Les résultats mettent également en évidence des régions appauvries par une forte consommation d'eau, notamment le bassin du fleuve Colorado aux États-Unis, le bassin amazonien en Amérique du Sud et le bassin du fleuve Orange en Afrique australe.
Pour l'étude, récemment publiée dans Nature Geoscience , des chercheurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud ont utilisé une nouvelle méthodologie qui combine des mesures de jaugeage de cours d'eau avec des modèles informatiques d'environ 3 millions de segments de rivières à travers le monde.
Les scientifiques estiment que le volume total d'eau des rivières de la Terre, en moyenne, entre 1980 et 2009, était de 539 milles cubes (2 246 kilomètres cubes). Cela équivaut à la moitié de l'eau du lac Michigan et à environ 0,006 % de toute l'eau douce, qui représente elle-même 2,5 % du volume mondial. Malgré leur faible proportion dans l'eau totale de la planète, les rivières ont été vitales pour les humains depuis les premières civilisations.
Bien que les chercheurs aient réalisé de nombreuses estimations au fil des années sur la quantité d'eau s'écoulant des rivières vers l'océan, les estimations du volume d'eau que les rivières contiennent collectivement - appelé stockage - sont peu nombreuses et plus incertaines, a déclaré Cédric David, co-auteur du JPL. de l'étude.
Il a comparé la situation à des dépenses effectuées sur un compte courant sans connaître le solde. "Nous ne savons pas quelle quantité d'eau contient ce compte, et la croissance démographique et le changement climatique compliquent encore davantage les choses", a déclaré David.
"Il y a beaucoup de choses que nous pouvons faire pour gérer la façon dont nous l'utilisons et nous assurer qu'il y a suffisamment d'eau pour tout le monde, mais la première question est :quelle quantité d'eau y a-t-il ? C'est fondamental pour tout le reste."
Les estimations contenues dans le document pourraient éventuellement être comparées aux données du satellite international SWOT (Surface Water and Ocean Topography) pour améliorer les mesures des impacts humains sur le cycle de l'eau de la Terre. Lancé en décembre 2022, SWOT cartographie l'élévation de l'eau dans le monde entier, et les changements de hauteur des rivières offrent un moyen de quantifier le stockage et le débit.
L'étude a identifié le bassin amazonien comme la région ayant le plus grand stockage fluvial, contenant environ 204 milles cubes (850 kilomètres cubes) d'eau, soit environ 38 % de l'estimation mondiale. Le même bassin rejette également le plus d’eau dans l’océan :1 629 milles cubes (6 789 kilomètres cubes) par an. Cela représente 18 % des rejets mondiaux dans l'océan, qui ont atteint en moyenne 8 975 milles cubes (37 411 kilomètres cubes) par an de 1980 à 2009.
Bien qu'il ne soit pas possible qu'une rivière ait un débit négatif (l'approche de l'étude ne permet pas un écoulement en amont), pour des raisons de comptabilité, il est possible que moins d'eau sorte de certains segments de rivière qu'elle n'en entre. trouvé dans certaines parties des bassins des rivières Colorado, Amazone et Orange, ainsi que dans le bassin Murray-Darling, dans le sud-est de l'Australie. Ces flux négatifs indiquent pour la plupart une utilisation humaine intense de l'eau.
"Ce sont des endroits où nous voyons des empreintes digitales de la gestion de l'eau", a déclaré l'auteur principal Elyssa Collins, qui a mené l'analyse en tant que stagiaire au JPL et doctorante à l'Université d'État de Caroline du Nord à Raleigh.
Pendant des décennies, la plupart des estimations de la quantité totale d'eau fluviale sur Terre étaient des améliorations d'un chiffre des Nations Unies de 1974, et aucune étude n'a illustré comment la quantité a varié avec le temps. De meilleures estimations ont été difficiles à obtenir, a déclaré David, en raison du manque d'observations des rivières du monde, en particulier celles éloignées des populations humaines.
Un autre problème réside dans le fait qu’il existe beaucoup plus de jauges de débit qui surveillent les niveaux et le débit des grands fleuves que des petits. Il existe également une grande incertitude dans les estimations du ruissellement des terres, c'est-à-dire l'eau de pluie et la fonte des neiges qui se déversent dans les rivières.
La nouvelle étude part du principe que le ruissellement entrant et traversant un système fluvial devrait être à peu près égal à la quantité mesurée par les jauges en aval. Lorsque les chercheurs ont découvert des incohérences entre le ruissellement simulé à partir de trois modèles de surface terrestre et les mesures de jauge prises à environ 1 000 emplacements, ils ont utilisé les mesures de jauge pour corriger les chiffres de ruissellement simulés.
Ensuite, ils ont modélisé le ruissellement des rivières sur une carte mondiale haute résolution développée à l’aide de données d’élévation du sol et d’images provenant de l’espace, notamment celles de la mission de topographie radar de la navette de la NASA. Cette approche a donné des taux de débit, qui ont été utilisés pour estimer le stockage moyen et mensuel pour chaque rivière et pour l'ensemble des rivières de la planète.
L'utilisation d'une méthodologie cohérente permet de comparer les flux et les pertes humaines entre différentes régions.
"De cette façon, nous pouvons voir où dans le monde la plus grande quantité d'eau fluviale est stockée, ou où la plus grande quantité d'eau est déversée dans les océans à partir des rivières", a déclaré Collins, maintenant chercheur postdoctoral à l'Université de Caroline du Nord à Chapel. Colline.
Plus d'informations : Elyssa L. Collins et al, Modèles globaux de stockage de l'eau des rivières en fonction du temps de séjour, Nature Geoscience (2024). DOI : 10.1038/s41561-024-01421-5
Informations sur le journal : Géosciences de la nature
Fourni par la NASA
