Peser la terre pour suivre l'évapotranspiration

Publié par Adrien le 07/01/2022 à 09:00
Source: CNRS INSU
L'évaporation des surfaces continentales et la transpiration de la végétation sont des variables majeures du cycle de l'eau. L'évapotranspiration constitue plus des deux tiers de l'eau précipitée à l'échelle continentale. Cependant, ce flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) "invisible" est difficile à caractériser et sa quantification est un véritable défi pour la communauté des hydrologues. En effet, il est difficile de comprendre le fonctionnement d'un hydrosystème lorsque l'on a une incertitude pouvant dépasser 40% sur le principal paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte...) de sortie.


La configuration particulière du site du LSBB avec deux gravimètres supraconducteurs superposés permet de mesurer l'évapotranspiration au pas de temps journalier. © CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...)

Une équipe de chercheurs de plusieurs disciplines et de laboratoires, dont l'UMR METIS, a exploité des suivis à haute fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...) de gravimètres supraconducteurs permettant de mesurer les changements de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) d'un massif (Le mot massif peut être employé comme :) karstique de la Grande Montagne (Une montagne est une structure topographique significative en relief positif, située à la...) (Vaucluse). L'équipe a tiré profit de la configuration unique au monde (Le mot monde peut désigner :) du Laboratoire Souterrain à Bas Bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son....) (LSBB, UAR 3538), un site de l'infrastructure de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) OZCAR qui possède deux gravimètres superposés, l'un en surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) et l'autre à 512m de profondeur. La soustraction (La soustraction est l'une des opérations basiques de l'arithmétique. La soustraction...) des signaux temporels entre ces deux gravimètres permet d'obtenir une chronique hydrologique d'une grande précision car elle est dépourvue d'effets globaux (e.g., marée (La marée est le mouvement montant (flux ou flot) puis descendant (reflux ou jusant) des eaux...), rotation des pôles) qui sont généralement difficile à corriger totalement des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) d'un seul gravimètre. La grande qualité de ces chroniques permet donc d'interpréter de très petites variations de signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) (de l'ordre de quelques nm/s²).

Cette étude a ainsi mis en évidence la détection de la perte de masse journalière du massif karstique liée au processus d'évapotranspiration, et permet donc de fournir une nouvelle approche novatrice d'estimation de l'évapotranspiration, complémentaire à d'autres méthodes traditionnellement utilisées.

Publication:
Carrière, S. D., Loiseau, B., Champollion, C., Ollivier, C., Martin-StPaul, N. K., Lesparre, N., Olioso, A., Hinderer, J., Jougnot, D. (2021). First evidence of correlation between evapotranspiration and gravity at a daily time scale from two vertically spaced superconducting gravimeters. Geophysical Research Letters, 48(24), e2021GL096579.
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