mémoire - Centre National de Recherches Météorologiques

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Fig. 2.1: Schématisation du cycle de l’eau (d’après Oki et Kanae 2006). Les flux annuels et les principaux
réservoirs sont synthétisés à partir de différentes sources. On notera en particulier la faible capacité du réservoir
fluvial dans lequel nous puisons l’essentiel de l’eau douce nécessaire à nos usages domestiques, industriels ou
agricoles, ce qui souligne la vulnérabilité des ressources à une faible variation des précipitations continentales.
Avec ses 27,5 milliards de m 3 , la cryosphère terrestre représente le principal réservoir d’eau à
la surface des continents et l’essentiel des réserves d’eau douce. La neige représente un stockage
temporaire des précipitations solides à la surface du sol, appelé à disparaître au printemps, lorsque la
végétation aura précisément besoin d’eau pour se développer. Le gel hivernal immobilise quant à lui
une partie de l’humidité du sol, qui sous forme solide ne peut plus être extraite par la transpiration des
plantes ou drainée vers le sol profond et/ou les nappes phréatiques. Dans les régions péri-glaciaires le
sol reste gelé à longueur d’année : on parle alors de pergélisol. Les glaciers représentent un troisième
réservoir d’eau sous forme solide. Leur bilan de masse, outre les termes classiques d’accumulation, de
fonte et de sublimation, inclut des effets mécaniques correspondant à des écoulements vers l’aval sous
l’effet de la gravité. Ainsi, la présence de glace n’est pas nécessairement synonyme de températures
inférieures à 0°C. Le glacier fond au contact du sol, donnant naissance à un écoulement qui va évacuer
cette eau vers l’aval, et ainsi représenter une source d’eau douce parfois vitale à l’échelle régionale.
Les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique constituent le dernier et principal réservoir de la
cryosphère terrestre. L’épaisseur de glace peut y atteindre quelques milliers de mètres. La vitesse
d’écoulement de cette glace est généralement faible, si bien que les strates les plus profondes
représentent de véritables archives des climats du passé.
Dans l’atmosphère, l’eau est essentiellement présente sous forme gazeuse. Si l’on pouvait
condenser toute la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère à un instant donné, le volume occupé
serait seulement de 13.000 km 3 , soit environ 75 fois les réserves maximales du barrage d’Assouan. La
vapeur d'eau atmosphérique est néanmoins l’élément prépondérant du cycle hydrologique car elle
permet les changements de phase et les échanges énergétiques associés, en plus du rôle essentiel
qu’elle joue dans le bilan radiatif. A ce titre, elle représente une des composantes majeures à prendre
en compte pour l’étude du climat et de son évolution. Ce rôle climatique s’exerce à travers deux
propriétés principales de l’eau vapeur et de l’eau liquide : d’une part l’absorption et la libération de
chaleur latente au moment de l’évaporation et de la condensation, que ce soit aux interfaces avec
l’océan et les surfaces continentales ou au sein de l’atmosphère elle-même ; d’autre part la réflexion, la