L’indice de sécheresse composé

 

L’indice de sécheresse composé (combined drought index, CDI) représente le déficit d’eau dans une région donnée. Le CDI se fonde sur des mesures et des prévisions pour les précipitations, les débits et les niveaux d’eau ainsi que sur des valeurs calculées pour l’humidité des sols. Les prévisions du CDI servent de base pour les alertes de sécheresse.

 

Objectif

 

Le CDI regroupe les différents aspects de la sécheresse en une seule valeur (un seul indice). Cette valeur tient compte des aspects météorologiques, agricoles et hydrologiques de la sécheresse.

Le CDI offre une vue d’ensemble de la situation en matière de sécheresse à l’échelle suisse, simplifiant ainsi la collaboration entre les différents acteurs du domaine.

 

Explication

 

La valeur du CDI est comprise entre 1 (pas sec) et 5 (extrêmement sec). Elle reflète en premier lieu la fréquence d’un événement et non le déficit d’eau effectif. Par exemple, il est habituel que le débit d’un cours d’eau alpin comme la Lonza (VS) soit très faible en hiver, parce qu’une grande quantité d’eau est stockée sous forme de neige à cette saison. En été, les débits très faibles sont cependant rares dans ces cours d’eau. Partant, le CDI tient compte de la saisonnalité. Ainsi, la valeur du seuil de sécheresse dépend de la saison.

L’ampleur des conséquences de la sécheresse sur les différents secteurs dépend également fortement de la saison. Par exemple, la sécheresse impacte davantage l’agriculture au début de l’été qu’en hiver. Par conséquent, chaque secteur a une sensibilité propre, qu’il n’est pas toujours possible de saisir à partir du CDI.

Pour résumer, une valeur CDI élevée correspond avant tout à un déficit d’eau inhabituel, voire extrême, pour la saison. Le type d’effets et l’intensité de ceux-ci dépendent par ailleurs de la saison et du besoin en eau du moment.

 

Calcul

 

Le CDI est calculé automatiquement et tient compte des grandeurs suivantes :

• • Cumul des précipitations des 30 derniers jours (mm) 
  • Cumul des précipitations des 90 derniers jours (mm) 
  • Cumul des précipitations des 730 derniers jours (mm) 
  • Données d’humidité des sols modélisées (% de la capacité utile au champ, RU) 
  • Débit (en m³/s) et niveau d’eau (en m) (Liste des stations)

 

Chaque variable est classée en fonction de sa valeur actuelle. Le CDI est mis à jour quotidiennement sur la base des dernières données et des derniers modèles. Le CDI sert de base à l'évaluation hebdomadaire de la situation et, le cas échéant, à l'émission d'alertes.

 

Détermination du niveau de sécheresse

 

Les niveaux de sécheresse sont classés sur une échelle allant de 1 à 5. La première étape pour déterminer le niveau de sécheresse consiste à calculer les centiles pour chaque grandeur susceptible d’influer sur la sécheresse (p. ex. le niveau des eaux souterraines). Le centile indique quelle proportion des valeurs de la période de référence est inférieur à la valeur à comparer. Cette proportion tient compte de la région et de la saison. Si l’on prend l’exemple du niveau des eaux souterraines, le centile permet de répondre à la question suivante : « où se situe le niveau d’eau à comparer par rapport aux mesures effectuées durant la période de référence ? ». Le même raisonnement s’applique aux autres grandeurs.

Par niveau de sécheresse, on entend ainsi l’écart entre la valeur mesurée actuellement et les espérances statistiques par rapport à la période de mesure de 1991 à 2020 (période de référence). Plus précisément, le classement en niveaux de sécheresse différenciés s’effectue en comparant les moyennes hebdomadaires régionales actuelles (sur une semaine de calendrier) avec la valeur de la grandeur en question pour la période de référence.

Le calcul des valeurs se fonde sur un intervalle de temps de +/- 15 jours. Cet intervalle permet de tenir compte du caractère saisonnier des différentes grandeurs et de définir la sécheresse comme un événement rare par rapport aux valeurs habituelles pour la période de l’année concernée. Le classement en niveaux repose sur les 2e, 5e, 10e et 15e centiles.  

 

Voici un exemple :

Si plus de 15 % de toutes les moyennes hebdomadaires pour la période de référence de 1991 à 2020 sont inférieures à la moyenne hebdomadaire actuelle d’une région, le niveau de sécheresse est égal à 1 (niveau de sécheresse le plus faible ou absence de sécheresse).

Si moins de 15 % de ces moyennes de référence sont inférieures à la moyenne actuelle, il s’agit d’un cas de sécheresse. Les différentes gradations (quel centile correspond à quel niveau de sécheresse) sont explicitées dans la légende de la figure.

Lorsqu’une région atteint le niveau de sécheresse le plus élevé (niveau 5), cela signifie que moins de 2 % de toutes les moyennes hebdomadaires pour la période de référence de 1991 à 2020 sont inférieures à la moyenne hebdomadaire actuelle. On qualifie ce niveau de sécheresse extrême, car seuls 2 % de toutes les mesures pour un intervalle de temps comparable de la période de référence (1991 à 2020) affichaient des valeurs de sécheresse supérieures.

 

Définition du CDI

 

Pour définir le CDI, on détermine dans un premier temps le niveau de sécheresse pour chacune des variables (p. ex. cumul des précipitations pour les 30 derniers jours). La deuxième valeur la plus élevée parmi toutes les variables prises en compte et dont on a déterminé le niveau de sécheresse est ensuite utilisée comme valeur globale du CDI. La détermination du CDI ne se fonde ainsi par sur la valeur la plus élevée : des analyses ont montré que cette valeur reflète moins bien la situation générale et qu’elle est plus susceptible de comprendre des erreurs de mesure ou des données aberrantes.

 

Voici un exemple :

 

Le niveau 4 est la deuxième valeur la plus élevée apparaissant pour une variable spécifique (ici le cumul des précipitations des 90 derniers jours). Partant, le CDI est 4 (sécheresse marquée) dans ce cas. Ce mode de calcul a été retenu du fait de sa simplicité et de sa robustesse. 

La distribution des fréquences pour les classes de valeurs du CDI est la suivante (période de référence 1991–2020) :

Les variables effectivement prises en compte dépendent des données de base disponibles. Au besoin, d’autres variables (p. ex. manteau neigeux, eaux souterraines, humidité des sols mesurée) seront intégrées par la suite.