Quelle est lorigine de leau de la pluie ?

Origine de l'eau de pluie : 90% provient des océans

Lorigine de leau de pluie réside dans un voyage atmosphérique. Leau sévapore des océans, puis les vents la transportent sur des milliers de kilomètres. Une goutte tombant sur votre tête a commencé son parcours parfois au golfe du Mexique. Ce cycle explique lalimentation en eau douce des continents. Lisez la suite pour les détails scientifiques.

D'où vient l'eau qui tombe du ciel ?

Vous levez les yeux, le ciel est gris, et soudain, les premières gouttes. Mais au fait, doù vient toute cette eau ? La réponse simple est quelle effectue un voyage sans fin, un cycle perpétuel entre la surface de la Terre et latmosphère. Ce périple, appelé le cycle de leau, est orchestré par lénergie du Soleil.

Leau de pluie nest pas nouvelle. Cest la même eau qui existait du temps des dinosaures, qui a rempli les océans et qui coule aujourdhui dans nos rivières. La pluie est simplement lune des étapes de ce voyage millénaire, où leau se transforme et se déplace, passant de létat liquide à létat gazeux, puis de nouveau à létat liquide.

Le grand voyage de l'eau : un cycle sans fin

Pour comprendre lorigine de leau de pluie, il faut suivre le chemin dune seule goutte deau. Tout commence à la surface de la Terre : océans, lacs, rivières, et même le sol humide. Sous leffet de la chaleur du Soleil, leau liquide se transforme en vapeur deau, un gaz invisible. Cest lévaporation.

Cette vapeur deau, plus légère que lair, sélève dans latmosphère. En montant, elle se refroidit. Lair froid peut contenir moins de vapeur deau que lair chaud. Lorsque lair atteint son point de saturation, la vapeur deau se condense. Elle repasse à létat liquide, formant dinfimes gouttelettes autour de minuscules particules en suspension dans lair, comme des poussières, des sels marins ou des fumées. Ces milliards de gouttelettes, si légères quelles flottent, sassemblent pour comment se forme la pluie.

Le rôle clé des océans et de l'atmosphère dans la formation de la pluie

Les océans sont de loin le principal réservoir deau de la planète, couvrant plus de 70 % de sa surface. Cest donc là que naît la plus grande partie de la vapeur deau qui alimentera les nuages et, finalement, la pluie. Environ 90 % de leau qui sévapore dans latmosphère provient en effet des océans (citation:8). ^[1]

Cest un laps de temps très court qui lui permet de parcourir de grandes distances, poussée par les vents ^[2]. La pluie qui tombe sur votre tête a très bien pu commencer son voyage à des milliers de kilomètres de là. Par exemple, une partie de la vapeur deau qui arrose lest du Canada provient parfois daussi loin que le golfe du Mexique (citation:1).

Latmosphère, bien quelle ne contienne à un instant donné quune infime fraction de leau terrestre (environ 12 900 km3, soit de quoi recouvrir la Terre dune couche de 2,5 cm deau), agit comme lautoroute qui transporte cette humidité à travers le globe (citation:8).

Expérience simple : recréer la pluie dans une cuisine

Le principe de la formation de la pluie est si simple quon peut le reproduire chez soi avec une casserole deau bouillante et un couvercle froid. La vapeur qui sélève de leau chaude se condense en touchant la surface froide du couvercle, formant des gouttelettes qui finissent par retomber. Cest exactement ce qui se passe dans la nature : le Soleil chauffe leau, et lair froid en altitude joue le rôle du couvercle (citation:2).

Comment les gouttelettes deviennent-elles des gouttes de pluie ?

Les gouttelettes deau dans un nuage sont incroyablement petites, de lordre de 20 micromètres de diamètre en moyenne (citation:3). Elles sont si légères quelles flottent dans lair, portées par de faibles courants ascendants. Pour quelles se transforment en pluie et tombent, elles doivent salourdir en fusionnant avec dautres gouttelettes. Ce phénomène sappelle la coalescence.

Imaginez des milliers de toutes petites billes qui flottent et qui, en se percutant, se collent les unes aux autres pour nen former quune seule, plus grosse. Cest ce qui arrive dans le nuage. Lorsquune gouttelette devient suffisamment grosse et lourde, la résistance de lair ne peut plus la maintenir en altitude. Elle entame alors sa chute vers le sol. Dans les régions tempérées, un autre processus, appelé processus de condensation pluie, impliquant des cristaux de glace, est également crucial pour la formation des gouttes de pluie, en particulier pour les pluies abondantes (citation:5).

Le résultat de ce processus de croissance est une goutte de pluie. Une goutte typique a un diamètre compris entre 0,5 et 1 millimètre et tombe à une vitesse denviron 2 mètres par seconde (citation:5)(citation:7). Lors dune forte averse, les gouttes peuvent atteindre 4 à 5 millimètres et chuter à près de 30 km/h (environ 8 m/s) (citation:7). Au-delà denviron 6 à 8 mm, les gouttes deviennent instables et se fractionnent en plus petites gouttes pendant leur chute (citation:5).

Le poids surprenant des nuages

Les gouttelettes deau en suspension dans un nuage représentent une quantité deau gigantesque, ce qui explique leur poids surprenant ^[6].

Comparaison : Les différents types de précipitations

Si la pluie est la forme de précipitation la plus courante sous nos latitudes, leau peut retomber sur Terre de plusieurs autres manières, en fonction de la température et des conditions atmosphériques. Voici comment elles se comparent.

Pluie, neige, grêle et bruine : quelles différences ?

Bruine : Des gouttelettes très fines (moins de 0,5 mm) qui tombent lentement de nuages bas et stratiformes. On a limpression dune fine poussière deau.

Pluie : Des gouttes deau liquide de diamètre supérieur à 0,5 mm. Cest la forme la plus commune, résultant de la coalescence dans les nuages.

Neige : Se forme lorsque la température dans le nuage et tout au long de son parcours vers le sol est inférieure à 0°C. La vapeur deau se transforme directement en cristaux de glace qui sagglomèrent pour former des flocons.

Grêle : Un phénomène orageux. Des grêlons se forment dans de puissants nuages (cumulonimbus) lorsque des gouttes deau surfondues (liquides à une température négative) entrent en contact avec des cristaux de glace et gèlent instantanément. Des courants ascendants violents les font voyager à lintérieur du nuage, où ils sépaississent de couches de glace successives, comme un oignon, avant de devenir trop lourds et de tomber (citation:5).

Questions fréquentes sur l'origine de la pluie

Pour conclure, voici les réponses aux questions que les gens se posent le plus souvent sur la provenance eau de pluie si précieuse.

Pourquoi la pluie n'est-elle pas salée alors qu'elle vient de l'évaporation des océans ?

Cest une excellente question. Lorsque leau de mer sévapore, seules les molécules deau (H2O) passent à létat gazeux. Le sel et les autres minéraux, trop lourds, restent dans locéan. La vapeur deau est donc parfaitement pure. Ce nest quen traversant latmosphère et en se condensant quelle peut capter de minuscules particules (poussières, pollens...), mais pas de sel en quantité suffisante pour la rendre salée.

Toute l'eau évaporée des océans retombe-t-elle sur les océans ?

Non. Une grande partie de leau évaporée (environ 90 %) retombe directement sur les océans sous forme de précipitations (citation:8). ^[7] Les 10 % restants sont transportés par les vents au-dessus des terres. Cest ce pourcentage relativement faible qui alimente en eau douce tous les écosystèmes terrestres, les rivières, les lacs et les nappes phréatiques, rendant la vie sur les continents possible.

Est-ce que le volume d'eau sur Terre change ?

Non, la quantité deau sur Terre est constante depuis des milliards dannées. Le cycle de l'eau explication ne fait que la recycler. Elle change détat et de lieu, mais le volume total ne varie pas. La Terre ne gagne ni ne perd deau de manière significative ; elle la réutilise sans cesse.

D'où vient l'évaporation quand il n'y a pas de soleil (la nuit ou en hiver) ?

Lévaporation se produit même sans soleil direct. Elle dépend de la température de lair et de leau, de lhumidité ambiante et du vent. La nuit, les surfaces deau continuent de perdre de la chaleur et de sévaporer, bien que plus lentement. De même, en hiver, la neige et la glace peuvent se sublimer, cest-à-dire passer directement de létat solide à létat gazeux (vapeur deau) sans passer par létat liquide, notamment par grand froid et sous leffet du vent (citation:4).

Comparaison : Les différents types de précipitations

Pluie

• Liquide

• Gouttes de 0,5 à 5 mm de diamètre

• Température de l'air positive du nuage jusqu'au sol

• Coalescence de gouttelettes d'eau dans des nuages "chauds" ou fonte de cristaux de glace (processus de Bergeron) dans des nuages mixtes

Neige

• Solide (cristaux de glace)

• Flocons de quelques millimètres à plusieurs centimètres

• Température de l'air négative dans tout le nuage et jusqu'au sol

• Sublimation (passage de la vapeur d'eau à la glace) et agrégation de cristaux de glace dans le nuage

Grêle

• Solide (couches de glace)

• Grêlons de 5 mm à plus de 10 cm (exceptionnel)

• Orages violents, présence d'eau surfondue et de forts contrastes thermiques

• Courants ascendants violents dans un cumulonimbus, gel successif de couches d'eau surfondue

L'expérience de Marie : comprendre la condensation dans sa cuisine

Marie, une maman de deux jeunes enfants à Lyon, cherchait une activité simple pour leur expliquer d'où vient la pluie. Après avoir lu un article, elle a décidé de tenter l'expérience de la casserole. Elle a rempli une grande casserole d'eau et l'a portée à ébullition.

Son fils de 6 ans, Tom, était fasciné par la vapeur qui s'élevait. "Maman, elle part où l'eau ?" a-t-il demandé. Marie a alors sorti un couvercle en verre froid du réfrigérateur et l'a tenu au-dessus de la vapeur. Presque instantanément, de fines gouttelettes se sont formées sur le verre.

Mais la partie la plus excitante pour les enfants a été de voir ces gouttelettes grossir, puis soudainement, dévaler la pente du couvercle et retomber dans la casserole en imitant la pluie. "Regarde, il pleut dans la casserole !" s'est écriée sa petite sœur, âgée de 4 ans.

En quelques minutes, les enfants avaient compris le principe : la chaleur fait monter l'eau (évaporation), le froid la transforme en gouttes (condensation), et quand elles sont trop grosses, elles tombent (précipitation). Cette expérience simple a transformé un concept abstrait en un spectacle fascinant et compréhensible pour eux.