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FAQ - Ordre de grandeurs et unités

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Quelle est l'estimation des masses d’eau des principaux réservoirs terrestres, des flux échangés entre eux et de leurs temps moyens de résidence ?

Bernard Pouyaud - Mars 2013                                                                                                            

Tableau des stocks entre lesquels s’organisent les flux annuels du «cycle de l’eau»
 

Nature des réservoirs

Stock

 (km3)

% du total

Épaisseur moyenne (m)

Flux

(km3/an)

Lame d'eau équivalente (mm)

Temps de résidence (ans ou jours)

Océans (360,7.10km2)

1 340 000 000

96,85

3 715

- 40 000

- 111

3 230 ans

Évaporation

     

- 413 000

- 1145

 

Précipitation

     

373 000

1034

 
 

Atmosphère (510,1.106 km2)

12 700

0,00092

0,025

486 000

953

9,5 jours

 

Continents (149,4.106 km2)

43 600 000

3,15

292

40 000

267

(1 100 ans)

Évaporation

 

   

73 000

- 489

 

Précipitation

     

113 000

756

 

Cryosphère

28 200 000

2,04

189

3 880

26

(5 800 ans)

Antarctique

25 000 000

1,81

167

2 600

17

10 000 ans

Groenland

3 000 000

0,22

20

600

4

5 000 ans

Glaciers de montagne

150 000

0,011

1

680

5

200 ans

Permafrost

22 000

0,002

 

     

Eaux souterraines

15 000 000

1,08

100

10 000

67

1 500 ans

Lacs

176 000

0,0127

1

5 1024

39

30 ans

Eau douce

91 000

0,0066

       

Eau saumâtre

85 000

0,0061

       

Humidité des sols

122 000

0,0088

1

70 000

469

1,7 ans

Mers intérieures

105 000

0,0076

1

n.s

 

n.s

Fleuves et rivières

1 700

0,00012

<1

36 800

246

17 jours

Ruissellement

     

26 450

177

 

Écoulement de base

10 350

69

 
Eau biologique 1 100 0,00008       En heures
TOTAL 1 384 000 000 100  

 

Les stocks, exprimés en km3 sont les volumes d'eau contenus par chaque réservoir de la planète.
Ils correspondent, pour chacun des compartiments du cycle de l’Eau, aux volumes d’eau immobilisés à un instant donné. Certains, comme le volume des océans, de l’atmosphère ou des lacs et mers intérieures, ou de la vapeur d’eau atmosphérique, sont relativement bien connus. Les autres, comme les volumes des eaux souterraines, l’humidité des sols, ou encore ceux des glaciers continentaux le sont bien moins.
 

L'épaisseur moyenne d'un stock, exprimée généralement en m, résulte de la division du volume d’un stock par la superficie de sa distribution potentielle (surface de l’océan, surface couverte par l’atmosphère, surface des continents).

Cette épaisseur moyenne, explicite lorsqu’il s’agit de l’océan (surface d'environ 360 106 km2, il s’agit alors de la profondeur moyenne de l’océan), peut être beaucoup plus subjective lorsqu’il s’agit par exemple des stocks d’eau continentaux, où elle est obtenue en divisant la valeur du stock par la surface des continents (environ 149 106 km2).

L'épaisseur moyenne de l'océan est de 3 715 m à rapporter à la surface indiquée


Les flux annuels exprimés en km3 correspondent à la variation annuelle de chacun des stocks, c'est à dire aux transferts d’eau annuels entre les différents réservoirs de la planète.

La lame d’eau équivalente exprimée généralement en mm par an se déduit du flux, obtenue en divisant la valeur du flux par la surface du réservoir qui lui correspond. Par exemple, la lame d’eau correspondant au flux annuel d’évaporation de l’océan s’obtiendra en divisant le flux (413 000 km3) par la surface de l’océan, soit environ 1 150 mm. Cette unité est équivalente à celle de la pluviométrie utilisée en météorologie.
 

Le temps de résidence en années, jours ou heures est obtenu par la division d’un stock par le flux qui assure son renouvellement. Chaque molécule d’eau de l’hydrosphère ne participe pas en permanence aux différents flux entre réservoirs, puisqu’elle reste un certain temps dans chacun d’entre eux. La durée moyenne durant laquelle chaque molécule demeure dans un réservoir donné est appelée temps de résidence moyen.

 

Le schéma ci-dessous montre le parcours entre les grands réservoirs d'eau liquide, solide ou de vapeur d'eau : océans, atmosphère, eau de surface, eaux souterraines et glaciers.


 

  • Les chiffres sont à prendre davantage comme des ordres de grandeur moyens. Ils varient d’une publication à l’autre selon l’origine plus ou moins récente et exhaustive des données utilisées. Ce sont donc des «estimations» collationnées de manière à «boucler» le bilan hydrologique. L’objectif d’un tel tableau est de fournir une estimation globale des grandes masses d’eau et de leurs interrelations à diverses échelles de temps.
     

  • Les volumes d’eau des réservoirs sont en perpétuelle interaction, par évaporation, sublimation, condensation, fonte, ruissellement, infiltration, etc. La vapeur d’eau est plus légère que l’air sec, et a donc tendance à s’élever dans l’atmosphère, puis à se condenser et précipiter sous forme de pluie ou de neige.
     

  • Sur la planète, les réservoirs d’eau douce représentent à peine 3% des volumes totaux de l’hydrosphère. Ils ne sont de plus pas tous utilisables (glaciers, Antarctique, etc.). le volume des eaux douces directement utilisables ne représentent donc que quelques millions de m3, dont la plus grande partie est constituée d’eaux souterraines exploitables.
     

  • Il s’évapore chaque année en moyenne plus d’eau douce sur les océans qu’il ne s’en précipite. Cet excédent, transféré sur les continents, y précipite.