LA PLUVIOMETRIE AU PEROU PENDANT

LES PHASES ENSO ET LNSO

Sandra ROME-GASPALDY (1) et Josyane RONCHAIL (1, 2).  (1) Université Paris 7 - Denis Diderot,
UFR GHSS, Case courrier 7001,2 place Jussieu, 75251 PARIS CEDEX 05. (2) LMD-CNRS, Ecole
Polytechnique, 91128 PALAISEAU.

Résumé:  Les données mensuelles (1960-1990) de précipitations de 21 stations situées
dans les trois domaines physiques du Pérou (côte, Andes et plaine amazonienne) sont
analysées lors des phases ENSO et LNSO de l’Oscillation Australe du Pacifique. Ce n’est
qu’à Piura, dans la région côtière du Nord, que les excédents sont significatifs en phase
ENSO (test de Kolmogorov-Smirnov) mais les volumes précipités sont très différents d’un
événement à l’autre. Ailleurs, n’apparaît pas de différence significative entre les pluies des
phases ENSO (ou LNSO) et celles des périodes normales.

Toutefois, la pluviométrie est souvent déficitaire dans les Andes en phase ENSO ; en
période LNSO, elle est également déficitaire au Sud des Andes, mais plus souvent
excédentaire au Nord. Dans la plaine amazonienne, la variabilité spatio-temporelle est
trop importante lors des deux phases pour que soit esquissé un comportement général.

Mots clés: OA, ENSO, LNSO, précipitations, Pérou

LA PLUVIOMETRIA EN EL PERU DURANTE LAS FASES ENSO Y LNSO

Resumen: Los datos mensuales (1960-1990) de precipitacion de 21 estaciones ubicadas
en la Costa, la Sierra y la Selva de Peru son estudiados durante las fasis ENSO y LNSO
de la Oscilacion del Sur del Pacifico. Las lluvias de Piura, en el norte de la Costa, son las
unicas que presentan excessos significativos (test de Kolmogorov-Smirnov) durante la
fase ENSO ; pero los volumenes cambian mucho de un evento a otro. No hay, en otros
lugares, diferencia significativa entre las lluvias de las fases ENSO (o LNSO) y las lluvias
de años normales.

Pero, muchas veces, la pluviosidad es deficitaria en los Andes durante los ENSO ;
durante los eventos LNSO, las lluvias son tambien deficitarias en los Andes del Sur, pero
mas veces hay excessos en el Norte. En la Selva, la variabilidad espacio-temporal es
demasiado grande para dibujar un comportamiento general.

Palabras claves: OA, ENSO, LNSO, precipitacion, Perù

RAINFALL IN PERU DURING THE ENSO AND LNSO PHASES

Abstract

: 

Monthly rainfall data (1960-1990) taken from 21 stations in three separate

areas of Peru (the coast, the Andes and the Amazonian Plain) are analysed during the
ENSO and LNSO phases of the Pacific Southern Oscillation. Only at Piura, in the
Northern coastal region of Peru, are high rainfall amounts significant during the ENSO
phase (using the Kolmogorov-Smirnov test) but the rainfall amounts are very different
from one event to another. In other areas, the differences between the ENSO (and the
LNSO) phases and the normal periods are not significant.

Nevertheless, rainfall is often lower in the Andes during the ENSO. It is equally lower
during the LNSO period in the Southern Andes but more often higher in the north. On the
Amazonian Plain, the spatio-temporal variability is too important to allow us to identify a
general pattern.

Key Words: Southern Oscillation, ENSO, LNSO, rainfall, Peru.

1. INTRODUCTION – OBJECTIFS

Dans le cadre d’un travail plus général consacré à l’analyse des relations entre la variabilité
pluviométrique et les fluctuations de la production agricole au Pérou, on recherche les liens entre
l’Oscillation Australe (OA) du Pacifique et les précipitations dans les trois domaines physiques du Pérou :
côte, Andes et plaine amazonienne.

On sait que la phase El Niño Southern Oscillation (ENSO) est associée à des précipitations anormalement
intenses sur la côte Nord du Pérou (Caviedes, 1975, 1976 ; Aceituno, 1988; Aceituno et al., 1995),
provoquant la crue des fleuves (Caviedes et al., 1987) tandis que l’altiplano péruano-bolivien est
caractérisé par des anomalies négatives de précipitations (Thompson et al., 1986 ; Francou et al., 1986 ;
Tapley et al., 1990 ; Aceituno et al., 1995).

Les effets de la phase positive de l’OA ou phase LNSO (La Niña-Southern Oscillation) sur les
précipitations au Pérou sont moins étudiés que ceux de l’ENSO. Néanmoins, Aceituno et al. (1995) ne
mesurent pas de différences significatives du niveau du Lac Titicaca entre les phases LNSO et les années
normales.

Des informations manquent quant aux relations entre les deux phases de l’OA et les précipitations sur
l'Amazonie péruvienne.

Aussi, nous proposons-nous d’analyser les relations entre précipitations dans les trois domaines du Pérou
et les deux phases de l’OA. On utilise d’une part, les données mensuelles de précipitations (1960-90) de 9
stations côtières, 7 stations andines et 5 stations de plaine amazonienne (Fig. 1 et Tab. 1) pour essayer de
reconstituer les précipitations d’événements ENSO et LNSO moyens par analyse composite.

Figure 1.- Réseau pluviométrique. Les régions d’altitude supérieure à 2000 mètres sur le versant
Pacifique et 2500 mètres sur le flanc oriental des Andes sont grisées.

D’autre part, on utilise les données annuelles hydrologiques (de septembre de l’année A, année de début
de l’événement, à août de l’année A+1) des 21 stations pour représenter la variabilité des précipitations
entre les événements.

2. RECONSTITUTION D’EVENEMENTS ENSO ET LNSO MOYENS

Les stations sont regroupées en 6 domaines caractérisés par des volumes et des régimes pluviométriques
similaires (Fig. 2). La saison des pluies de la côte Nord a lieu de janvier à avril (maximum en mars et
février), alors que plus au Sud, les traces de pluie sont relevées en août et septembre. Les régimes
pluviométriques sont sensiblement les mêmes dans les Andes et dans la plaine. Les pluies maximales dans
les Andes sont enregistrées entre décembre et avril, avec un maximum de mars au Nord, de février au Sud
et sur l’altiplano. Les précipitations amazoniennes les plus intenses se produisent généralement de
septembre à avril avec un maximum d’automne austral (mars- avril) au Nord et d’été (décembre à février)
au Sud. Les volumes de précipitations vont en diminuant de la plaine amazonienne à la côte Pacifique.

Les épisodes ENSO et LNSO sont déterminés par Rome-Gaspaldy et Ronchail (1996) après calcul d’un
indice d’oscillation austral (IOA) qui est la différence trimestrielle de pression de surface entre Tahiti et
Darwin pour la période 1960-1993. On parle de phases ENSO (LNSO) lorsque la différence de pression
trimestrielle est supérieure (inférieure) ou égale à un écart-type_(soit environ 10 hPa) pendant au moins
deux trimestres consécutifs.

Tableau 1.- Altitude et Localisation des stations.

Stations

Latitude

Longitude

Altitude

TALARA

-4,57

-81,25

85 m

C

PIURA

-5,18

-80,6

49 m

CHICLAYO

-6,78

-79,83

28 m

O

TRUJILLO

-8,1

-79,03

26 m

CHIMBOTE

-9,17

-78,52

20 m

T

LIMA-CALLAO/AE

-12,1

-77

13 m

PISCO

-13,75

-76,28

6 m

E

SAN JUAN

-15-38

-75.17

59 m

TACNA

-18,07

-70,3

452 m

CHACHAPOYAS

-6,22

-77,83

2435 m

A

CAJAMARCA

-7,13

-78,47

2620 m

N

HUANUCO

-9,9

-75,75

1859 m

D

AYACUCHO

-13,13

-74,22

2740 m

E

CUZCO

-13,55

-71,98

3248 m

S

JULIACA

-15,48

-70,15

3826 m

AREQUIPA

-16,32

-71,55

2524 m

F

IQUITOS

-3,75

-73,25

125 m

O

YURIMAGUAS

-5,9

-76,08

179 m

R

TARAPOTO

-6,45

-76,38

281 m

E

PUCALLPA

-8,42

-74,6

148 m

T

PUERTO MALDONADO

-12,63

-69,2

265 m

Ainsi, on dénombre de 1960 à 1990, 5 événements ENSO qui sont ceux de juillet 65 à mars 66, avril 72 à
mars 73, avril 77 à mars 78, avril 82 à mars 83 et octobre 86- septembre 87. L’événement de 1968-69
n’est pas retenu car l’indice calculé est inférieur au seuil retenu (un écart-type). On compte 4 épisodes
LNSO : octobre 70 à décembre 71, juillet 73 à mars 74, juillet 75 à mars 76 et juillet 88 à juin 89. Ces
périodes ENSO et LNSO d'inégales durées et intensités correspondent, à un ou deux mois près, à celles
retenues par d'autres auteurs (Rogers, 1988 ; Ropelewski et al., 1987 ; Waylen et al., 1994).

Les données mensuelles des précipitations sont compositées de janvier de l’année A de début de
l’événement à décembre de l’année A+1 ; les pluies centrées et réduites de tous les événements de chaque
signe et de toutes les stations sont moyennées par domaine. Les précipitations des stations amazoniennes

du Nord et du Sud sont compositées dans un seul ensemble faute de données suffisantes pour le sud du
bassin. Les données de la côte aux distributions très dissymétriques ne sont pas compositées, mais on
calcule la fréquence des précipitations mensuelles (de septembre A à août A+1), dans les deux régions
(côte Nord et côte Sud), lors des deux phases de l’OA et en années normales (sans ENSO ni LNSO).

Figure 2.- Les régions climatiques du Pérou.

3. LES PRECIPITATIONS MENSUELLES LORS DES PHASES CHAUDE ET
FROIDE DE L’OA

3.1 Les précipitations mensuelles en phase ENSO

L’analyse composite des précipitations mensuelles centrées réduites recueillies lors des événements ENSO
(Fig. 3) montre que les pluies de février A+1 et mars A+1 des stations andines du Nord et du Sud (Fig. 3a
et 3b) sont légèrement déficitaires (-0,4 à -0,6 écart-type) en années ENSO. Dans la plaine amazonienne
(Fig. 3c) les anomalies sont similaires mais encore plus faibles.

Mais dans ces deux domaines, les précipitations en phase ENSO ne sont pas significativement différentes
(Test de Student) des pluies enregistrées en années normales (ni ENSO, ni LNSO).

Les histogrammes de fréquence des précipitations de la côte indiquent qu’au Nord (Fig. 4b) les pluies sont
dans la plupart des cas inférieures à 50 mm ou nulles ; dans 8 % des cas les précipitations sont supérieures
à 200 mm et dans 8 autres % elles dépassent 500 mm. En revanche, sur la côte Sud (Fig. 4e), les pluies
annuelles sont toujours inférieures à 50 mm.

Cependant, il n’existe pas de différence significative (test de Kolmogorov-Smirnov) entre les
précipitations des années ENSO et celles des années normales (Fig. 4a et 4d), sauf à Piura où les
fréquences de fortes précipitations (supérieures à 100mm) sont significativement différentes, avec un
risque d’erreur de 5%, des fréquences équivalentes en périodes normales (Fig. 5). On relève que ces fortes
valeurs sont toutes mesurées en 82-83 (3 cas) et 86-87 (1 cas).

Figure 3.- Précipitations mensuelles centrées réduites compositées, de janvier de l’année A de
début de l’événement à décembre de l’année A+1 de fin de l’événement, en périodes ENSO
(1965-66, 1972-73, 1977-78, 1982-83, 1986-87) pour a) les stations des Andes du Nord, b) les
stations des Andes du Sud, c) les stations de plaine amazonienne et en périodes LNSO (1970-
71, 1973-74, 1975-76, 1988-89), pour d) les stations des Andes du Nord, e) les stations des
Andes du Sud, f) les stations de la plaine amazonienne.

L’analyse des précipitations annuelles (septembre A - août A+1) qui intègrent les différences de régimes
entre stations, est réalisée événement par événement (Fig. 6). Elle montre  qu’il pleut généralement sur la
côte Nord en phase ENSO mais les différences de volumes annuels d’un événement à l’autre sont
extrêmement fortes. En effet, les précipitations enregistrées à Talara ont été nulles en 1965-66 et 1977-78,
de 46 et 60 mm respectivement en 1972-73 et 1986-87 ; elles ont atteint 977 mm lors de l’événement de
1982-83.

Dans la partie méridionale de la côte Pacifique, les précipitations des années ENSO sont très faibles
(inférieures à 10 mm) ou inexistantes sauf en 1972-1973.

Dans les Andes, les pluies sont généralement déficitaires, sauf en 1972-1973, et dans le Nord en 1982-
1983, mais encore une fois les déficits sont variables d’un événement à l’autre ; ainsi, par exemple, le
déficit est très faible à Cuzco en 1977-1978 (677 mm pour une moyenne annuelle de 707 mm) mais fort

en 1982-1983 (582 mm soit un déficit de 18 %) ou en 1986-1987 (521 mm, soit 26 % de pluies en moins).
Ces déficits sont aussi très variables dans l’espace au sein d’un même événement : à Juliaca, au sud-est de
Cuzco, le pourcentage de pluies manquantes n’est que de 11 % en 1986-1987. Arequipa, station de vallée,
voisine de la côte a un comportement atypique, avec des excédents trois fois sur cinq.

Figure 4.- Distribution des précipitations mensuelles, de septembre A à août A+1, dans les
stations de la côte nord (Talara, Piura, Chiclayo, Trujillo et Chimbote), a) tous mois normaux
confondus, b) tous ENSO confondus, c) tous LNSO confondus ; dans les stations de la côte sud
(Lima, Pisco, San Juan et Tacna) d) tous mois normaux confondus, e) tous ENSO confondus, f)
tous LNSO confondus.

Dans la plaine, la variabilité spatio-temporelle est importante. On relève les fortes et uniformes anomalies
positives de 1972-1973, avec des excédents de 5 à 30% selon les lieux. En 1982-83, par contre, des
anomalies négatives prédominent dans le Nord, avec 21 % de déficit à Tarapoto, mais seulement 13 % à
Yurimaguas ce qui représente néanmoins 272mm de moins que la moyenne.

3.2 Les précipitations mensuelles en phase LNSO

L’analyse des événements LNSO montre encore une fois que les précipitations régionales en phase LNSO
ne sont pas significativement différentes des pluies enregistrées en années normales (ni ENSO, ni LNSO).

On observe cependant que les Andes du Nord bénéficient de pluies excédentaires (supérieures à un demi
écart-type) en janvier et en mars (Fig. 3d) ce qui n’est pas le cas dans les Andes du Sud (Fig. 3e).

Dans les stations amazoniennes les écarts à la moyenne sont très faibles et changent de signe chaque mois
(Fig. 3f).

Sur la côte (Fig. 4c et 4f), les précipitations mensuelles sont généralement faibles,

 

ne dépassant jamais 50

mm d’eau, comme en phase normale.

Les précipitations annuelles hydrologiques (septembre à août) lors de chaque épisode LNSO (Fig. 7) sont
très variables dans le temps et dans l’espace. Sur la côte elles sont globalement faibles comme on pouvait
s’y attendre et toujours inférieures à 100 mm y compris dans le Nord, mais elles ne sont pas nulles (sauf
en 1975-1976 où la sécheresse est presque générale sur la côte).

Les précipitations des Andes septentrionales sont globalement excédentaires en 1970-71, 1973-74 et
1988-89 ; Cajamarca reçoit environ 270 mm d’eau de plus que la moyenne en 1988-89. Les pluies sont
déficitaires en 1975-76 ; le déficit pluviométrique est fort à Chachapoyas (moins 35 %) mais très faible à
Cajamarca et à Huanuco (inférieur à 6 %).

Les Andes du Sud ont des précipitations souvent déficitaires, notamment en 1970-1971 et en 1988-89.
Cependant en 1973-74 les pluies sont excédentaires dans toutes les stations.

Dans la plaine on observe une très forte variabilité des pluies entre les événements, et dans l’espace au
sein de chaque événement.

Figure 5.- Distribution des précipitations mensuelles, de septembre A à août A+1, à Piura, a)
tous mois normaux confondus, b) tous mois ENSO confondus.

4. CONCLUSIONS

La variabilité spatio-temporelle de la pluviométrie au Pérou en phases positive et négative de l’OA est
telle qu’il semble difficile de parler d’effets pluviométriques de cette oscillation. En effet,  aucune
différence significative n’existe entre pluviométrie des phases ENSO et LNSO et pluviométrie des
périodes normales, sauf à Piura au Nord de la côte, en phase ENSO.

Rappelons que Tapley et al., 1990 et Aceituno et al., 1992 mentionnaient déjà l’instabilité de la relation
entre pluie et OA, au Pérou et en Amérique du Sud.

Cependant, certains excès ou déficits plus fréquents ou spectaculaires se dégagent.

Comme l’ont souligné les auteurs (Caviedes, 1976 ; Caviedes et Waylen, 1987), il apparaît que les fortes
et surtout les très fortes précipitations annuelles (supérieures à 500 mm) se sont produites en phase ENSO
sur la côte Nord du Pérou pendant l’événement exceptionnel de 1982-1983, et pendant l’événement en
cours de 1997-98 ; elles ne caractérisent pas tous les épisodes ENSO. Ces très fortes précipitations, durant
les trente ans étudiés, ne se sont jamais produites en phase LNSO ou en période “normale ”.

Figure 6.- Précipitations en années ENSO.

Au contraire, les phases chaudes de l’OA s’accompagnent, en général, d’une sécheresse d’été dans les
Andes péruviennes, pas uniquement sur l’Altiplano péruano-bolivien mais du Nord au Sud des Andes.

Contrairement à ce qui était attendu, les phases LNSO aussi sont souvent associées à des déficits,
notamment dans les Andes du Sud (trois fois sur quatre à Juliaca et Arequipa), alors que les précipitations
des Andes septentrionales sont généralement renforcées en phase LNSO.

La région amazonienne ne semble pas réagir directement aux phases de l’Oscillation Australe du
Pacifique, mais la faible densité des stations rend les conclusions difficiles. Dans ce domaine, le manque
de données disponibles et de bonne qualité est, comme dans les Andes, un handicap à un travail plus
approfondi. L’utilisation de données issues de modèles ou de satellites devraient permettre d’affiner ces
résultats.

Enfin, on s’interroge sur les excédents généralisés qui se produisent au début des années 1970, aussi bien
en phase ENSO (1972-1973) qu’en phase LNSO (1973-1974).

Figure 7.- Précipitations en années LNSO.

Remerciements : Nous tenons à remercier Léna Sanders (CNRS, équipe P.A.R.I.S.) de ses
suggestions en statistiques et Bertand Duchiron, étudiant en thèse à Paris 7, de son aide pour
l’extraction des données pluviométriques péruviennes du site Web  du CDIAC/ORNL et pour la
cartographie.

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