Cycle de l'eau

Le cycle de l'eau (également appelé cycle hydrologique) est le mouvement constant de l'eau sur, au-dessus et au-dessous de la surface de la terre. Il est constitué d'une série de processus : l'eau s'évapore des océans et finit par se condenser et se précipiter sur la terre avant de retourner à nouveau dans les océans par diverses voies telles que le ruissellement des rivières et l'évacuation directe des eaux souterraines.

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Table des mateères

    Le mouvement de l'eau dans le cycle hydrologique mondial

    La quantité d'eau sur terre est limitée et c'est pourquoi il s'agit d'un système fermé. Cela signifie que l'eau ne peut ni quitter ni entrer sur la terre et dans son atmosphère. Les trois composantes du cycle sont les réserves, les flux et les processus.

    Cycle de l'eau Cycle global de l'eau, StudySmarter
    Fig. 1 - Schéma du cycle global de l'eau

    Comme tu peux le voir sur le diagramme ci-dessus, la nature et la forme de l'eau changent en permanence. Les réserves d'eau mondiales comprennent les lacs, les océans, les aquifères (lacs souterrains) et la cryosphère (glaciers, couches de glace). L'eau mondiale peut prendre la forme d'eau, de vapeur, de glace, d'eau salée ou d'eau douce. Deux processus sont à l'origine de ce cycle.

    • L'énergie solaire : L'énergie du soleil qui chauffe l'eau, ce qui provoque l'évaporation (l'eau se transforme en vapeur ou en gaz) ou la transpiration (mouvement de l'eau à travers les plantes).
    • Énergie potentielle gravitationnelle : La façon dont l'eau accélère sous l'effet de la gravité, qui la transporte vers la rivière, puis vers la mer. L'eau s'infiltre également dans le sol, puis voyage à travers les fissures des roches sous forme d'eau souterraine.

    Comme il y a plus d'évaporation en raison du réchauffement climatique, il y a plus d'humidité dans l'atmosphère. Cela peut entraîner une augmentation de la condensation lorsque l'air se refroidit, ce qui se traduit par des précipitations plus importantes. Dans certains endroits, cela entraîne une augmentation de la couverture nuageuse et des précipitations au fur et à mesure que le climat change.

    L'énergie potentielle gravitationnelle dans le cycle de l'eau

    L'énergie potentielle gravitationnelle est ce qui fait avancer l'eau dans le système dans une séquence d'entrées, de sorties, de réserves et de flux.

    • Le système est continu, les sorties régissant les entrées, car rien ne se perd ni ne se gagne.
    • Il y a des changements dans les zones climatiques de la planète affectés par le changement climatique. Cela signifie que certaines réserves s'épuisent. Par exemple, la glace des régions polaires et des glaciers de montagne fond sans se reconstituer.
    • Dans les zones qui se réchauffent, la surface du sol s'assèche car l'évaporation augmente. La circulation de l'air à l'échelle mondiale transporte cette vapeur supplémentaire vers des zones plus fraîches, où elle se condense en nuages et en précipitations.

    Stockage dans le cycle de l'eau

    Cycle de l'eau, réserves d'eau, StudySmarterFig. 2 - Où se trouve l'eau dans les réserves mondiales ?

    Bien que la quantité d'eau contenue dans les réserves fluctue, chaque réserve a une taille relative. Comme le montre le graphique ci-dessus, 96,5 % de l'eau se trouve dans les océans, 2,5 % dans l'eau douce et 0,9 % dans d'autres sources d'eau salée. La plus grande partie de l'eau douce se trouve dans la cryosphère (glaciers et calottes glaciaires) et la plus grande partie de l'eau de surface se trouve dans la glace souterraine et le pergélisol.

    Les flux

    Le transfert de l'eau à l'échelle mondiale par des flux d'un magasin à l'autre est connu sous le nom de flux. Ces flux varient en fonction de la température et de la saison. La variation est connue sous le nom de flux annuels.

    Le budget mondial de l'eau

    L'océan perd plus d'eau dans l'atmosphère par évaporation qu'il n'en reçoit par précipitation, alors que c'est l'inverse pour les masses continentales. Le ruissellement de surface comble la différence que l'on appelle l'équilibre. Si l'équilibre était perturbé, les océans recevraient plus d'eau et les continents s'assécheraient. Cet équilibre s'appelle le bilan hydrique mondial et empêche cette situation de se produire. L'eau ne reste pas longtemps dans l'atmosphère. Son temps de séjour y est court, alors qu'elle réside plus longtemps dans l'océan.

    L'importance des tropiques

    L'importance des Tropiques vient du fait que la plupart des précipitations mondiales y sont créées, dans la zone de convergence intertropicale (ZCIT). Cela signifie qu'il s'agit du plus grand flux de transfert d'eau des océans vers la terre. Les angles abrupts du soleil au-dessus des océans tropicaux provoquent une forte évaporation. Les alizés transportent la vapeur d'eau vers la ZCIT où de forts courants de convection soulèvent l'air qui se refroidit et se condense en nuages. Ces flux atmosphériques d'humidité sont appelés rivières troposphériques.

    Selon l'emplacement des ZCIT, les précipitations peuvent changer radicalement dans les pays équatoriaux. Cela peut entraîner des sécheresses ou des inondations, comme la sécheresse catastrophique au Brésil en 2014-2015, qui sera abordée dans l'article sur les sécheresses.

    Cycle de l'eau, ITCZ, StudySmarterFig. 3 - Emplacement de la ZCIT sur la carte du monde en juillet par rapport à janvier.

    L'importance des régions polaires

    L'importance des régions polaires vient du fait que les deux tiers de l'eau douce de la Terre y sont enfermés, dans la cryosphère, sous forme de calottes glaciaires et de glaciers. Ces régions contribuent à la circulation de l'eau et au transfert de chaleur à travers le monde, entraînant le cycle hydrologique global. Cela déclenche une circulation océanique appelée circulation thermohaline, également connue sous le nom de tapis roulant mondial.

    Cycle de l'eau, circulation thermohaline, StudySmarterCirculation thermohaline. Source : Robert Simmon, NASA (Domaine public)

    L'eau fossile

    Sous la calotte glaciaire du Groenland et sous le désert du Kenya se trouvent des réserves d'eau appelées aquifères. Il s'agit d'anciennes réserves d'eau douce inexploitées qui existent dans les régions polaires et sous de nombreux déserts.

    Qu'est-ce que l'insécurité hydrique et quelle en est la cause ?

    L'insécurité de l'eau est l'absence d'une source d'eau fiable dont la qualité et la quantité sont suffisantes pour répondre aux besoins de la population et de l'environnement locaux. La cause est souvent liée à la pénurie d'eau, qui est le déséquilibre entre la demande et l'offre. Cela peut être dû à une pénurie physique ou à une pénurie économique. L'un des moyens de lutter contre l'insécurité de l'eau consiste à gérer l'approvisionnement en eau à l'aide de l'ingénierie dure. Nous y reviendrons dans l'article consacré à la gestion de l'approvisionnement en eau.

    Le changement climatique et le cycle de l'eau

    Le changement climatique affecte les précipitations et le risque d'inondation au Royaume-Uni augmente, comme le montre l'article sur les inondations. À l'échelle mondiale, certaines régions connaîtront des excédents dans le cycle de l'eau et d'autres des déficits. Des études de cas telles que le Sahel, qui connaît des années plus humides, pourraient permettre de reverdir le désert, tandis que la sécheresse qui sévit en Californie pourrait conduire à des terres qui ne peuvent plus être utilisées pour l'agriculture. Des recherches ont été menées pour tenter de prédire le changement climatique et de cartographier les incertitudes, en comparant les modèles météorologiques et les systèmes de pression des années passées. Nous y reviendrons dans l'article sur le changement climatique.

    Principaux enseignements

    • Le cycle hydrologique mondial est un système fermé : l'eau ne peut ni quitter ni pénétrer la terre et son atmosphère.
    • Les trois composantes du cycle sont les réserves, les flux et les processus.
    • L'énergie potentielle gravitationnelle est ce qui fait avancer l'eau dans le système dans une séquence d'entrées, de sorties, de réserves et de flux. Si l'équilibre était perturbé, les océans recevraient plus d'eau et les continents s'assécheraient. Cet équilibre s'appelle le bilan hydrique mondial et empêche que cela ne se produise.
    • Les tropiques et les régions polaires jouent un rôle important dans le cycle hydrologique mondial. C'est dans les premiers que se trouvent les flux atmosphériques d'humidité appelés rivières troposphériques, et dans les seconds que commence la circulation océanique connue sous le nom de circulation thermohaline.
    Questions fréquemment posées en Cycle de l'eau
    Qu'est-ce que le cycle de l'eau ?
    Le cycle de l'eau est le processus par lequel l'eau circule entre la surface terrestre, l'atmosphère et les océans sous forme de gaz, liquide et solide.
    Quelles sont les principales étapes du cycle de l'eau ?
    Les principales étapes du cycle de l'eau sont l'évaporation, la condensation, les précipitations et l'infiltration.
    Pourquoi le cycle de l'eau est-il important ?
    Le cycle de l'eau est important car il régule la disponibilité de l'eau douce, influence le climat et soutient la vie sur Terre.
    Comment la pollution affecte-t-elle le cycle de l'eau ?
    La pollution peut contaminer l'eau, perturber les écosystèmes et rendre l'eau potable rare, affectant ainsi l'ensemble du cycle de l'eau.

    Teste tes connaissances avec des questions à choix multiples

    La quantité d'eau sur Terre est infinie.

    Quels sont les deux éléments fondamentaux qui régissent le cycle de l'eau ?

    Plus de 95 % de toute l'eau est stockée dans :

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