Quel est le cycle hydrologique?

Le cycle de l'eau, ou cycle hydrologique, fait référence à la circulation continue de l'eau dans l'hydrosphère terrestre. L'eau se déplace dans et depuis les divers réservoirs sur, sur et sous la surface de la Terre et, au cours du processus, se transforme en ses diverses phases de solide (glace), liquide (eau) et gaz (vapeur), avec la masse totale de l'eau restant assez constante. Les processus physiques d'évaporation, de condensation, de sublimation, de précipitation, de transpiration et de ruissellement sont responsables du maintien du cycle de l'eau. L'énergie thermique est également échangée au cours du cycle, ce qui permet de stocker et de libérer de la chaleur qui affecte les climats du monde entier. Le cycle de l'eau est essentiel au maintien de la vie sur Terre, car il reconstitue les ressources en eau douce de la planète et tempère les extrêmes climatiques.

Processus physiques impliqués dans le cycle de l'eau

Différents processus physiques agissent en coordination afin de maintenir le cycle de l'eau actif à tout moment. L'évaporation implique la vaporisation de l'eau de la phase liquide, déclenchée par la source d'énergie thermique du rayonnement solaire. L'évaporation peut également être étendue à la transpiration, processus de perte d'eau par les feuilles des plantes, et à la transpiration, qui correspond à la perte d'eau provenant d'animaux dans des conditions de stress thermique. 90% de l'eau atmosphérique provient de l'évaporation et 10% de la transpiration des plantes. La condensation et l'advection font référence à la transformation de vapeurs d'eau évaporées en gouttelettes d'eau liquides en suspension dans l'air sous forme de nuages ​​ou de brouillard, et aux mouvements de cette eau atmosphérique condensée entre l'océan et la terre. L'eau condensée atteint la terre et la surface de l'océan par le processus de précipitation. Certaines précipitations sont sujettes à l’interception du couvert forestier, la végétation terrestre absorbant l’eau avant qu’elle n’atteigne la terre. L'eau qui atteint la terre est sujette au ruissellement (ou à l'eau de fonte dans le cas de la neige) et se déplace à travers la terre vers les océans sous la forme de rivières se jetant dans les mers. Dans le processus, l'eau s'évapore également, s'infiltre dans le sous-sol (dans un processus appelé infiltration dans lequel l'eau s'accumule dans le sol ou même plus profondément dans les aquifères souterrains) ou est extraite par les systèmes racinaires des plantes ou d'autres moyens. L'écoulement souterrain de l'eau se produit sous la terre, et même cela pourrait se retrouver dans les océans ou à la surface du sol via des sources. Une faible quantité de sublimation, impliquant la conversion directe de glace solide en vapeur d'eau, est également observée dans la nature.

Réservoirs d'eau et temps de résidence

Les réservoirs d'eau représentent une région dans laquelle une partie de l'eau participant au cycle de l'eau est stockée pendant un certain temps. Les océans sont les plus grands réservoirs d'eau de la planète, stockant près de 97% des eaux de l'hydrosphère, tandis que les calottes glaciaires et les glaciers en stockent 2% supplémentaires. Les réservoirs d'eau souterrains, les rivières, les lacs, les étangs et les ruisseaux stockent également de faibles pourcentages de l'eau totale de l'hydrosphère, tandis que la teneur en eau trouvée dans les organismes vivants représente le plus petit de tous les réservoirs. Un autre terme important associé au cycle de l'eau est le "temps de résidence", qui est représenté par la formule mathématique suivante:

Temps de résidence = volume du réservoir / (Le débit d'eau est ajouté au réservoir ou quitte le réservoir)

Le temps de résidence représente donc le temps moyen qu'une molécule d'eau passe dans le réservoir et peut être exprimé positivement ou négativement selon que le réservoir subit des pertes nettes ou des gains nets en eau. Par exemple, les eaux souterraines peuvent résider pendant 10 000 ans sous la surface de la Terre avant de quitter le réservoir souterrain, tandis que les eaux atmosphériques existent au maximum 10 jours dans l'atmosphère avant de précipiter sous forme de pluie ou de neige.

Importance du cycle de l'eau et impact des activités humaines

Les climats globaux sont affectés par les changements dans la structure du cycle de l'eau et sont extrêmement sensibles à celui-ci, car ce cycle permet l'échange de chaleur et d'humidité entre les masses continentales et les masses d'eau. L'évaporation de l'eau entraîne le refroidissement de l'environnement, tandis que la condensation réchauffe l'environnement en libérant de l'énergie thermique. La géographie physique de la Terre est également fortement influencée par le cycle de l'eau, car la fonte des glaciers et le ruissellement des rivières creusent des vallées, des pics, des canyons, des lacs et d'autres reliefs vus sur la Terre. Récemment, le cycle de l'eau de la planète s'est intensifié et les taux d'évaporation et de précipitation ont considérablement augmenté. Les activités humaines, telles que la construction de barrages sur les rivières et les cours d'eau, l'extraction des eaux de surface et souterraines pour l'irrigation et d'autres fins, ainsi que la déforestation à grande échelle, ont affecté le fonctionnement du cycle de l'eau de la Terre. Le réchauffement climatique a également eu un impact sur l'hydrosphère en déclenchant la fonte des calottes glaciaires polaires, qui perdent maintenant plus d'eau par évaporation, fonte des neiges et ruissellements que par les précipitations. Cela menace d'élever les niveaux d'eau des océans et d'inonder les villes côtières du monde entier.

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