Niger-HYPE

Niger-HYPE är en hydrologisk modell av Nigerflodens avrinningsområde i Västafrika.

Nigerfloden

Nigerfloden är Västafrikas största flod, med ungefär 100 miljoner invånare i dess avrinningsområde. Många av dessa lever i fattigdom. Området täcker nio länder med en enorm variation i klimat och geografi (Figur 1).

Floden är en viktig naturresurs – ofta ett levebröd – speciellt i Mali och Niger. Regionen har dessutom utpekats som ett särskilt känsligt område för klimatförändringar.

Figur 1. Årsmedelnederbörd i Nigerflodens avrinningsområdein.
Figur 1. Årsmedelnederbörd i Nigerflodens avrinningsområde (1979-2009, baserat på WFDEI).
Förstora Bild

Niger-HYPE modellen

Niger-HYPE utvecklas genom det SIDA-finansierade utvecklingsforskningsprojektet ”Building resilience to floods and droughts in the Niger River basin – hydrological predictions for sustainable water use and climate change adaptation”, samt EU FP7 projektet IMPACT2C.
 
Forskningssyftet i dessa projekt är att undersöka möjligheten att representera och kvantifiera de dominerande hydrologiska processerna i Nigerfloden med HYPE modellen, samt att studera möjliga effekter av klimatförändringar på hydrologin i området.

Metodiken bygger på en deltagande process som har som mål att maximera användandet av svenska och västafrikanska experters kunskap i det gemensamma skapandet av ett anpassat modellverktyg över Nigerflodens avrinningsområde. Detta innebär bl.a. att använda öppen kod och öppna data, och att dela modellutveckling och analys (Figur 2).

Vi tror att denna process kommer stärka det lokala ägandeskapet och möjliggöra framtida modellförbättringar och applikationer utan att nödvändigtvis involvera externa aktörer. Detta kan underlätta för människorna i regionen att själva förvalta och anpassa vattenresurserna på ett hållbart sätt.

Figur 2. Användarinteraktion i Mali, Niger och Sverige
Figur 2. Exempel på kollaborativa forskningsaktiviteter och användarinteraktion i Mali, Niger och Sverige.
Förstora Bild

    Simuleringen av det inre Nigerdeltat i Mali är ett exempel på hur det nära samarbetet har påverkat modellen positivt. Den ursprungliga HYPE-koden anpassades till de lokala hydrologiska förhållandena genom att en rutin lades till som simulerar våtmarksdynamik och temporära sjöar, vilket förbättrade modellen betydligt (Figur 3).

Denna anpassning var endast möjligt genom att kombinera processförståelsen hos västafrikanska forskare med det tekniska kunnandet hos svenska forskare.

Vattenföring nedströms Nigers inre delta -  förbättring med våtmarksrutin..
Figur 3: Daglig vattenföring vid Tossaye stationen, nedströms det inre Nigerdeltat, simulerat med (grönt) och utan (röd) våtmarksrutinen i förhållande till observationer (svart).
Förstora Bild

    Niger-HYPE modellen används för närvarande till att studera de potentiella effekterna av klimatförändringar på översvämning, torka och andra vattenrelaterade fenomen; och till att koppla dessa till klimatanpassningsstrategier i Västafrika (Figur 4).

Vi utforskar även möjligheten att använda verktyget till vattenförvaltning, utbildning och till operationell hydrologisk varningstjänst tillsammans med nyckelinstitutioner i regionen.

Figur 4 Resultat fån Niger-HYPE
Figur 4. Sjöar, dammar, flodsystem och de 56 vattenföringsstationerna som användes i kalibreringen och valideringen av Niger-HYPE 2.0 modellen. (a,b) Observerad och modellerad vattenföring vid Koulikoro och Onitsha stationerna, medelårscykler för 1979-2009. NSE står för ”Nash-Sutcliffe Efficiency” och RE för relativt fel i vattenvolym. (c,d) Projicerade förändringar i medelvattenföring varje månad till följd av klimatförändringar. Linjerna representerar medianen och ytorna representerar spannet av tre projektioner från bias-korrigerade MENA-CORDEX projektioner för emissionsscenarierna RCP4.5 (MB4) och RCP8.5 (MB8). (e) Projicerade förändringar i längd (Days<Prc10) och intensitet (Mean<Prc10) av jordbruksrelaterad vattenbrist (baserat på den dagliga markvattennivån beräknat som en fraktion av fältkapaciteten i rotzonen).
Förstora Bild