Le cycle hydrologique

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Introduction

À partir du moment où l’eau est apparue, elle n'a cessé d’être en mouvement et son volume total est demeuré relativement constant. En effet, la quantité initiale d'eau n'a guère augmenté, ni diminué avec le temps. Les mêmes molécules sont continuellement passées des océans et de la surface du sol à l'atmosphère par évaporation, sont tombées sur le sol sous forme de précipitations et sont retournées à la mer par les cours d'eau et les eaux souterraines. Cette circulation incessante s'appelle le « cycle hydrologique ».

Le cycle hydrologique. Vous trouverez des informations détaillées ci-dessous.

La figure montre le cycle hydrologique : l'eau, de l'atmosphère, tombe sur Terre sous forme de précipitation, pénètre dans les eaux de surface ou percole dans la surface de saturation et l'eau souterraine avant de remonter dans l'atmosphère par transpiration et évaporation pour recommencer le cycle.

Évaporation

Chauffées par le soleil, les molécules superficielles de l'eau emmagasinent suffisamment d'énergie pour se libérer de l'attraction qui les lie entre elles, puis elles s'évaporent et montent dans l'atmosphère sous forme de vapeur invisible.

Transpiration

Les feuilles des plantes dégagent aussi de la vapeur d'eau par le phénomène de la transpiration. Une plante en croissance transpire ainsi chaque jour de 5 à 10 fois la quantité d'eau qu'elle peut contenir.

Condensation

Durant son ascension dans l'atmosphère, la vapeur d'eau se refroidit et finit par se condenser, généralement autour de minuscules particules de poussière dans l'atmosphère. En se condensant, elle redevient liquide ou passe directement à l'état solide (glace, grêle ou neige). Ces particules d'eau s'assemblent pour former des nuages.

Précipitations

Les précipitations sous forme de pluie, de neige et de grêle proviennent des nuages.  Ces derniers tournent autour de la Terre grâce à l'action des courants atmosphériques. Par exemple, lorsqu'ils s'élèvent au-dessus de chaînes de montagnes, les nuages se refroidissent et deviennent tellement saturés de gouttelettes d'eau que ces dernières commencent à tomber en pluie, en grêle ou en neige, selon la température de l'air ambiant.

Ruissellement

La pluie ou la fonte des neiges excessives peuvent produire un écoulement de surface vers les ruisseaux et les fossés. Le ruissellement est l'écoulement d'eau que l'on peut voir dans les ruisseaux, les lacs et les cours d'eau lorsque l'eau emmagasinée dans un bassin s'en écoule.

Percolation

Une partie des précipitations et de l'eau provenant de la fonte des neiges s’écoule, percole ou s'infiltre dans les fissures, les joints et les pores du sol et de la roche jusqu'à ce qu'elle atteigne la surface de saturation pour devenir de l'eau souterraine.

Eau souterraine

L'eau souterraine est retenue dans les fissures et les pores. Selon la géologie de la région, elle peut alimenter les cours d'eau. L'eau souterraine peut être puisée au moyen de puits. Parfois très vieille, elle peut être restée au même endroit pendant des milliers d'années.

Surface de saturation

Il s'agit du niveau qu'atteint l'eau dans un puits peu profond.


Le cycle alimenté par le soleil

Le réchauffement de l'eau des océans par le soleil est le processus essentiel qui permet au cycle hydrologique de se perpétuer. L'eau s'évapore et retombe, sous forme de pluie, de grêle, de neige, de neige fondue, de bruine ou de brouillard. Une certaine proportion des précipitations peut s'évaporer ou être interceptée par la végétation avant d'atteindre le sol. Le cycle se poursuit de trois façons différentes :

  • Évaporation et transpiration : au Canada, en moyenne, jusqu’à 40 % des précipitations retournent dans l’atmosphère par évaporation ou transpiration.
  • Percolation dans le sol : l'eau remplit les pores et les fissures du sol et de la roche jusqu'à la surface de saturation. L'eau peut remonter, grâce au processus de diffusion capillaire, ou se déplacer verticalement ou horizontalement sous la surface de la terre jusqu'à ce qu'elle rejoigne des eaux de surface.
  • Ruissellement : l'eau s'écoule à la surface des terres jusqu'aux ruisseaux et aux lacs; plus la pente est prononcée et moins le sol est poreux, plus le volume du ruissellement sera important. Le ruissellement est particulièrement visible en région urbaine. Les rivières se rejoignent pour former à la longue un plus grand cours d'eau qui transportera toute cette eau de ruissellement des sous-bassins vers l'océan.

Le cycle de l'eau crée évidemment un équilibre entre l'évaporation et les précipitations; toutefois, il n'en demeure pas moins qu'une étape du cycle est « gelée » au cours de l'hiver dans les régions plus froides. Au Canada, par exemple, la plus grande partie des précipitations sont simplement emmagasinées sur le sol, sous forme de neige ou de glace. Plus tard, au moment de la fonte des neiges, d'immenses quantités d'eau sont libérées rapidement, ce qui provoque l'important ruissellement printanier et les inondations.

Voir aussi : Les eaux souterraines


L'eau et le climat

L'eau joue non seulement un rôle fondamental dans le système climatique par l'entremise du cycle hydrologique, mais elle est également étroitement liée au climat d’autres façons. Si on regarde la question du point de vue des ressources en eau, il est évident que les réserves d'une région varieront largement en fonction du climat local, à savoir des précipitations et des pertes dues à l'évaporation. Le rôle de l'eau dans le climat n'est peut-être pas aussi évident. Les grands plans d'eau comme les océans et les Grands Lacs tempèrent le climat local, car ils absorbent et relâchent de la chaleur. Les régions voisines connaissent habituellement des hivers plus doux et des étés plus frais que si la masse d'eau à proximité n'existait pas.

En effet, il faut une énorme quantité d'énergie, dans ce cas-ci provenant du soleil, pour que l'eau s'évapore dans l'atmosphère. La chaleur du soleil est piégée dans l'atmosphère terrestre par les gaz à effet de serre, la vapeur d'eau étant de loin le plus abondant uand la vapeur d'eau dans l'air se condense pour donner des précipitations, l'énergie accumulée est relâchée dans l'atmosphère. L'eau douce peut agir sur les changements climatiques dans une cde ces gaz. Qertaine mesure puisqu'elle est stockée dans le paysage sous forme de lacs, de neige, de glaciers, de terres humides ainsi que de cours d'eau et qu'elle renferme une énergie latente. L'eau constitue donc un moyen de transfert et de stockage d'énergie dans le système climatique.

Le cycle de l'eau est aussi un processus clé dont dépend le fonctionnement d'autres cycles. Par exemple, il faut bien comprendre le cycle de l'eau avant d'aborder le sujet des nombreux cycles chimiques dans l'atmosphère.

Voir aussi : L'eau et le changement climatique

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