A3 Perturbations du cycle hydrologique

Topique

Le réchauffement climatique intensifie le cycle hydrologique mondial, principalement parce qu'il augmente la capacité de l'atmosphère à retenir la vapeur d'eau, d'environ 7 % pour chaque degré Celsius d'augmentation de la température. Une atmosphère plus humide peut produire des précipitations plus intenses lorsque les conditions sont réunies pour qu'elles se produisent, même si cela ne signifie pas nécessairement qu'il pleut plus fréquemment. Dans le même temps, le réchauffement pourrait prolonger les périodes de sécheresse dans certaines régions. Le cycle hydrologique évolue ainsi vers des extrêmes contrastés : des épisodes de précipitations plus intenses et des sécheresses plus longues. Lorsque ces changements dépassent la plage de variabilité historique, ils se transforment en perturbations hydrologiques qui modifient l’intensité, la fréquence ou la répartition spatiale de l’eau.

L’une de ces perturbations est l’augmentation des précipitations extrêmes. Une proportion croissante des précipitations totales peut être concentrée en épisodes courts et intenses plutôt que répartie régulièrement dans le temps. Cela augmente les risques d’inondation et réduit la fraction d’eau pouvant être stockée ou utilisée par les bassins, puisqu’une partie importante peut rapidement être transformée en ruissellement.

Une autre perturbation correspond aux sécheresses persistantes et aux mégasécheresses pluriannuelles. Dans les régions subtropicales, ils peuvent être favorisés par des changements dans la circulation atmosphérique, notamment l'expansion de la cellule de Hadley et le déplacement des zones de haute pression subtropicales. La descente d’air associée à ces régions inhibe la formation des précipitations, leur déplacement peut donc étendre les conditions sèches à des territoires auparavant moins exposés et contribuer à prolonger les périodes de déficit hydrique.

Les moussons régionales pourraient également être modifiées. Son comportement dépend en grande partie du contraste thermique entre les continents et les océans et de la quantité d'humidité disponible dans l'atmosphère. Les changements dans ce gradient thermique peuvent modifier la circulation de mousson, tandis qu'une atmosphère avec une teneur plus élevée en vapeur d'eau a plus d'humidité pour alimenter les précipitations. Cette combinaison peut modifier à la fois l’intensité et la répartition temporelle des pluies de mousson, avec des conséquences importantes pour les régions qui en dépendent.

Une quatrième perturbation est associée au retrait des glaciers de montagne. Ceux-ci stockent l’eau et en rejettent une partie de façon saisonnière, contribuant ainsi à réguler les débits de nombreux bassins, dont les bassins andin et asiatique. À mesure que son volume diminue, cette fonction régulatrice s'affaiblit. L'approvisionnement en eau peut augmenter temporairement lors des phases de forte fonte, mais diminue ensuite à mesure que la réserve glaciaire diminue, rendant l'approvisionnement en eau douce plus dépendant et vulnérable à la variabilité des précipitations.

Ces transformations ne sont pas complètement indépendantes. L’augmentation de la vapeur d’eau peut favoriser des précipitations et une convection plus intenses, tandis que la libération et la redistribution de la chaleur associée à la convection influencent la circulation atmosphérique à grande échelle. Les changements de circulation peuvent à leur tour modifier les régions où prédominent les systèmes de précipitations, de sécheresse et de mousson. Une interaction entre l’humidité, les précipitations et la circulation atmosphérique s’établit ainsi qui peut produire des réponses régionales complexes et non linéaires.

Globalement, l’intensification du cycle hydrologique ne signifie pas simplement disposer de plus d’eau. Des précipitations extrêmes peuvent concentrer de gros volumes sur des périodes trop courtes pour être stockées efficacement, tandis que des sécheresses prolongées, des perturbations liées à la mousson et la perte des réserves glaciaires peuvent réduire ou rendre les approvisionnements moins prévisibles pendant d'autres périodes. Le réchauffement climatique peut donc simultanément intensifier les excès et les déficits en eau, rendant la disponibilité de l’eau douce moins régulière et moins fiable, précisément dans les régions les plus dépendantes de la stabilité du cycle hydrologique.

ID:807