Le cycle de l'eau
Qu'est ce que le cycle de l'eau ?
Le cycle de l'eau est un modèle représentant le parcours entre les grands réservoirs d'eau liquide, solide ou de vapeur d'eau sur Terre : les océans, l'atmosphère, les lacs, les cours d'eau, les nappes d'eaux souterraines et les glaciers. La terre a une quantité limitée d'eau, tout le temps recyclée.
L'eau est très présente sur notre planète. Les océans recouvrent près des trois quarts de la surface terrestre soit 70% environ. La totalité de l’eau sur Terre représente un volume de 1,4 milliard de km3, sous forme liquide, solide ou gazeuse. Cependant, la majeure partie de l’eau (97 %) est contenue dans les océans. Elle est donc salée, ce qui la rend inutilisable pour l’Homme.
La quantité d’eau sur Terre est inchangée depuis plus de 3,5 milliards d’années, comme nous le montrent les sciences contemporaines, la géologie, la météorologie, la climatologie et l'hydrologie... Elle ne se per pas et ne se crée pas. Elle se transforme juste. L’énergie solaire entraîne les changements d’état de l’eau (condensation, évaporation, …). Le cycle de l’eau se déroule à la fois sur Terre et dans l'atmosphère.
https://www.univ-sba.dz/forum/showthread.php?tid=4
https://www.cieau.com/tou-sur-l-eau/le-cycle-naturel-de-l-eau
Comment se déroule le cycle de l'eau dans la nature ?
L'eau circule en permanence dans l'atmosphère sur la terre et sous la terre, entraînée dans un cycle sans fin. Sous l'effet de la chaleur du soleil, l'eau des océans, des mers, des fleuves, des lacs s'évapore et monte dans l'atmosphère. Les végétaux et les êtres vivants transpirent et rejettent eux aussi de la vapeur.
Au contact des couches d’air froid de l’atmosphère et de la pression atmosphérique diminuante, la vapeur d’eau se condensent en minuscules et fines gouttelettes d'eau, qui poussées par le vent se rassemblent et forment des nuages.
Les nuages déversent leur contenu sur la terre, sous forme de pluie, de neige ou de grêle, selon la pression atmosphérique.
Ces pluies et neiges s’écoulent vers les plaines pour alimenter les nappes souterraines. Ce grand voyage rejoint leur milieu d’origine : les océans.
Le cycle naturel de l'eau
http://www.astrosurf.com/luxorion/Bio/cycle-eau-dwg.jpg
Qu'est ce qu'un nuage ?
Un nuage est l'ensemble de particules très fines d'eau liquide ou solide maintenues en suspension dans l'atmosphère par les mouvements verticaux de l'air et dont la saturation et la condensation peuvent entraîner la chute de précipitations.
La forme et la taille d'un nuage dépend de la force du courant ascendant et de son degré d'humidité.
Il existe deux types de nuage, les cumulus, qui sont des nuages épais mais peu étendus horizontalement, et les stratus, qui sont des nuages très larges et assez réguliers. Les deux types de nuages (cumulus et stratus) sont divisés en trois groupes selon la hauteur de leur base. On qualifie le nuage élevé de cirrus et le nuage d'altitude moyenne d'altus.
Étage supérieur:
Il se forment au dessus de 5 000 mètres dans la région froide qu'est la troposphère. Ils sont classés en utilisant le préfixe cirro- ou cirrus. À cette altitude, l'eau gèle quasiment toujours : les nuages sont donc composés de cristaux de glace. Le cirrus, le cirrostratus, le cirrocumulus sont des nuages appartenant à cet étage.
Le cirrus est un nuage blanc et délicat, en forme de bande étroite. Il est constitué essentiellement de cristaux de glace. Ils arrivent que ces cristaux deviennent assez gros et assez lourd pour tomber du nuage. En fondant, ils se transforment alors en petites gouttelettes d'eau, donnant aux traînées une teinte grisâtre et favorisant la formation des arc-en-ciel.
Cirrus
http://www.wolkenatlas.de/wbilder.htm
Le cirrostratus, en forme de voile nuageux, couvre entièrement ou partiellement le ciel et engendre souvent des phénomènes de halo. La petitesse de ses cristaux, leur grande dispersion et l'épaisseur modérée du cirrostratus expliquent la transparence de ce nuage, au travers duquel on voit nettement le contour du Soleil. Comme dans le cas des cirrus, lorsque des cristaux de glace sont assez gros pour acquérir une vitesse de chute appréciable, on observe des traînées en forme de filament, qui donnent à ces nuages un aspect fibreux.
Cirrostratus
http://www.srh.noaa.gov/srh/jetstream/clouds/cloudwise/chart.html
Le cirrocumulus, en forme de bancs, de nappes ou de couches minces de nuages blancs, sans ombres propres, est composé de petits éléments, souvent en forme de rides disposés plus ou moins régulièrement. La plupart des éléments ont une faible dimension apparente (inférieur à un degré d'angle). Ce nuage a un aspect pommelé ; on parle alors de ciel moutonné. Dans ces nuages, on observe parfois une couronne ou des irisations.
Cirrocumulus
http://www.wisegeek.com/what-is-cirrocumulus.htm#cirrocumulus-clouds
Étage moyen:
Ces nuages se forment entre 2 000 et 6 000 mètres. Ils sont classés en utilisant les préfixes alto-. Ils sont composés de gouttelettes d'eau liquide et, lorsque la température et suffisamment basse, de cristaux de glace. L'altocumulus et l'altostratus font partis de cet étage.
L'altocumulus a aussi un aspect pommelé comme le cirrocumulus. Il a généralement des ombres propres et un aspect fibreux ou diffus. La plupart de ses petits éléments sont disposés régulièrement et ont une dimension apparente (comprise entre un et cinq degrés) plus importante que celle des éléments des cirrocumulus, ce qui permet de les distinguer de ces derniers. Les altocumulus sont constitués en majeure partie de gouttelettes d'eau. C'est pourquoi ils sont opaques et possèdent des contours nets. Néanmoins, lorsque la température est très basse, des cristaux de glace se forment ; si, en plus, les gouttelettes s'évaporent, le nuage devient glacé dans sa totalité et perd la netteté de ses contours.
Altocumulus
http://namesofclouds.com/altocumulus/altocumulus-floccus.html
L'altostratus, en nappe ou en couche nuageuse grisâtre ou bleuâtre, s'étend sur plusieurs dizaines ou plusieurs centaines de kilomètres. Il présente des parties plus minces, à travers lesquelles le Soleil se montre comme au travers d'un verre dépoli. Ce nuage comporte des gouttelettes d'eau et de cristaux de glaces. Des gouttes de pluie ou des flocons de neige existent souvent au sein de l'altostratus et au-dessous de sa base. Les précipitations atteignent le sol sous forme de pluie, de chute de neige ou de chutes de granules de glace, généralement continues.
Altostratus
http://namesofclouds.com/types-of-clouds/altostratus-clouds.html
Étage inférieur:
Ils se forment à moins de 2 000 mètres. Ces nuages bas sont composés de gouttelettes d'eau liquide. Lorsque la température est suffisamment basse, ils peuvent contenir des cristaux de glace et des flocons de neige. Le nimbostratus, le stratocumulus et le stratus font partis de cet étage.
Sous la forme d'une couche nuageuse grise, souvent sombre, brouillée par des chutes de pluie ou de neige, le nimbostratus recouvre généralement une vaste région et présente une grande extension verticale. Il contient des gouttelettes d'eau, parfois surfondue, et des gouttes de pluie, ou des cristaux de glace et des flocons de neige, ou encore un mélange de ces particules liquides et solides. Ce nuage très épais, fortement concentré en particules, masque la lumière provenant directement du Soleil. Le nimbostratus engendre de la pluie, de la neige ou des granules de glace qui n'atteignent pas nécessairement le sol.
Nimbostratus
http://www.stormeyes.org/tornado/SkyPix/copemill.htm
Le stratocumulus est composé de dalles, de galets ou de rouleaux d'aspect non fibreux, ayant presque toujours des parties sombres. La plupart des petits éléments disposés régulièrement ont une largueur apparente (supérieure à cinq degrés d'angle) plus importante que celle des éléments constituant les cirrocumulus et les altocumulus. Le stratocumulus comporte des gouttelettes d'eau, accompagnées parfois de gouttes de pluie ou de particules de glace blanche et opaque (neige roulée, neige en grains) ou, plus rarement, flocons de neige. Lorsque le stratocumulus n'est pas très épais, on observe parfois une couronne ou des irisations.
Stratocumulus
https://communitycloudatlas.wordpress.com/2014/06/06/stratocumulus-clouds-from-above-and-below/
Le stratus, dont sa base et uniforme, est généralement constituée de petites gouttelettes d'eau. Il engendre de la bruine, de la neige ou de la neige en grains. Aux très basses températures, il comporte de petites particules de glace et peut donner lieu à des phénomènes de halo. Parfois, il se présente sous forme de bancs déchiquetés. Un stratus dense ou épais renferme souvent des gouttelettes de bruine et, parfois, de la neige ou de la neige en grain. Il revêt alors un aspect sombre, voire menaçant.
Stratus
http://eduscol.education.fr/obter/appliped/circula/theme/nuages7.htm
Étalement horizontal:
Tous les nuages au-dessus sont peu épais par rapport à leur étalement horizontal. Au contraire, le cumulus et le cumulonimbus sont au moins aussi épais que larges. On parle dans ce cas de nuages de convention.
Le cumulus, dense et à contour bien délimité, se développe verticalement en forme de mamelon, de dôme ou de tour, dont la région supérieur bourgeonnante ressemble à un chou-fleur. Le cumulus est parfois déchiqueté. Les parties éclairées par le Soleil sont d'un blanc éclatant alors que sa base est sombre et horizontale. Il comporte des gouttelettes d'eau. Lorsqu'il est très épais, il peut engendrer des précipitations sous forme d'averses de pluie. Les cumulus peu développés sont dénommés cumulus humilis et, parfois, cumulus de beau temps. Ils sont peu épais et on risque de les confondre avec des stratocumulus, mais la séparation par le ciel bleu est bien plus nette entre deux cumulus qu'entre deux stratocumulus et leur sommet est moins plat.
Cumulus
http://www.afleurdepau.com/comment/nuages/cumulus.htm
Cumulus Humilis
http://www.margheritacampaniolo.it/meteo/nuvole.htm
Pour finir, voici le roi des nuages : le cumulonimbus. Nuage dense et puissant, en forme de montagne ou d'énorme tour, le cumulonimbus a une épaisseur considérable, parfois supérieure à 15 kilomètres entre les tropiques. Le cumulonimbus est constitué de gouttelettes d'eau et, notamment dans la région supérieure, de cristaux de glace. Il contient également de grosses gouttes de pluie et, souvent, des flocons de neige, de la neige roulée, du grésil ou des grêlons. Les gouttelettes d'eau et les gouttes de pluie peuvent être surfondues. Le cumulonimbus est une véritable « fabrique de nuages ». En effet, l'étalement de sa région supérieur et la dissipation de ses parties sous-jacentes peuvent donner naissance à des nappes ou à des bancs de cirrus, d'altocumulus, d'altostratus ou de stratocumulus. Les cumulonimbus sont rares dans les régions polaires, mais plus fréquents dans les régions tempérés et tropicales. Le cumulonimbus est généralement accompagné d'éclairs, de tonnerre et d'averses de pluie ou de grêle. Il peut aussi souffler des coups de vent violents, voire des tornades.
Cumulonimbus
http://swns.com/news/mother-nature-awesome-stunning-collection-weather-photographs-showing-elements-full-force-27177/
http://www.futura-sciences.com/cartes-virtuelles/terre-classification-nuages-1637/
Qu'est ce que sont les précipitations ? Comment se forment-elles ?
Le terme de précipitations désigne tous les hydrométéores en provenance de l'atmosphère. Les précipitations sont la troisième étape du cycle de l'eau. L'eau tombe en précipitation de pluie, brouillard, bruine, neige ou grêle. Parvenue au sol, l'eau peut y stagner, s'évaporer à nouveau ou s'enfoncer dans le sol pour rejoindre les nappes souterraines, les fleuves, les lacs ou les océans.
Les gouttelettes d’eau (et les cristaux de glace) d’un nuage sont soumis à 3 forces:
-
la gravité qui les entraîne vers le bas
-
l’ascendance de l’air qui les entraînent vers le haut
-
la friction qui les freinent dans un sens ou dans l’autre
Les précipitations peuvent tomber sous trois formes:
-
Précipitation liquide : pluie et bruine
-
Précipitation verglaçante : pluie verglaçante et bruine verglaçante
-
Précipitation solide : neige, neige roulée, neige en grains, cristaux de glace, grésil et grêle.
Bruine
http://www.meteonature.com/index/index.php?option=com_content&view=article&id=84:la-pluie-et-la-bruine&catid=35:les-grands-phenomenes-meteo&Itemid=85
Pluie verglaçante
http://www.toussus.net/2017/01/06/alerte-meteo-lile-de-france-pluie-verglacante/
Grésil
http://www.sommeteo.fr/photos_grele.htm
Grêle
http://www.midilibre.fr/2016/06/03/region-risque-de-grele-ce-samedi-du-gard-aux-pyrenees-orientales,1343312.php
Neige
http://location-ski-carroz.fr/wp-content/uploads/2015/09/photo-neige.jpg
Toute précipitation nécessite la condensation de la vapeur d'eau. Mais lorsque les gouttelettes d'eau des nuages ont assez grandi, elles deviennent trop lourdes pour être supportées dans le nuage; elles se mettent donc à chuter vers la terre. Trois éléments déterminent la forme finale sous laquelle elle se présente: ce sont les courants aériens, la température et l'humidité.
Il existe deux types de précipitations :
Les précipitations stratiformes, qui couvrent une grande étendue, qui durent longtemps mais de faible intensité, qui se produisent dans les zones de basses pression et les creux et qui sont associés au nuage de type « stratus », sont le premier type.
Le deuxième type, quant à lui, correspond aux précipitations convectives, qui couvrent des petites surfaces, qui ne durent pas longtemps mais qui sont intense et qui sont associés à des nuages de types « cumulus ».
Pluie : Averse
http://www.presseocean.fr/actualite/loire-atlantique-meteo-ciel-couvert-et-averses-orageuses-jusqua-demain-03-11-2014-135162
Les précipitations interviennent lors d'une dépression. Cette dernière a pour caractéristique essentielle une ligne de partage nette entre masse d'air, chaud et froid appelée front, le long duquel la température, l'hyrgonométrie, la vitesse et la direction du vent changent brutalement. Lorsqu'il y a un front, l'air chaud monte ce qui crée la formation de couches nuageuses étendues et la survenue de précipitations, caractéristique d'une dépression.
Le front froid :
Le front froid est faite entre une masse d'air froide et chaude dont la masse d'air froide avance vers la masse d'air chaude. Des précipitations de courte durée mais importantes ont lieu quand l'air chaud, chargé d'humidité, s'élève et crée des nuages (cumulonimbus). En été des orages et précipitations de grêles peuvent avoir lieu suivant l'importance du cumulonimbus. En hiver c'est des averses de pluie ou de neige qui ont lieu suivant la température de l'air. Les fronts froids se déplacent en général plus rapidement que les fronts chauds, entre 30 et 45 km/h. Les fronts froids ont tendance à suivre de près les fronts chauds immobilisés dans les dépressions.
Front froid
Le front chaud :
Il y a formation de front chaud lorsqu'une masse d'air chaude en mouvement avance vers une masse d'air froide. Au fur et à mesure que le front s'approche la pression atmosphérique diminue légèrement, la température augmente et le vent change de direction. Dans le ciel on observera, dans l'ordre : des cirrus, des cirrocumulus puis des cirrostratus et ou altocumulus, des altostratus et enfin un nimbostratus avec des précipitations. Après le passage du front chaud, il est possible de voir des stratus. Suivant la saison les précipitations seront soit de la pluie, de la bruine, de la grêle, de la grésil ou bien de la neige. Les précipitations durent plus longtemps que celles du front froid comme elles peuvent se prolonger jusqu'à 48 heures après le passage du front chaud. Les fronts chauds ne se déplacent qu'à seulement 20 km/h.
Front chaud
Qu'est ce que sont les inondations ? Que provoquent-elles ?
Une inondation est la présence anomarle d'une grosse quantité d'eau quelque part. Elles se forment quand l'eau des rivières ou des cours d'eau sont trop plein. Il y a aussi des inondations le long des lacs et des littorraux maritimes quand le niveau de l'eau augmente ou quand il y a trop de pluie. L'inondation fait partie d'un des principaux risques naturels en France et est la catastrophe qui causent le plus de dégâts dans le monde.
Il existe deux types d'inondation, selon qu'elles impliquent des eaux douces ou des eaux marines. Les premières, que l'on pourrait qualifier de terrestres, peuvent se produire dans l'intérieur des terres, tandis que les inondations marines concernent le littoral.
Les causes des inondations terrestres :
-
Le débordement direct d'un cours d'eau dans son lit majeur, suite à des épisodes de fortes précipitations ou à la fonte des neiges hivernales (ce sont les crues).
-
Le débordement indirect d'une réserve d'eau (de surface ou souterraine) suite à la remontée des nappes phréatiques ou bien d'eaux à travers les canalisations.
-
L'accumulation des eaux de ruissellement suite à des précipitations abondantes.
-
La rupture d'un barrage ou d'une digue, suite à un défaut de conception, un manque d'entretien ou tout simplement un volume d'eau trop important pouvant créer une brèche puis une rupture d'un ouvrage de protection. Les conséquences sont en général catastrophiques car le flux d'eau est soudain et très puissant.
http://la.climatologie.free.fr/inondation/inondation2.htm#pri71
Barrage
http://www.mementodumaire.net/risques-technologiques/rt-4-rupture-de-barrage/
http://la.climatologie.free.fr/inondation/inondation2.htm#pri71
http://la.climatologie.free.fr/inondation/inondation2.htm#pri71
Les causes des inondations marines :
-
La marée haute de vives-eaux exceptionnelle.
-
Les phénomènes de surcote, qui provoquent une élévation supplémentaire du niveau de la marée haute. Ondes de houle, vagues, dépressions atmosphériques et plus rarement tempêtes et tsunamis créent une élévation locale du niveau des eaux sur le littoral. Ces phénomènes rendent alors possible une pénétration des eaux marines à l'intérieur des terres.
-
La rupture d'un ouvrage de génie civil sur le littoral est encore une fois possible.
-
L'élevation du niveau de la mer suite au réchauffement climatique. Cette montée des eaux à long terme menace des zones qui ne sont actuellement pas inondables et fragilisent celles qui le sont.
L'ensemble de ces mécanismes peut bien entendu se combiner et créer les conditions d'une inondation d'ampleur très importante aux conséquences dévastatrices.
Les inondations peuvent engendrer de très lourdes conséquences qui créent d'importants dégâts. Il existe 2 principales conséquences des inondations : les dégâts matériels et les dégâts humains.
Les dégâts matériels :
Tout d’abord, les principales conséquences des inondations sont les dégâts matériels. Les inondations peuvent être très dévastatrices. Les habitations, les immeubles, les ponts, sont très souvent dégradés. Les habitations qui sont touchées doivent être évacuées à partir de la montée des eaux jusqu'à la décrue. Elles sont alors inhabitables et il faut alors les reconstruire. Mais la plupart du temps, les dégâts sont plutôt petits et les habitants peuvent donc résoudre le problème eux-mêmes. Les inondations peuvent même entraîner des pannes d’électricité. L’accès à l’eau potable devient aussi très difficile.
Les dégâts humains :
Les inondations ont également pour conséquences de nombreux dégâts humains, beaucoup de personnes périssent au cours des inondations. Elles peuvent mourir noyés ou bien frappées par des décombres emportés par le courant. On ne retrouve d’ailleurs pas toutes les personnes, certaines disparaissant sous les eaux, entraînés par la puissance de l’eau.
De plus, les inondations ne facilitent pas la vie des habitants des maisons inondés, car ceux-ci doivent alors s’occuper de la réparation des dégâts de la maison ainsi que du ravitaillement en nourriture qui devient très difficile à trouver. Puis, certains doivent quitter leur maison vers un autre logement ce qui est la plupart du temps très difficile à trouver. Ensuite, le manque d’eau potable entraîne un manque d’hygiène qui peut être favorable à la propagation des maladies.
Sur le plan moral, les inondations peuvent d'ailleurs être très douloureuses. Elles peuvent entraîner la destruction d’objets sentimentaux et donc entraîner des traumatismes importants.
Inondation
http://www.lemonde.fr/planete/article/2015/12/03/le-changement-climatique-pointe-du-doigt-dans-les-inondations-meurtrieres-en-inde_4823833_3244.html
Sources:
Combien pèse un nuage ? Jean-Pierre Chalon
Découvrir la météorologie Didier Renaut
La météorologie Derek Elsom
Vent et nuage, le temps qu'il fait Diane Costa de Beauregard
http://www.slideplayer.fr/slide/3676422/
http://www.la.climatologie.free.fr/inondation/inondation2.htm#pri71
Awatif et Léna 5eB
