Le cycle hydrologique joue un rôle essentiel en fournissant continuellement des précipitations d’eau douce à la terre tout en maintenant les niveaux d’eau, à la fois à la surface de la Terre et dans les aquifères souterrains. La cohérence dans le cycle est nécessaire pour maintenir la vie. Bien sûr, chacune des régions de la Terre reçoit une quantité différente de précipitations. Les déserts côtiers du Chili et de la Namibie, par exemple, reçoivent moins de 5 mm de précipitations par an, tandis que les forêts tropicales humides connaissent environ 2 000 mm de précipitations par an. La figure 8 montre les précipitations annuelles moyennes réparties sur la Terre.

Figure 8 : Précipitations annuelles moyennes mondiales. 1

Remarquez les modèles qui émergent de cette carte. Les régions les plus proches de l’équateur reçoivent d’importantes quantités de précipitations, tandis que certaines des régions les plus sèches du monde sont situées à 30 degrés au nord et au sud de l’équateur.

Il existe de nombreux facteurs qui déterminent la quantité de précipitations qu’une région recevra. Un facteur important est le modèle climatique mondial entraîné par la différence de température entre l’équateur et les pôles. À l’équateur, la Terre reçoit un rayonnement solaire intense, provoquant une augmentation de l’évaporation. Cet air humide et chaud s’élève, se refroidissant et se condensant pour former des nuages qui produisent des précipitations abondantes dans les régions équatoriales (donc, les régions équatoriales sont chaudes et humides). Une fois que la masse d’air montante perd son eau, la faisant refroidir encore plus, elle devient plus dense et a donc une pression d’air plus élevée. . Cet air dense et à haute pression circule au nord ou au sud et s’enfonce à 30 degrés au nord ou au sud de l’équateur. La chute de l’air sec se réchauffe à mesure qu’il descend, formant les principales régions désertiques du monde telles que le Sahara, l’Atacama et le Namib à 30 degrés de latitude nord et sud. Ces courants d’air sont appelés les cellules Hadley (voir la figure 9), du nom de George Hadley qui a émis l’hypothèse de leur existence dans les années 1700.

Figure 9 : Figure 9 : Vue 3D des modèles aériens mondiaux. Cela représente les principaux modèles de flux d’air sur la terre et comment ils distribuent la chaleur de l’équateur aux pôles. Les flèches rouges représentent de l’air chaud près de la surface de la terre (vents de commerce), et les flèches bleues représentent des courants d’air plus frais qui sont plus élevés en altitude. Les tubes bleu clair de l’air qui comprennent à la fois des flèches rouges et bleues ensemble sont appelés cellules Hadley. 2

Comme les fluides, l’air s’écoule dans les régions à faible pression et s’écoule des régions à plus forte pression. Alors que l’air monte à l’équateur, la montée de l’air laisse une légère pression négative (effet de vide) à la surface de la terre. Pour cette raison, l’air dans les régions subtropicales de 30°N et 30°S (zones à haute pression) a tendance à se déplacer vers l’équateur et les pôles (zones de basse pression ; voir les flèches rouges représentant les alizés NE et SE à la figure 9). Ce processus influence également les régimes pluviométriques. Par exemple, l’air qui se déplace vers le nord à partir du haut subtropical (30°N) rencontre un air polaire froid et dense qui se déplace vers le sud. L’endroit où ils entrent en collision est appelé le front polaire. Les masses d’air qui entrent en collision s’élèvent et forment des nuages, ce qui entraîne une grande partie des précipitations au-dessus de l’Amérique du Nord et de l’Europe.

Eau et Biomes

Les différences régionales dans le climat et le cycle hydrologique déterminent grandement la qualité et la variété des organismes dans un endroit particulier. En partie grâce à la distribution régulière de l’eau de pluie sur les masses terrestres de la Terre, les grands écosystèmes régionaux appelés biomes ont évolué au fil du temps. Les biomes sont caractérisés par leur quantité de précipitations annuelles, leur température annuelle moyenne et les principaux types de végétation. Vous vous souviendrez de la discussion sur les biomes lorsque vous avez étudié la biodiversité au chapitre 1.

Figure 10: Biomes du monde. 3

Dans la figure 10, les régions vert foncé le long de l’équateur indiquent le biome de la forêt tropicale humide du monde, tandis que les régions ombragées bleues intermédiaires à environ 60°N indiquent la taïga, ou biome forestier de conifère nordique. Les deux biomes reçoivent suffisamment d’eau pour soutenir les arbres, mais les forêts tropicales de pluie profitent d’une année chaude, tandis que la taïga a un long hiver froid, ce qui réduit la croissance totale des plantes et la biodiversité. Les nuances sombres et claires du saumon indiquent des régions sèches et désertiques avec trop peu d’eau pour soutenir les grandes plantes comme les arbres. La couleur brune indique des régions plus peu végétalisées, y compris les terres arbustives, les prairies, les savanes.

Questions à considérer

  • Imaginez si toute la zone de la forêt amazonienne (5,5 millions de kilomètres carrés) a été déboisée. Quel effet cela aurait-il sur le cycle hydrologique ?
  • Quels facteurs physiques régissent le cycle de l’eau de la Terre ?