L'eau est si banale que nous la tenons souvent pour acquise. Mais trop – ou trop peu – fait les gros titres.

Des inondations catastrophiques dans le Midwest américain ce printemps ont causé des milliards de dollars de dégâts et fait des ravages dans les récoltes, après que la pluie ait déclenché une fonte massive de neige. Sept années de sécheresse en Californie si débilitante qu'elle a conduit à un rationnement de l'eau ont pris fin après qu'un hiver humide et enneigé ait mis fin à plusieurs années de lent rebond et reconstitué le manteau neigeux vital des montagnes.

Ces efforts sont façonnés par la géographie locale et les besoins spécifiques des utilisateurs pour s'assurer qu'ils traitent des données sur l'eau douce qui sont les plus précieuses pour les communautés. Pour cette raison, La NASA prend en charge un certain nombre d'applications de gestion de l'eau qui sont personnalisées pour prendre en charge différentes régions. Par exemple, Le Western Water Applications Office de la NASA travaille avec diverses entités dans l'ouest des États-Unis, y compris les gouvernements des États, nations tribales, et les industries privées pour suivre les impacts de la sécheresse sur l'agriculture et l'approvisionnement en eau en général. À l'étranger, La NASA s'associe à l'Agence américaine pour le développement international via le programme SERVIR pour fournir des données satellitaires, outils informatiques, et la formation de partenaires locaux qui améliorent la prévision locale des inondations en Afrique et évaluent les impacts climatiques sur les manteaux neigeux des montagnes de l'Himalaya, entre autres efforts.

Ces programmes ne sont que quelques exemples de nombreux projets soutenus par la NASA. Des centaines d'autres chercheurs, organismes gouvernementaux, et les organisations à but non lucratif développent leurs propres outils et applications de gestion de l'eau en utilisant les ensembles de données gratuits et ouverts de la NASA.

L'eau de la neige

La NASA améliore les méthodes de télédétection existantes et développe de nouvelles méthodes qui peuvent révéler la quantité d'eau stockée dans les montagnes et le manteau neigeux saisonnier, l'une des sources d'eau douce les plus vitales au monde. Plus d'un milliard de personnes, couvrant plusieurs continents, dépendent de l'eau de la neige des montagnes pour leurs approvisionnements en eau qui soutiennent l'eau potable, agriculture, et même l'énergie hydroélectrique. Les modèles de chutes de neige changent avec le temps, cependant, à la fois d'une année à l'autre en raison de la variabilité naturelle et des effets climatiques à long terme. Avec des exigences humaines persistantes, la capacité de mesurer avec précision la quantité d'eau contenue dans le manteau neigeux des montagnes devient une capacité encore plus critique.

Grâce au programme Airborne Snow Observatory, La NASA et le Département des ressources en eau de Californie utilisent des instruments montés sur des avions pour créer des estimations haute résolution de la teneur en eau de la neige pour les bassins versants prioritaires de l'ouest des États-Unis. Les données recueillies aident à déterminer le moment de la fonte printanière, qui a des effets en aval sur la production d'énergie hydroélectrique et la planification de la quantité d'eau pouvant être retenue dans les réservoirs.

La NASA se concentre également sur le développement à long terme d'outils pour mesurer l'eau dans la neige grâce à une campagne de terrain aéroportée appelée SnowEx. Ce type de campagne de terrain relie des mesures détaillées de neige dans les montagnes Rocheuses du Colorado prises par des chercheurs au sol à des observations de télédétection effectuées par des avions survolant les sites au sol. Les connexions établies à partir de ces ensembles de données très détaillés aideront les scientifiques à concevoir de futures missions satellitaires qui effectueront des mesures similaires depuis l'espace.

Mesures de neige aéroportée, ainsi que d'autres programmes, compléter les observations régionales à long terme des satellites de la NASA qui créent des estimations pour des chaînes de montagnes entières dans l'ouest des États-Unis et dans le monde.

L'eau dans le ciel

Quand nous pensons à l'eau sur Terre, nous pouvons penser à l'océan, des rivières et des lacs. Mais alors que l'eau fait le tour de la planète, l'atmosphère retient l'humidité, créant un réservoir dans le ciel qui se condense périodiquement en pluie et neige. La NASA fait partie d'une équipe de plus d'une douzaine de pays dont les satellites travaillent ensemble pour fournir des données mondiales sur les précipitations toutes les demi-heures. Sur terre, la pluie a un impact immédiat car elle pénètre dans le sol, qui supporte les cultures.

Les données sur les précipitations sont l'une des plus essentielles pour surveiller le mouvement de l'eau douce autour de la planète, et va dans des applications qui touchent la vie quotidienne des gens, y compris les prévisions météorologiques, suivi des cultures, et la prévision des crues. Pour de nombreuses régions du monde, en particulier les pays en développement et les terrains difficiles d'accès où les mesures au sol sont rares voire inexistantes, ces ensembles de données mondiales de la NASA sont parfois la seule source cohérente d'informations sur les précipitations et l'humidité du sol.

A l'autre bout du monde, la sécheresse dans l'est de l'Australie a tellement épuisé la récolte de blé qu'elle a dû être importée pour la première fois en 12 ans. En Afrique de l'Est et au Moyen-Orient, certaines des conditions de sécheresse les plus sévères sur Terre contribuent au stress des cultures à travers la Somalie, Soudan, et le Yémen.

Qu'il s'agisse d'inondations, sécheresses, ou l'état et la qualité des approvisionnements en eau, répondre aux besoins liés à l'eau des humains sur Terre commence par savoir où se trouve l'eau. Avec des vues uniques de l'espace, La NASA est à la pointe de l'étude et de la surveillance de cette ressource la plus précieuse qui est constamment en mouvement. Les chercheurs utilisent les données des satellites, avion, et d'autres efforts, pour savoir où et quand l'eau est disponible dans le monde, combien, et comment ces modèles changent-ils. Ils déterminent ensuite comment utiliser au mieux ces données et les mettre entre les mains des personnes qui en ont le plus besoin.

Au cours des prochaines semaines, nous explorerons les domaines de recherche de la NASA sur l'eau douce de la Terre et étudierons comment ces avancées aident les gens à résoudre les problèmes du monde réel.

La NASA et ses partenaires utilisent des satellites pour révolutionner notre capacité à suivre et à comprendre le flux d'eau douce autour de la Terre, que ce soit dans l'atmosphère, à la surface de la Terre, ou sous terre. Au cours des deux dernières décennies, freely available NASA datasets have been used for extensive research into the movement, Distribution, and interaction of each part of the water cycle worldwide.

It's a complex cycle:Evaporating from warm tropical oceans, freshwater condenses into clouds, circulating on the winds where a portion of it falls as rain or snow. On the ground, freshwater is stored in ice, neiger, des rivières et des lacs. Ou, it soaks into the ground, disappearing from view to infiltrate into soils and aquifers. Ou, before it disappears from view, it can evaporate back to the atmosphere, where moisture is tightly related to Earth's energy flow, which in turn influences weather patterns that govern freshwater's distribution.

"Fresh water is critically important to humans, both in obvious ways and in unseen ways such as moving heat around Earth's entire climate system, " said Jared Entin, terrestrial hydrology program manager in the Earth Science Division at NASA Headquarters, Washington. "With our current satellites, we are now making great progress in pinning down both the detail needed for local water decisions and the global view essential to better understanding our changing climate."

Researchers funded by NASA have used satellite and airborne data to better inform existing tools for flooding, drought forecasts and famine relief efforts, and for planning and monitoring regional water supplies. These efforts are tackling some of the most pressing needs of people around the world.

Water from Below

NASA satellites monitoring Earth's gravity field have given scientists insight into the movement of large masses such as ice and water—including water hidden underground. This global look at changes to the amount of water storied in aquifers, massive underground freshwater reservoirs, has revealed some concerning trends. Of the 37 largest aquifers on Earth, a third of them are being depleted by communities pumping the water faster than it recharges from rainfall. These water declines occur primarily where agriculture and aquifers coincide, and where human water demands can easily exacerbate conditions of periodic drought. Among those most stressed in the past decade are the Central Valley of California, the Indus Basin in northwestern India and Pakistan, and the Arabian Aquifer System in Saudi Arabia.

About 70% of all freshwater on Earth is used for irrigated agriculture. Underground aquifers are water sources that act like waiting bank savings accounts, providing a dependable supply and making agriculture possible in arid areas where significant rain events may only occur once a year and during droughts when surface water is scarce. We do not know the full extent of these underground water aquifers or when they may run dry, but understanding the change in available water that occurs both seasonally and throughout the satellite record helps decision-makers manage their resources.

In addition to witnessing the effects of agriculture, the satellite data show the effects of climate change, most notably in the decline of sea ice and ice sheets at the poles. They also observe the ups and downs of more natural variability that reflects a region's span of wet or dry years. As the global satellite record extends into the future, researchers and water managers will continue to monitor freshwater hidden below as climate patterns shift and human demands grow.