Le cycle hydrologique
Le cycle hydrologique est la circulation continue de l'eau entre l'atmosphère, la surface terrestre et les océans par évaporation, précipitations, ruissellement et stockage, conservant l'eau à l'échelle mondiale tout en la redistribuant dans l'espace et dans le temps.
Definition
Le cycle hydrologique est le système de voies et de réservoirs par lesquels l'eau se déplace et est stockée sur Terre, régi par la conservation de la masse : sur toute région et période, les précipitations sont égales à l'évapotranspiration plus le ruissellement plus le changement de stockage.
Scope
Ce domaine couvre les flux et les réservoirs qui constituent le cycle mondial de l'eau : les précipitations comme apport à la terre, l'évaporation et la transpiration comme retour principal à l'atmosphère, l'infiltration qui partitionne l'eau à la surface du sol, et la comptabilité du bilan massique qui relie ces flux aux changements de stockage. Il traite du cycle à des échelles allant de la colonne de sol au globe entier, tandis que les processus détaillés des cours d'eau et des aquifères sont développés dans les domaines des eaux de surface et des eaux souterraines.
Sub-topics
Core questions
- Quels sont les principaux flux et réservoirs du cycle mondial de l'eau, et quelle est leur ampleur ?
- Comment l'équation du bilan hydrique exprime-t-elle la conservation de la masse pour une région ?
- Qu'est-ce qui contrôle la proportion des précipitations qui retourne à l'atmosphère par rapport à celle qui ruisselle ou recharge les réserves ?
- Comment le cycle hydrologique évolue-t-il dans un climat qui se réchauffe ?
Key concepts
- Précipitations, évaporation, transpiration, ruissellement
- Réservoirs et temps de résidence de l'eau
- Équation du bilan hydrique
- Partitionnement de l'évapotranspiration
- Infiltration et stockage
- Flux d'eau douce renouvelable
Key theories
- Conservation de la masse (bilan hydrique)
- Sur un volume de contrôle et une période de temps définis, le bilan hydrique stipule que les apports (précipitations) sont égaux aux sorties (évapotranspiration plus ruissellement) plus le changement de stockage ; cette comptabilité sous-tend presque toute l'hydrologie quantitative.
- Partitionnement du cycle mondial de l'eau
- Les estimations du cycle mondial quantifient comment les précipitations mondiales, globalement fixes, sont réparties entre l'océan et la terre, et comment les précipitations continentales se divisent en évapotranspiration et ruissellement, encadrant ainsi l'eau douce renouvelable disponible pour la société.
Clinical relevance
Le cycle de l'eau détermine l'approvisionnement en eau douce renouvelable qui soutient les écosystèmes, l'agriculture et l'approvisionnement en eau ; la compréhension de ses flux est essentielle à la prévision des sécheresses et des inondations, à la planification des ressources en eau et à l'évaluation de la manière dont le changement climatique modifie les précipitations et l'évaporation.
History
La compréhension quantitative du cycle de l'eau est passée des premières observations selon lesquelles les rivières sont alimentées par les précipitations (Perrault et Mariotte au XVIIe siècle), à la mesure de l'évaporation et des précipitations, jusqu'aux estimations mondiales modernes issues des satellites, de la réanalyse et des modèles de surface terrestre qui permettent de boucler le bilan aux échelles continentale et mondiale.
Key figures
- S. Lawrence Dingman
- Wilfried Brutsaert
Related topics
Seminal works
- dingman2015
- brutsaert2005
- oki2006
Frequently asked questions
- L'eau est-elle créée ou détruite dans le cycle hydrologique ?
- Non. Le cycle conserve la masse : l'eau change de phase et de localisation, mais la quantité totale est effectivement constante à l'échelle humaine, c'est pourquoi l'équation du bilan hydrique est si centrale en hydrologie.
- Pourquoi seule une fraction des précipitations devient-elle un écoulement de cours d'eau ?
- Une grande partie des précipitations tombant sur terre retourne à l'atmosphère par évaporation et transpiration végétale, et une partie s'infiltre dans le sol et les réserves d'eau souterraine ; seul le reste devient du ruissellement, la répartition dépendant du climat, de la végétation, des sols et de la topographie.