Le cycle hydrologique maintient l'approvisionnement en eau douce de la Terre en mouvement. CommentStuffWorks L'eau -- Nous la buvons, on s'y baigne, et on y joue. L'eau nous donne la vie, Pourtant, trop ou trop peu peut aussi ôter la vie. C'est la substance la plus commune sur Terre, mais bien trop souvent, il n'y a pas une goutte à boire. Les attributs extraordinaires de l'eau donnent vie à cette planète, qui pourraient autrement être stériles et sans vie. Par exemple, l'eau se dilate lorsqu'elle gèle, devenant moins dense. Si la glace ne flottait pas sur l'eau, notre planète serait un endroit très différent aujourd'hui. La glace coulerait au fond des lacs et des rivières, où le soleil serait incapable de le faire fondre au printemps, un processus nécessaire pour faire des nuages et de la pluie, qui continuent le flux du cycle. Cela se produirait chaque année jusqu'à ce que, finalement, il ne restait plus que de la glace et un terrain vague inhabitable.
L'eau existe sous trois états :solide, liquide et gazeux - qui composent la Terre cycle hydrologique , mieux connu sous le nom de cycle de l'eau. Dans ce cycle, l'eau douce vient sur Terre sous forme de pluie, neige fondue, neige et grêle, se déversant sur les océans et les terres jour et nuit. L'eau qui frappe la terre s'écoule dans de plus grandes étendues d'eau, comme les lacs et les rivières, ou il s'infiltre sous terre et devient de l'eau souterraine, nourrir nos cultures dans le processus. Quand le soleil revient, il chauffe l'eau et fait de la vapeur, qui s'élève et se condense en nuages, qui se rassemblent, devenir lourd d'eau et retomber sur Terre sous forme de pluie.
Ce cycle se poursuit depuis le commencement du monde et a rendu possible la vie sur Terre. En réalité, il n'y a ni plus ni moins d'eau dans le monde aujourd'hui qu'à l'époque des dinosaures. Considérez le cycle de l'eau de la Terre comme la méthode de recyclage ultime. Pas étonnant que les hydrologues soient si fascinés par cela.
Allez à la page suivante pour en savoir plus sur les différentes branches de la science que les hydrologues utilisent pour étudier le cycle de l'eau de la Terre.
Vous vous sentez un peu desséché ?Alors qu'environ 70 pour cent de la surface de la Terre est recouverte d'eau, 97 pour cent de l'eau est de l'eau de mer salée, qui est impropre à la consommation humaine. Sur les 3 % d'eau douce, 2% sont gelés dans les glaciers, ne laissant que 1 pour cent de l'approvisionnement en eau du monde entier apte à la consommation. Pensez-y la prochaine fois que vous prendrez une très longue douche.
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Léonard Malczynski, un hydrologue, ingénieur logiciel et économiste chez Sandia National Laboratories, crée des modèles utilisant la dynamique du système pour aider les planificateurs de l'eau à prédire comment différents facteurs peuvent modifier l'utilisation par les consommateurs. Andy Nelson/The Christian Science Monitor/Getty Images L'hydrologie est l'étude de l'écoulement de l'eau à travers le cycle hydrologique, et Hydrologues sont les personnes qui mènent la recherche. Alors que la plupart des gens ne pensent pas beaucoup à l'eau, les hydrologues en examinent tous les aspects - d'où il vient et en quelles quantités, où ça va, comment il y arrive et ce qui lui arrive au cours du processus.
Pour faire ça, ils utilisent beaucoup de maths et des gadgets vraiment sympas, et ils sont même parfois un peu mouillés. Les résultats sont étonnants. Les hydrologues aident les concepteurs et les ingénieurs à construire des barrages et des digues pour protéger les villes des inondations, suivre la pollution et trouver de nouvelles sources d'eau - ils aident même à suivre l'eau
dans l'espace.
Parce que l'eau est partout et est si essentielle à presque tout ce que nous faisons, les hydrologues couvrent presque toutes les branches de la science, de la physique et de la géologie à l'astronomie et à l'écologie. Il y a tellement de façons d'étudier les eaux de la Terre; en voici quelques-uns.
Hydrologie spatiale est l'étude du mouvement des eaux de la Terre à travers le cycle hydrologique à l'aide d'une base de données spatiale développée dans un système d'information géographique (SIG). Cela signifie qu'ils essaient de connecter l'espace variable qu'est la terre avec le temps et le débit variables qu'est l'eau.
[source :Université Purdue].
Hydrogéologie , ou hydrologie des eaux souterraines , suit l'écoulement de l'eau à travers le sol et dans les systèmes souterrains. Hydrogéologues aider à trouver des sources d'eau souterraines (aquifères) que nous pouvons puiser pour l'eau potable. Ils les surveillent, ainsi que le débit d'eau dans les sites souterrains pour déterminer la quantité prélevée. Ils découvrent également comment l'eau s'écoule dans le sol. Cela peut sembler ennuyeux, mais si vous êtes un agriculteur qui a besoin de la bonne quantité d'humidité du sol pour faire pousser ses cultures, c'est une information vitale. Les hydrogéologues aident aux pratiques d'irrigation et surveillent la pollution qui s'infiltre à travers le sol dans nos puits.
Hydrologie de la zone de Vadose est un sous-ensemble de l'hydrogéologie qui se concentre sur la couche de terre directement au-dessus d'un aquifère, appelée zone vadose. Cette zone est importante car elle agit comme un dernier dispositif de filtrage et d'aération avant que la pluie ne se transforme en nappe phréatique, qui est parfois prélevée directement du sol à travers des puits et utilisée sans méthodes de purification. Si la zone vadose est malsaine, il en va de même pour une grande partie de notre eau potable.
Hydraulique n'a rien à voir avec le fait que votre voiture fasse des tours vraiment cool (enfin, Cela fait, mais pas dans ce contexte). C'est l'étude de l'écoulement physique de l'eau. Les professionnels de l'hydraulique utilisent la modélisation mathématique pour suivre l'écoulement de l'eau d'une source à une autre. Le but principal de ceci est de suivre non pas l'eau mais les contaminants qu'elle contient. Par exemple, si une usine déverse des déchets industriels dans une rivière, il coulera en aval et finira par se disperser dans l'océan. Qui sait où cela finira ? Les gens qui étudient l'hydraulique le font.
Hydrométéorologie , aussi connu sous le nom hydroclimatologie , utilise des instruments météorologiques pour déterminer la quantité de pluie qui va tomber et dans quelles zones spécifiques. Ceci est utile pour de nombreuses raisons - pas seulement pour savoir quand prendre votre parapluie lorsque vous quittez la maison. L'hydrométéorologie peut aider à déterminer la quantité d'eau qui atteindra une zone au cours d'une année donnée. Cela aide à la construction de dispositifs de contrôle des inondations et
système d'irrigation.
Dans une forme de science connue sous le nom de dendrohydrologie , dendrohydrologues utiliser les cernes des arbres pour aider à déterminer les précipitations historiques et les conditions de sécheresse, débit du cours d'eau, ruissellement, et beaucoup plus. Connaître ces informations peut aider les régions dépourvues de données historiques fiables à prédire l'avenir hydrologique.
Si l'approvisionnement mondial en eau contient la même quantité d'eau aujourd'hui qu'au début, alors comment est-il possible de gaspiller l'eau? Ne reviendra-t-il pas ? Pourquoi les gens se battent-ils pour l'eau ? Renseignez-vous sur le
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L'hydrologie dans l'arméeLes hydrologues ne font pas que contrôler les inondations et la pollution de l'eau. La NASA a un programme d'hydrologie qui cartographie les océans depuis l'espace. D'autres programmes aux États-Unis préparent des rapports hydrologiques sur les conséquences pour l'approvisionnement en eau d'une région si une arme de destruction massive était utilisée dans la région. Ces rapports peuvent être utilisés pour aider à éliminer les retombées d'une attaque, ou, d'autre part, ils peuvent indiquer un moyen de retirer l'approvisionnement en eau d'une nation [source :Global Security].
Les hydrologues recherchent continuellement des moyens d'améliorer les usines de traitement de l'eau. Retourner Chalfant/Getty Images Alors que la Terre a toujours la même quantité d'eau qu'elle a toujours eue, la demande en eau est plus importante que jamais. La population ne cesse de croître, et tout le monde doit être nourri et vêtu de matériaux qui doivent être cultivés avec de l'eau. Les mêmes personnes doivent vivre dans des maisons construites en acier, bois de charpente, ou d'autres matériaux de construction divers - encore une fois, ces matériaux nécessitent une grande quantité d'eau pour leur fabrication ou leur croissance. Bien sûr, les gens doivent aussi se baigner et laver leurs vêtements et aller aux toilettes … tout cela
prend de l'eau.
Vous voulez connaître le vrai kicker ? L'eau ne tombe pas uniformément sur toute la Terre. Un endroit peut recevoir trop de pluie, provoquant des inondations et des ravages, tandis qu'un autre pourrait obtenir très peu, provoquant une sécheresse. Une fois que l'eau s'écoule dans le drain, il faut un certain temps pour qu'il soit transformé en quelque chose qui puisse être réutilisé. S'il n'y a pas assez de précipitations pour votre région et que la population utilise trop d'eau, les niveaux des réserves baissent plus vite qu'ils ne peuvent être reconstitués.
Les hydrologues sont constamment à la recherche de moyens de trouver plus d'eau pour répondre aux demandes actuelles. Les installations de traitement de l'eau récupèrent l'eau qui a été utilisée pour les déchets et la restituent en eau douce, l'eau locale qui peut être consommée à nouveau. Les hydrologues recherchent non seulement des moyens d'améliorer ces installations, ils essaient aussi de trouver de nouveaux puits d'eau souterrains et, peut-être encore plus important, comprendre comment maintenir ces approvisionnements avec la menace toujours croissante de la pollution.
La pollution est un déchet industriel, émissions des voitures, le ruissellement des pesticides et des déchets animaux des fermes, et des nutriments supplémentaires dans les sols qui provoquent un déséquilibre. Ceux-ci peuvent se jeter dans les lacs, rivières et ruisseaux; s'infiltrer dans les eaux souterraines; ou s'accumuler dans l'air et retomber au sol sous forme de pluie acide. La cartographie de l'évolution de ces contaminants par le biais de l'hydraulique environnementale est une façon pour les hydrologues d'aider à localiser et à nettoyer
jusqu'à polluants.
Don Mosley, Directeur des projets expérimentaux pour Wal-Mart, met en valeur l'asphalte absorbant dans le parking d'un nouveau, Wal-Mart Super Store expérimental plus respectueux de l'environnement à Aurora, Le colonel Thomas Cooper/Getty Images Une autre voie consiste à utiliser des innovations telles que les matériaux de chaussée perméables. Quand la pluie tombe, il contient parfois des polluants. Dans des endroits avec beaucoup de monde, comme la plupart des villes, il y a aussi beaucoup de béton. Cela élimine tous les polluants de la route et les rejette dans l'égout le plus proche, système de drainage ou rivière, qui déborde d'eau et n'a nulle part où aller. Le béton est imperméable, il ne permet pas à l'eau de s'infiltrer dans le sol. Cela pose problème, car filtrer les polluants avec des roches et du sable est le premier système naturel de filtration de l'eau pour nos eaux souterraines.
Une réponse à ce problème peut être le béton perméable. Cette surface laisse passer l'eau, un peu comme la terre. Il soulage les systèmes d'égouts dans les zones urbaines où toute l'eau et les déchets doivent s'écouler lors d'une grosse pluie. Il contribue également à la lutte contre les inondations ainsi qu'à la lutte contre la pollution. Les coûts, cependant, sont parfois prohibitifs. Creuser des rues et remplacer le béton n'est pas une mince tâche. La meilleure façon de commencer le processus de planification perméable est de commencer pendant la phase de planification d'un projet.
Ce n'est là qu'une des nombreuses façons dont les hydrologues travaillent pour assurer la salubrité de nos eaux souterraines. D'autres hydrologues étudient les niveaux de pollution dans la neige, le sol et même les glaciers.
Sur la page suivante, découvrez comment les hydrologues peuvent prédire, et parfois même empêcher, inondations.
Une entreprise est entourée par les eaux de crue du fleuve Mississippi à Foley, Mo. Joe Raedle/Getty Images Quiconque a déjà vécu une inondation ou a connu quelqu'un qui a compris que les inondations sont une affaire sérieuse. Ils peuvent éliminer des communautés entières et niveler des centaines d'années d'histoire en quelques secondes seulement.
Certaines inondations peuvent arriver soudainement - elles sont appelées crues éclair ou inondations critiques . Parfois, il n'est même pas nécessaire qu'il pleuve à proximité pour qu'une crue éclair se produise. Des crues soudaines peuvent se produire lorsqu'une forte pluie se produit en amont et que l'eau s'écoule en aval, prendre plus d'élan au fur et à mesure qu'il passe. Un autre type d'inondation critique se produit lorsqu'une sorte de dispositif de rétention d'inondation, comme un barrage ou une digue, se brise et l'eau s'écoule.
Inondations non critiques sont des inondations qui se produisent lentement, sur une période de temps relativement longue. Ceux-ci se produisent lorsque de fortes pluies tombent pendant des jours, et rivières, les lacs et les ruisseaux gonflent au-delà de leurs limites normales. Ne vous laissez pas tromper par le nom - les inondations non critiques peuvent être tout aussi dévastatrices que les crues éclair si elles ne sont pas préparées, et ils peuvent également conduire à des inondations critiques.
Les hydrologues travaillent constamment pour prévenir et réduire la gravité des inondations. Hydroclimatologues utiliser les données pluviométriques et la technologie météorologique pour aider à déterminer les précipitations maximales pour une zone. Ils essaient ensuite de déterminer quand des inondations pourraient se produire et combien de pluie il faudrait pour inonder une zone.
Avec ces informations, les hydrologues travaillent avec des organisations, comme l'Agence fédérale de gestion des urgences des États-Unis (FEMA), pour aider à planifier le développement de la ville et les interventions d'urgence. Ceci est basé sur l'idée qu'une inondation majeure se produit une fois tous les cent ans. L'objectif d'un hydrologue est de déterminer quelles sont les pires possibilités d'inondation sur une période de cent ans et de concevoir autour de cette possibilité pour minimiser les dommages et le coût de la reconstruction. Parfois, si le coût de construction d'un dispositif d'inondation d'une puissance de cent ans est bien supérieur au coût de reconstruction, les ingénieurs construiront pour la possibilité d'une inondation de 25 ou 30 ans - la pire inondation possible qui pourrait se produire tous les 25 à 30 ans. Cela se produit généralement dans les régions éloignées, comme les parcs ou les forêts, où il n'y a pas beaucoup de gens qui pourraient
être affecté.
Le travail des hydrologues détermine où et comment construire non seulement des dispositifs d'inondation comme des digues, barrages et ponceaux, mais aussi où mettre des villes et des quartiers entiers. La sécurité est ce qui est le plus important. Un contrôle efficace des inondations n'est pas toujours évident, mais les tentatives infructueuses sont beaucoup trop évidentes.
Certains hydrologues se rendent au bout du monde pour étudier le système hydrologique, certains vont encore plus loin. Découvrez jusqu'où certains sont prêts à aller à la page suivante.
Cette carte numérique montre le risque d'inondation dans certaines régions du Royaume-Uni. Norwich Union produit des cartes d'inondation à l'aide de la technologie numérique, lui permettant d'évaluer le risque des maisons individuelles à proximité des plaines inondables. Union de Norwich/Getty Images L'eau est partout, mais ce n'est pas toujours accessible. Les hydrologues utilisent des modèles, des cartes et des chiffres pour les aider à distinguer où se trouve l'eau - les aquifères souterrains et les glaciers éloignés ne font pas le poids face à un hydrologue bien informé.
Hydrologues spatiaux utiliser les SIG (systèmes d'interface globale) et le GPS (systèmes de positionnement global) pour les aider à cartographier les écoulements, pollution et divers problèmes environnementaux. Ceux-ci peuvent ressembler à n'importe quoi, d'un graphique linéaire à un modèle tridimensionnel à grande échelle d'une rivière ou d'un système d'eau souterraine. Ces systèmes de haute technologie utilisent des coordonnées, mesures et données pour générer des images détaillées de la zone.
Les hydrologues iront assez loin pour obtenir des informations sur le mouvement de l'eau. Les satellites de télédétection orbitent autour de la Terre, prendre des photos des océans et de ce qui s'y passe. Les satellites produisent des cartes topographiques de l'océan, qui aident les hydrologues à étudier les océans et leurs mouvements dans leur ensemble. Il existe même un outil de télédétection des récifs coralliens. Les récifs sont une grande ressource écologique, aider à produire de l'oxygène et à maintenir un équilibre environnemental pour l'ensemble de la planète. Il est très important de savoir où se trouvent ces récifs et comment les étudier.
Cette image d'un satellite de la NASA montre le littoral des Bahamas, Floride et Cuba. Les berges sont des récifs coralliens peu profonds qui reflètent la lumière à travers l'océan, lui donnant une couleur bleu vif. Stocktrek Images/Getty Images Hydrologie paramétrique est une branche plus théorique de l'hydrologie. Il utilise la modélisation informatique pour établir des relations entre les événements du cycle hydrologique. Il utilise ensuite ces relations pour générer d'éventuels nouveaux événements.
Globalement, les hydrologues forment un groupe vaste et diversifié. Ils sont dédiés à la préservation de l'eau de la Terre par tous les moyens nécessaires. Les hydrologues aident à maintenir les moyens de subsistance de l'humanité en aidant à réguler les inondations, la pollution et les eaux usées. Non seulement que, ils arrivent à faire des modèles vraiment fascinants. L'hydrologie est une branche de la science qui sera toujours en demande, d'autant plus que notre population continue de croître et que la demande en eau douce augmente.
Pour en savoir plus sur l'eau qui nous entoure, suivez les liens sur la page suivante. Ils vous fourniront plus d'informations.
L'eau, De l'eau partout ?Les scientifiques ont récemment trouvé des restes d'eau dans du verre volcanique collecté sur la lune, les amenant à se demander comment la lune est apparue. Une vieille idée était qu'une planète voyou, de la taille de Mars, écrasé dans la terre, provoquant la rupture de grandes parties de notre planète. Ces morceaux se sont réunis et ont formé la lune, bien que des atomes légers, comme l'hydrogène, n'ont pas pu survivre. Trouver de l'eau dans les rochers pourrait remettre en question l'âge et l'origine de la lune [source :National Geographic].
