Cycle de l’eau et changements climatiques - Eaux, villes et changements climatiques

Cycle de l’eau¶

L’eau est la seule substance qu’on trouve sur la terre à l’état naturel sous trois formes : solide, liquide et gazeuse. Une fois évaporée, une molécule d’eau passe environ 10 jours dans l’atmosphère. L’eau douce, soient les lacs, les cours d’eau, la neige, la glace et les aquifères ne renferment que 2,5 % de l’eau du monde contre 97,5 % pour l’eau salée, soient les océans et les mers Gouvernement du Canada, 2023.

Au Québec, 12 % du territoire est recouvert d’eau douce. Avec ses dizaines de milliers de rivières et plus de trois millions de plans d’eau, le Québec possède 3 % des réserves en eau douce renouvelables de la planète, et près de 40 % de toute cette eau se concentre dans le bassin hydrographique du fleuve Saint-Laurent! Ce privilège s’accompagne toutefois d’une grande responsabilité : celle de faire de notre mieux afin de préserver cette richesse collective Ministère de l’Environnement, de la Lutte contre les changements climatiques, de la Faune et des Parcs, 2022.

Schéma du cycle de l'eau — L’énergie solaire provoque l’**évaporation** des molécules d’eau liquide des lacs, cours d’eau, mers et océans. De plus, l’eau absorbée par le sol et par les végétaux est évaporée, c’est ce qu’on appelle l’**évapotranspiration**.

Explications du cycle de l’eau¶

Transcription

Définitions¶

Exercice 1¶

from jupyterquiz import display_quiz

exercice1=[{
        "question": "Quelles descriptions des phénomènes liés au cycle de l’eau sont exactes?",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "La condensation est le processus de transformation de la vapeur en eau liquide.",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "L’infiltration est le mouvement et la percolation de l’eau à travers les couches du sol sous l’effet de la gravité.",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "La condensation est le processus de transfert d'une quantité d'eau vers l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau par les nappes d'eau de surface.",
                "correct": False,
                "feedback": "Non, c'est plutôt l’évaporation qui est le processus de transfert d'une quantité d'eau vers l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau par les nappes d'eau de surface."
            },
            {
                "answer": "L’évaporation est l’eau précipitée s’écoulant à la surface du sol sans s’y infiltrer ou s’évaporer.",
                "correct": False,
                "feedback": "Non, c'est plutôt le ruissellement qui est l’eau précipitée s’écoulant à la surface du sol sans s’y infiltrer ou s’évaporer."
            },
            {
                "answer": "L’évapotranspiration est le processus de transfert d'une quantité d'eau vers l'atmosphère sous forme de vapeur d'eau par l'évaporation au niveau du sol et par la transpiration des plantes.",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "Le ruissellement est minimisé en ville, car les sols sont généralement perméables.",
                "correct": False,
                "feedback": "Non, le ruissellement n'est pas minimisé, mais accentué en ville, car les sols sont mis à nu et sont souvent recouverts de surfaces imperméables."
            }
        ]
    }]
display_quiz(exercice1)

Conséquences des changements climatiques¶

Selon les études et rapports du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, le GIEC, il faut limiter la hausse des températures moyennes dans le monde bien en-dessous de 2°C, et idéalement à 1,5°C afin d’éviter les conséquences les plus désastreuses. Toutefois, la situation actuelle est celle-ci : depuis 1850, la température moyenne a augmenté de 1,1°C et, malgré les engagements pris à Kyoto en 1997 ou à Paris en 2015, la hausse des températures va se poursuivre. D’ici la fin du siècle, elle pourrait approcher les 3°C.

La vapeur d’eau est le plus important des gaz à effet de serre. La vapeur d’eau est l’eau contenue dans l’air. Bien qu’elle ne soit pas un contaminant à retirer, elle peut engendrer une boucle d’intensification du réchauffement planétaire. En effet, l’augmentation de la température amène plus de vapeur d’eau et celle-ci contribue à augmenter la température. D’une part, plus la température augmente, plus l’eau à la surface de la Terre s’évapore dans l’air. Autrement dit, plus l’air est chaud, plus il absorbe d’humidité. Pour chaque degré de réchauffement, l’air peut retenir 7% d’eau en plus. D’autre part, plus il y a de vapeur d’eau, donc d’évaporation, plus la température augmente. Pour chaque degré de réchauffement à la surface du globe, l’augmentation de l’évaporation, notamment des océans, en est responsable de la moitié.

La vapeur d’eau est un puissant gaz à effet de serre et ce n’est pas une mauvaise chose en soi. Elle a participé à l’effet de serre naturel qui a rendu la terre habitable pendant des millions d’années. Par contre, combinée aux trop importantes émissions de CO₂, ses effets sont considérablement amplifiés.

L’augmentation des températures provoque la fonte de la banquise et cette fonte contribue à augmenter la température. Il s’agit d’une autre boucle d’intensification du réchauffement planétaire. Les banquises arctique et antarctique agissent comme un bouclier protecteur, car elles reflètent jusqu’à 90 % des rayons du soleil. En fondant, il n’y a plus de glace sur l’océan, mais plutôt de l’eau. Puisque l’eau est sombre, elle absorbe jusqu’à 90 % de la lumière du soleil. Ainsi, l’eau se réchauffe et la glace fond encore plus.

Quand il y a plus de précipitations à certains endroits, il y a davantage de sécheresses ailleurs. Partout dans le monde, les événements extrêmes sont de plus en plus communs. Pourquoi?

Une première cause est physique : l’air se réchauffe et retient plus d’eau. Avec le cycle de l’eau, nous avons vu que le sol est asséché quand l’eau s’évapore à la surface terrestre. Puis, l’air humide et chaud se refroidit lorsqu’il s’élève dans l’atmosphère. Ensuite, la vapeur d’eau de l’air se condense en gouttes qui tombent sous forme de pluie. Il y a donc des déséquilibres, soit des surplus d’eau par endroits et des pénuries ailleurs.
Une deuxième cause est climatologique : les formations atmosphériques telles que le courant-jet se déplacent plus lentement. Le courant-jet est le courant atmosphérique qui souffle constamment d’ouest vers l’est dans l’hémisphère Nord. Il résulte de la différence de température entre l’équateur et les pôles. Il se produit là où l’air froid de l’Arctique rencontre l’air chaud de l’équateur. Avec les changements climatiques, il y a l’amplification arctique, c’est-à-dire un réchauffement plus rapide aux pôles qu’à l’équateur. L’écart de température entre le pôle Nord et l’équateur est donc plus faible et le courant-jet est affaibli. Plus le courant-jet est lent, plus la pluie tombe longtemps au même endroit. De plus, en s’affaiblissant le courant-jet peut prendre la forme d’une configuration onduleuse du haut vers le bas. Ainsi, il piège les zones de basses et de hautes pressions plus longtemps au même endroit. Ceci engendre une pluie permanente ou une chaleur permanente selon ce qui reste coincé dans le courant-jet. Les incendies de forêts en Amérique du Nord seraient une conséquence de ce phénomène. Par contre, il n’est pas encore prouvé de manière concluante si l’affaiblissement du courant-jet est dû aux changements climatiques ou s’il fluctue naturellement.

Entrevue – Conséquences des changements climatiques¶

Transcription

Définitions¶

Lac Ourmia¶

Le lac salé Ourmia, en Iran est l’un des plus grands du Moyen-Orient. Mais depuis le début des années 1970, sous l’action des activités humaines et des changements climatiques, ce lac a perdu 80 % de sa superficie.

Dans cette région désertique, l’eau est très utilisée pour irriguer des terres agricoles. De plus, avec les changements climatiques, les sécheresses sont devenues plus nombreuses et les étés plus chauds, ce qui a accéléré l’évaporation du lac. Résultat : il ne reste plus d’eau pour le lac! Il s’assèche, rapetisse, et l’eau qui reste est de plus en plus salée, soit huit fois plus que l’eau de mer.

Dans ces conditions, les algues et micro-organismes prolifèrent et fabriquent des pigments rouges. Le gouvernement iranien a annoncé un plan de sauvetage du lac Ourmia, mais il faudra beaucoup d’efforts pour y arriver Weiss, n.d..

Évolution du rétrécissement du lac Ourmia entre 2020 et 2023 — (a)

Exercice 2¶

Associez les perturbations des changements climatiques aux conséquences qui risquent d’en découler. Un même choix ne peut pas revenir plus d’une fois.

from jupyterquiz import display_quiz

exercice2=[{
        "question": "Cycle gel-dégel",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "Dommages aux infrastructures + instabilité et érosion des sols",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "Déclin de production agricole",
                "correct": False
            },
            {
                "answer": "Problèmes socio-économiques",
                "correct": False
            }
        ]
    },
    {
        "question": "Disponibilité en eau",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "Dommages aux infrastructures + instabilité et érosion des sols",
                "correct": False
            },
            {
                "answer": "Déclin de production agricole",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "Problèmes socio-économiques",
                "correct": False
            }
        ]
    },
    {
        "question": "Températures extrêmes",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "Dommages aux infrastructures + instabilité et érosion des sols",
                "correct": False
            },
            {
                "answer": "Déclin de production agricole",
                "correct": False
            },
            {
                "answer": "Problèmes socio-économiques",
                "correct": True
            }
        ]
    }
]
display_quiz(exercice2)

References¶

Gouvernement du Canada. (2023). L’eau et l’environnement. https://www.canada.ca/fr/environnement-changement-climatique/services/eau-apercu.html
Ministère de l’Environnement, de la Lutte contre les changements climatiques, de la Faune et des Parcs. (2022). L’eau au Québec : une ressource à protéger. https://www.environnement.gouv.qc.ca/eau/inter.htm
Weiss, K. R. (n.d.). Le lac d’Ourmia, joyau terni de l’Iran. https://www.nationalgeographic.fr/environnement/le-lac-dourmia-joyau-terni-de-liran
NASA. (2020). Lake Urmia Shrivels Again. https://earthobservatory.nasa.gov/images/151913/lake-urmia-shrivels-again

1.2 Cycle de l’eau et changements climatiques

Cycle de l’eau¶

Explications du cycle de l’eau¶

Définitions¶

Exercice 1¶

Conséquences des changements climatiques¶

Entrevue – Conséquences des changements climatiques¶

Définitions¶

Lac Ourmia¶

Exercice 2¶