Discussion:Astrakhan

message: Ce qui suit explique la correction que j'ai apportée à la version précédente de l'article où était signifié que
"Astrakhan est l'endroit le plus sec d'Europe"
en utilisant une source pas très actualisée et très peu détaillée.
J'ai corrigé cet extrait par
"La région d'Astrakhan est le deuxième endroit le plus aride d'Europe après la région englobant le Parc naturel de Cabo de Gata-Níjar, Almeria et ses environs."
et j'apporte les précisions numériques ici pour démontrer que la région autour d'Almeria et du Cap de Gata est plus aride que celle qui entoure Astrakhan.
Préambule
L'aridité est une notion qui combine à la fois la température, les précipitations et leurs périodicités (et l'évapo-transpiration potentielle).
Toutes choses égales par ailleurs (notamment l'évapo-transpiration potentielle),
a) plus les précipitations sont faibles plus l'aridité est importante,
b) plus la température est forte plus l'aridité est importante.
De b) on peut en déduire que
parmi les régions recevant toutes une même quantité de précipitations annuelles et ayant une même température annuelle,
les régions ayant les précipitations les plus "centrées" en saison chaude
seront les plus arides.
Dit autrement plus il fait chaud moins les précipitations sont "efficaces" et moins elles apportent d'eau "utile".
En Europe a priori les régions les plus (semi-)arides (car il n'y a pas de régions véritablement arides en Europe) sont les suivantes :
1) Le cap de Gata (Cabo de Gata) dans la province d'Almeria en Espagne :
L'observatoire du Faro del Cabo de Gata (36°43'18.8 N, 2°11'34.69" O) a enregistré une moyenne annuelle des précipitations de 156 mm sur la période 1961-1990. La température moyenne annuelle est d'environ 18°C
ainsi que la ville d'Almeria et ses environs qui sont contigus au Cabo de Gata :
L'aéroport d'Almeria (36°50′38″N 2°22′12″O) a reçu en moyenne, de 1971 à 2000, 196 mm de précipitations pour une température moyenne annuelle de 18,7°C
2) La région d'Astrakhan :
Astrakhan, elle même, a reçu, sur la période 1971-2000, 222 mm en moyenne annuelle pour une température annuelle moyenne de 10,1°C.
Comparaison des aridités des deux régions :
Les précipitations à Astrakhan sont relativement réparties sur l'ensemble de l'année avec cependant un léger surplus (58%) pendant la saison chaude (6 mois les plus chauds, d'avril à septembre)
tandis que dans la région d' "Almeria - Cabo de Gata" les précipitations de saison chaude (6 mois de mai à octobre pour l'aéroport d'Almeria) ne représentent qu'1/3 des précipitations totales de l'année (66 mm sur 196 mm = 34%).
58% > 34% donc facteur d'aridité "favorable" à Astrakhan.
Cependant deux autres facteurs penchent nettement en faveur de la région "Cabo de Gata - Almeria" :
Cette dernière
a) reçoit moins de précipitations (156 mm et 196 mm dans les exemples choisis contre 222 mm pour Astrakhan)
b) est nettement plus chaude (18°C ou plus contre seulement 10,1°C pour Astrakhan).
Ces 2 facteurs d'aridité en "faveur" de "Cabo de Gata - Almeria" pèsent bien plus combinés que le facteur "Précipitations plus importantes en saison chaude" en faveur d'Astrakhan.
Mathématiquement il n'est pas aisé de proposer une ou des équations pour transcrire ces notions.
Pleins de climatologues ont proposé des formules différentes (Thornthwaite, Köppen, etc ...)
Celles de Köppen, étant plutôt simples, sont les plus utilisées (mais elles ne prennent pas en compte l'évapo-transpiration potentielle) et ne prennent en compte que les températures et les précipitations (et leur saisonnalité).
Ses formules d'indice d'aridité sont les suivantes :
- Si les précipitations sont principalement de saison chaude id est 70% ou plus des précipitations annuelles tombent pendant les 6 mois les plus chauds de l'année
l'indice d'aridité I = P / (T+14)
avec P = Précipitations moyennes annuelles en cm et T = Température moyenne annuelle
- Si les précipitations sont relativement réparties au cours de l'année id est entre 30% et 70% des précipitations annuelles tombent pendant les 6 mois les plus chauds de l'année (on en déduit aisément, par complémentarité, qu'entre 70% et 30% tombent pendant les 6 mois les plus froids de l'année)
l'indice d'aridité I = P / (T+7)
- Si les précipitations sont principalement de saison froide id est 30% ou moins des précipitations annuelles tombent pendant les 6 mois les plus chauds de l'année (donc 70% ou plus des précipitations annuelles tombent pendant la saison froide)
l'indice d'aridité I = P / T.
Les formules de Köppen étant fort simples vous pouvez constater qu'on utilise uniquement la formule I = P / (T+7) pour l'aéroport d'Almeria et la ville d'Astrakhan. En effet les précipitations de saison chaude, représentant respectivement 34% et 58% pour les deux stations, se retrouvent toutes deux dans la tranche [30%-70%] des précipitations "relativement réparties dans l'année". Par conséquent ces formules telles quelles de Köppen, ne permettent pas de véritablement différencier la saisonnalité des précipitations alors que j'ai dit plus haut que cette saisonnalité est un facteur constitutif de l'aridité (facteur positif dans le cas de Astrakhan par rapport à Almeria).
Si on applique telle quelle la formule d'aridité de Köppen on obtient
I aéroport d'Almeria ≈ 0,76 = 19,6 cm / (18,7°C + 7)
I ville d'Astrakhan ≈ 1,30 = 22,2 cm / (10,1°C + 7)
ATTENTION sur le sens des mots ici qui entraînent malheureusement des confusions  :
plus l'indice d'aridité (au sens de Köppen) est FAIBLE
plus l'aridité est ... FORTE.
Selon cette simple formule, l'aéroport d'Almeria (0,76) est donc plus aride que la ville d'Astrakhan (1,30) puisque l'indice de l'aéroport est plus ... faible que celui d'Astrakhan.
Pour plus prendre en compte la saisonnalité des précipitations
je propose de synthétiser les 3 formules standard de Köppen en une seule formule (je suppose que cela a déjà été fait par Köppen lui-même, mais je n'ai jamais trouvé cette équation) de manière très simpliste (cf. plus bas) :
a) En effet le dénominateur de l'indice d'aridité de Köppen est égal à T lorsque les précipitations de saison chaude sont inférieures ou égales à 30% des précipitations annuelles.
Je peux poser de manière tout à fait subjective que ce dénominateur est vraiment égal à T pour le milieu du segment [0%-30%] soit 15%. Dans ce cas où 15% des précipitations annuelles tombent en saison chaude l'indice d'aridité est : I (15%) = P / T.
b) Le dénominateur de l'indice d'aridité de Köppen est égal à T+7 lorsque les précipitations sont relativement réparties sur l'ensemble de l'année c'est-à-dire si les précipitations de saison chaude représentent entre 30% et 70% des précipitations annuelles (par complémentarité, entre 70% et 30% pour les précipitations de saison froide).
Je peux encore poser de manière tout à fait subjective que ce dénominateur est vraiment égal à T+7 pour le milieu du segment [30%-70%] soit 50%. Dans ce cas où 50% des précipitations annuelles tombent en saison chaude l'indice d'aridité est : I (50%) = P / (T+7).
c) Le dénominateur de l'indice d'aridité de Köppen est égal à T+14 lorsque les précipitations de saison chaude sont supérieures ou égales à 70% des précipitations annuelles..
Je peux encore poser de manière tout à fait subjective que ce dénominateur est vraiment égal à T+14 pour le milieu du segment [70%-100%] soit 85%. Dans ce cas où 85% des précipitations annuelles tombent en saison chaude l'indice d'aridité est : I (85%) = P / (T+14).
J'ai ainsi 3 points qui sont les 3 couples, formés du pourcentage de précipitations de saison chaude associé à sa formule d'indice d'aridité, suivants :
[85%, P / (T+14)]
[50%, P / (T+7)]
[15%, P / T].
On peut considérer de manière totalement empirique (donc sans aucune démonstration) que ces 3 points appartiennent à un même segment linéaire qui contiendrait en particulier les points suivants :
[100%, P / (T+17)]
[95%, P / (T+16)]
[90%, P / (T+15)]
...
[10%, P / (T-1)]
[5%, P / (T-2)]
[0%, P / (T-3)].
Ce segment serait défini par l'ensemble des points définis à l'aide de la fonction
qui associe à tout pourcentage pct, compris entre 0 et 100%, P / [T-3+(pct/5)].
Ainsi la formule dérivée
I indice d'aridité = P / [T-3+(pct/5)]
avec P : Précipitations annuelles moyennes en cm, T : Température annuelle moyenne, pct = pourcentage des précipitations moyennes de saison chaude rapportées aux précipitations moyennes annuelles'''
synthétiserait
les 3 formules de Köppen
tout en sachant qu'elle n'est pas forcément la panacée et qu'il existe une infinité de courbes, autres que le segment linéaire proposé, qui contiennent les 3 points initiaux évoqués ci-dessus.
Si on applique cette formule synthétique (qui prend plus en compte la saisonnalité des précipitations) aux données de l'aéroport d'Almeria et de la ville d'Astrakhan alors on obtient les valeurs suivantes :
I aéroport d'Almeria ≈ 0,87 = 19,6 cm / [18,7°C - 3 +(34/5)], avec 34 = pourcentage arrondi des précipitations de saison chaude. 
I ville d'Astrakhan ≈ 1,19 = 22,2 cm / [10,1°C -3 + (58/5)], avec 58 = pourcentage arrondi des précipitations de saison chaude.
Dans cette formule synthétique la saisonnalité des précipitations est mieux prise en compte puisque l'indice d'aridité de l'aéroport d'Almeria augmente : 0,87 contre 0,76 via les formules standard
et que celui de la ville d'Astrakhan diminue : 1,19 contre 1,30 par les formules standard.
Donc selon ces nouveaux résultats l'aridité de l'aéroport d'Almeria est moindre que celle issue des formules standard et celle d'Astrakhan est plus prononcée que celle issue des formules standard.
Néanmoins la nouvelle valeur de l'aéroport d'Almeria (0,87) est toujours plus faible que la nouvelle valeur de la ville d'Astrakhan (1,19).
Enfin, même si je ne dispose pas de valeurs mensuelles du Faro del Cabo de Gata, ce dernier a un profil climatique assez proche de l'aéroport d'Almeria mais avec des précipitations annuelles inférieures de 20% donc le Faro del Cabo de Gata est encore plus aride que l'aéroport d'Almeria et donc a fortiori de la ville d'Astrakhan
Donc jusqu'à preuve du contraire (toujours possible)
la région autour d'Almeria et du Cabo de Gata est bien la région la plus aride d'Europe.
Carlo Colussi (d) 8 janvier 2013 à 17:07 (CET)
thread_title:  La région de Cabo de Gata-Almeria est PLUS ARIDE que la région d'Astrakhan