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Keywords:

  • ENSO;
  • fluctuations;
  • mara-serengeti;
  • NDVI;
  • rainfall;
  • temperature

Abstract

Understanding long-term climatic variability is basic to wise management and conservation of biodiversity. We analysed temporal variations in the local rainfall, temperature, Normalized Difference Vegetation Index and the hemispheric El Niño-Southern Oscillation (ENSO), using the Southern Oscillation Index and how they co varied in the Mara-Serengeti ecosystem of Kenya and Tanzania. Local rainfall showed a striking temporal variability and an evident 5-year quasi-periodicity in the ecosystem. Severe droughts were a recurrent/persistent feature of the ecosystem but extreme floods were relatively infrequent. The timings of droughts and floods coincided with strong episodes in the activities of the ENSO phenomenon. Above-average rainfall often accompanied cold ENSO episodes and below-average rainfall warm ENSO events, contrary to past generalizations suggesting that warm ENSO events are only associated with above-average rainfall whereas cold ENSO events with below-average rainfall in equatorial East Africa. Both minimum and maximum temperatures were below-normal during cold ENSO episodes and above-normal during warm ENSO events. Rising temperatures and declining rainfall throughout the 1990s and early 2000s, with unprecedently prolonged and strong ENSO episodes, engendered progressive habitat desiccation and reduction in vegetation production in the ecosystem. This exacerbated the debilitating effects of adverse weather on local plant and animal communities, resulting in high mortalities of ungulates.

Résumé

Une bonne compréhension de la variabilité climatique à long terme est à la base d’une sage gestion et d’une bonne conservation de la biodiversité. Nous avons analysé les variations temporelles des chutes de pluie locales, des températures, l’indice de végétation (NDVI) et le phénomène ENSO (El Niño - oscillation australe de la pression atmosphérique) en utilisant l’Indice d’oscillation australe (IOA) et avons étudié comment ils covariaient dans l’écosystème Mara-Serengeti, au Kenya et en Tanzanie. Les chutes de pluie locales présentent une variabilité frappante et une quasi-périodicité de cinq ans évidente dans cet écosystème. De graves sécheresses y sont une caractéristique récurrente autant que persistante mais les inondations sérieuses y sont relativement rares. Le timing des sécheresses et des inondations coïncidait avec les épisodes les plus actifs du phénomène ENSO. Les chutes de pluie dépassant la moyenne accompagnaient les épisodes froids d’ENSO, et celles sous la moyenne les épisodes chauds, contrairement à ce que suggéraient les généralisations antérieures selon lesquelles les événements ENSO chauds ne sont associés qu’à des chutes de pluie supérieures à la moyenne et les événements froids à des chutes de pluie inférieures à la moyenne dans l’Est de l’Afrique équatoriale. Les températures maximales et minimales se situent sous la normale pendant les épisodes froids d’ENSO, et au-dessus de la normale pendant les épisodes chauds. La montée des températures et la diminution des chutes de pluie au cours des années 1990 et début 2000, avec des épisodes ENSO particulièrement prolongés et marqués, ont entraîné un dessèchement progressif de l’habitat et une réduction de la production végétale dans l’écosystème. Cela a accentué les effets débilitants d’un climat néfaste sur les communautés animales et végétales locales, avec une forte mortalité chez les ongulés.