Dakar était la plus grande (en valeur absolue), dans la période d'apprentissage (1968-1984). On a ensuite construit, pour chaque échéance, une équation de régression incluant les 65 indices, chacun étant pris au point de grille où sa corrélation avec la pluie était maximum. On a testé la qualité des équations sur l'intervalle 1985-1990. Jusqu'à 3 jours d'échéance, les prévisions calculées par les équations de régression sont meilleures que la prévision climatologique, cependant les très fortes pluies sont mal prévues. On a établi des équations de régression avec les mêmes indices pour prévoir les cumuls de pluie sur 3 jours consécutifs. Le taux d'erreur de prévision des faibles pluies est alors très petit. A l'aide d'une régression pas à pas ascendante on a déterminé les indices qui ont le plus de poids dans les équations de régression; ce sont : le niveau de condensation adiabatique, le tourbillon à 700 hPa, l'humidité à 925 hPa et le flux de vapeur d'eau.
Author: Benjamin Sultan Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 284
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Cette thèse aborde une caractérisation d'évènements qui stucturent et modulent le cycle saisonnier des pluies en Afrique de l'Ouest. La mise en place de la mousson est étudiée à partir du déplacement méridien de la Zone de Convergence Intertropicale qui montre une transition rapide entre deux positions d'équilibre marquée par une amplification de la dynamique des basses pressions sahariennes. On s'attache également à décrire les fluctuations intra-saisonnières de la convection en Afrique de l'Ouest qui s'expriment dans deux bandes de fréquences à 15 jours et à 40 jours en cohérence avec la dynamique atmosphérique des basses couches et l'échelle des systèmes convectifs. Les applications agronomiques sont abordées en utilisant le modèle SARRA-H du CIRAD. Il est montré que la prise en compte de la mise en place de la mousson comme date de semis améliore le rendement et qu'il existe un impact fort des séquences sèches intra-saisonnières selon le degré de développement de la culture.
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Les océans expliquent une part importante de la variabilité des pluies de mousson en Afrique de l'ouest. Quels sont les mécanismes physiques de ces interactions océan- atmosphère ? Comment sont-elles reproduites par les modèles de climat ? Ces deux questions sont ici abordées, en séparant d'emblée les échelles de temps interannuelles et décennales, et en confrontant les simulations réalisées pour le 4e rapport du Groupe intergouvernemental d'experts sur l'évolution du climat (GIEC) aux données observées du xxe siècle. À l'échelle interannuelle, les anomalies de température à la surface du Pacifique équatorial, du golfe de Guinée, et de la Méditerranée sont statistiquement liées aux anomalies des pluies d'Afrique de l'ouest. La question de la stationnarité de ces liens au cours du xxe siècle est brièvement abordée. Les mécanismes physiques sont ensuite appréhendés dans les réanalyses atmosphériques et dans les simulations couplées du GIEC. Pour comprendre le comportement du modèle du Centre national de recherches météorologiques (CNRM), différentes expériences de sensibilité sont réalisées en prescrivant à l'océan une tension de vent réanalysée, sur le Pacifique tropical ou sur tout globe. Une simulation atmosphérique avec des températures de surface prescrites est aussi utilisée pour discuter du rôle du couplage océan-atmosphère. Étant donné le caractère saisonnier de la mousson africaine, le phasage temporel de la variabilité océanique doit être considéré avec attention. Dans les modèles couplés, les biais de l'El Niño-Southern Oscillation (ENSO) et de l'Atlantic Niño conduisent en effet à des interactions océan-mousson différentes de celles observées. À terme, une meilleure compréhension et simulation de la variabilité océanique et de ses influences pourrait permettre d'améliorer les scores de prévision saisonnière sur l'Afrique de l'ouest.
Author: Pierre De Félice Publisher: Editions L'Harmattan ISBN: 2296386288 Category : Nature Languages : fr Pages : 152
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La pluie est un paramètre très fluctuant, à la fois dans l'espace et dans le temps. Ce livre décrit quelques méthodes pour mesurer la hauteur des précipitations, les variations mensuelles et annuelles de celles-ci. Comment les pluies ont-elles varié depuis que des mesures sont faites en Afrique de l'Ouest ? Les variations récentes sont-elles exceptionnelles, ou bien les hommes en ont-ils subies d'aussi importantes durant les derniers millénaires ?
Author: Gil Mahé Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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DU SENEGAL A L'ANGOLA, EN AFRIQUE DE L'OUEST ET CENTRALE ARROSEES PAR LE FLUX DE MOUSSON ATLANTIQUE, ON ANALYSE LA VARIABILITE SPATIO-TEMPORELLE DES PLUIES ET DEBITS DE 1951A 1989 POUR OBTENIR DES BILANS HYDRIQUES REGIONAUX OU PAR BASSINS-VERSANTS. LA QUALITE DES DONNEES DE PLUIE NOUS PERMET DANS CERTAINES REGIONS DE RECONSTITUER LES ECOULEMENTS MOYENS POUR DES PERIODES NON CONTROLEES. ON CHERCHE ENSUITE A ETABLIR DES RELATIONS ENTRE CETTE VARIABILITE AU SOL ET LES VARIATIONS DE PARAMETRES OCEANIQUES (TEMPERATURES DE SURFACE MARINES-TSM) ET ATMOSPHERIQUES (VENTS ET VAPEUR D'EAU, SUR 1980-1987). LA SURFACE DU BASSIN GLOBAL EST DE PLUS DE 7 MILLIONS DE KM DONT LA MOITIE POUR LE SEUL FLEUVE ZAIRE D'OU PROVIENNENT EGALEMENT PRES DE LA MOITIE DES APPORTS A L'ATLANTIQUE. LES APPORTS SONT EGALEMENT IMPORTANTS SUR LES COTES DES MONTS DE GUINEE ET SUR LE LITTORAL DE LA BAIE DE BIAFFRA, DU DELTA DU NIGER AU CAP LOPEZ. LA DIMINUTION DES PLUIES ET DES ECOULEMENTS DEPUIS 1970 EST TRES FORTE DANS LES REGIONS SOUDANO-SAHELIENNES ET LES VERSANTS AU VENT DES MONTS DE GUINEE. LE DEFICIT DIMINUE EN DIRECTION DE L'EQUATEUR, POUR N'ETRE PRESQUE PLUS SENSIBLE EN MOYENNE INTERAANNUELLE DANS LE SUD DU GABON ET DU CONGO. ON PEUT DEFINIR 4 GRANDES ZONES HYDROCLIMATIQUES SUIVANT LA VARIABILITE INTERANNUELLE DES PRECIPITATIONS ET DES FACTEURS DE VARIABILITE: L'AFRIQUE SUBSAHARIENNE AU NORD DE 10N, OU DOMINENT L'AEJ ET LE TEJ; LES REGIONS COTIERES DU GOLFE DE GUINEE DU LIBERIA A L'ANGOLA OU L'ACTIVITE DU FLUX DE MOUSSON SEMBLE EN RELATION PLUS ETROITE AVEC LES VARIATIONS DE TSM; LE BASSIN DU ZAIRE, L'EST ET LE SUD DE L'ANGOLA, QUI SONT SOUS L'INFLUENCE SAISONNIERE DES FLUX INDIENS ET D'AFRIQUE DU SUD; ENFIN LES REGIONS INTERMEDIAIRES ENTRE LES COTES ET LES REGIONS INTERIEURES, A L'INTERIEUR DESQUELLES ON NOTE UNE VARIABILITE INTERANNUELLE PLUS FAIBLE DES REGIONS SOUS LE VENT DES MONTS DE GUINEE ET DES MONTS CAMEROUNAIS. PAR L'ANALYSE DES PARAMETRES CLIMATIQUES ON PEUT RELIER A UN DEFICIT (EXCEDENT) DE PLUIE AU SAHEL, UN AEJ PLUS RAPIDE (LENT), UN TEJ PLUS FAIBLE (FORT), UNE QUANTITE DE VAPEUR D'EAU PLUS FAIBLE (FORTE) DANS L'ATMOSPHERE EQUATORIALE ET DANS L'AEJ, ET UNE ANOMALIE POSITIVE (NEGATIVE) DE TSM DANS L'UPWELLING EQUATORIAL. L'ANALYSE DES DONNEES DE PLUIES ANNUELLES NE PERMET PAS D'ETABLIR DE SCHEMA DE CIRCULATION FIABLE POUR TOUTES LES SITUATIONS. DES EXEMPLES D'ANALYSES DE SITUATIONS MENSUELLES OU PAR QUINZAINES (1984 PAR EXEMPLE) AUTORISENT UNE MEILLEURE COMPREHENSION DE LA VARIABILITE SPATIO-TEMPORELLE DES INTERACTIONS ENTRE OCEAN, CONTINENT ET ATMOSPHERE
Author: Christophe Lavaysse
Author: Christophe Lavaysse
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Author: Arona Diedhiou
Author: Dazangwendé Emmanuel Poan
Author: Abdoul Khadre Traoré
Author: Abdoulaye Deme
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