L'Afrique de l'ouest accuse un fort gradient climatique longitudinal, des régions tropicales humides au Sahara, auquel est associé un gradient en végétation, humidité et température du sol. La compréhension des interactions surface-atmosphère le long de ce gradient climatique est importante pour une meilleure modélisation et prévision du système de mousson. Au sein de ces interactions, l'évapotranspiration apparaît comme un paramètre clé, influant sur le développement temporel et spatial de la couche limite diurne et de la convection profonde.

Les échanges surface-atmosphère durant la mousson présentent une forte variabilité spatio-temporelle associée aux différences de caractéristiques de surface et à la variabilité spatio-temporelle des précipitations. Après un événement pluvieux, on observe une augmentation immédiate de l'évapotranspiration au détriment du flux de chaleur sensible. Durant les jours suivants, l'évapotranspiration participe, avec le drainage, à l'assèchement de la surface, ce qui va engendrer une augmentation du flux de chaleur sensible, jusqu'au prochain événement pluvieux. L'amplitude de la réponse de la surface va dépendre de son humidité, de la végétation et du déficit en eau de l'atmosphère.

Grace aux mesures de flux de chaleur sensibles et latents réalisées dans le cadre du programme African Monsoon Multidisciplinary Analysis (AMMA) pendant plusieurs années, la réponse de la surface à un événements pluvieux a été étudiée sur divers couverts végétaux et à différentes latitudes. Pour ce faire, une série temporelle composite de la séquence de jours suivant un événement pluvieux a été construite pour chacun des types de surface observés (soit 5 au total). L'analyse de la fraction évaporative montre que l'amplitude de la réponse dépend principalement de l'humidité du sol. Par contre, l'assèchement du sol est fonction du type de couvert et de sa zone racinaire. Une distinction nette apparaît entre le sol nu, les couverts composés d'espèces annuelles et pérennes.

Les simulations réalisées dans le cadre du projet AMMA Land Model Intercomparison Project (ALMIP, Boone et al. BAMS 2009) a permis d'évaluer la réponse de la surface à un événement pluvieux telle que simulée par 10 modèles de surface (ou LSM pour land surface model ), LSM dont la plupart sont utilisés dans les modèles actuels de prévision et de climat (.e.g. ISBA, NOAH, JULES, ORCHIDEE). L'utilisation de forçages communs à toutes ces simulations réalisées en mode 'offline' permet de s'affranchir des différences associées aux couplages avec l'atmosphère; les propriétés physiographiques de la surface sont également communes, et issues d'ECOCLIMAP, ainsi que la résolution (0.5 deg x 0.5 deg). De plus, les précipitations et flux radiatifs ont été estimés à partir d'observations satellitaires afin de fournir un cadre de simulation le plus réaliste possible.

Pour chacun des sites de mesures, la série temporelle du pixel LSM le plus proche a été considérée, (elle est disponible à un pas de temps fin, de 3h) et un composite a été construit de la même manière qu'avec les observations, en utilisant les 6 ans de simulation. La comparaison des réponses simulées et observées montre une grande disparité entre les LSM. De plus, cette dispersion augmente avec la latitude, que ce soit pour un sol nu ou pour une couverture végétale. En effet, les modèles ne simulent plus correctement la relation entre l'evapotranspiration et l'humidité du sol lorsque cette dernière est faible. Ainsi, les différences obtenues sont loin de s'interpréter uniquement en termes de différences au niveau de la représentation du fonctionnement de la végétation. Des différences de cet ordre, qui s'accumulent sur plusieurs jours (entre chaque passage pluvieux), sont susceptibles de rétroagir sur la variabilité synoptique et intrasaisonnière simulée dans un modèle couplé surface-atmosphère.