Une base de données mensuelle de l’évapotranspiration potentielle à 0,1° fondée sur les modèles optimaux pour les zones de végétation mondiales

Pourquoi mesurer cette perte d’eau invisible est important

Quand on pense à l’eau, les rivières et la pluie viennent généralement à l’esprit. Mais une grande partie de l’eau de la Terre retourne discrètement dans l’air sous forme d’« évapotranspiration » : l’eau qui s’évapore du sol et des surfaces d’eau, et celle libérée par les plantes. Les scientifiques utilisent une notion voisine, l’évapotranspiration potentielle, pour estimer la soif de l’atmosphère et la quantité d’eau qui pourrait être perdue si les ressources en eau étaient illimitées. Cela a des implications pour l’agriculture, la surveillance des sécheresses, l’écoulement des rivières et même la biodiversité. L’étude présentée ici fournit un nouveau jeu de données global à haute résolution de cette demande d’eau invisible, conçu pour être plus précis et plus réaliste que de nombreux produits aujourd’hui en usage.

Comment les scientifiques estiment la « soif » du ciel

L’évapotranspiration potentielle (PET) est une sorte de valeur « et si » : combien d’eau quitterait la terre s’il n’y avait aucune limitation d’humidité. Elle est essentielle pour suivre les sécheresses, planifier l’irrigation et comprendre comment le changement climatique modifie les cycles de l’eau. Au cours des dernières décennies, de nombreuses formules mathématiques ont été développées pour estimer la PET à partir de données météorologiques telles que la température, le rayonnement, l’humidité et le vent. Ces formules vont de recettes simples basées sur la température à des approches plus complexes qui décrivent explicitement le transfert de chaleur et d’humidité entre la surface et l’air. Les produits mondiaux de PET utilisés aujourd’hui reposent souvent sur une ou deux formules standard avec des réglages par défaut, appliquées à l’échelle planétaire de manière uniforme.

Pourquoi les estimations existantes peuvent induire en erreur

Utiliser une mauvaise formule de PET — ou l’employer avec des réglages universels — peut sérieusement fausser notre perception de la sécheresse. Des travaux antérieurs ont montré que les méthodes courantes peuvent exagérer le dessèchement continental, ou se comporter très différemment selon les régions. Par exemple, une approche largement utilisée fonctionne bien dans les régions humides mais échoue ailleurs, en partie parce que son paramètre clé est traité comme une constante fixe. Une autre norme populaire fixe la même hauteur de végétation et la même résistance foliaire partout, alors que les forêts, prairies, zones humides et terres cultivées diffèrent énormément. En conséquence, les produits mondiaux actuels de PET peuvent introduire une incertitude cachée dans les études sur les tendances climatiques, les débits fluviaux, la demande en eau des cultures et les indices de sécheresse.

Construire une meilleure représentation globale

Pour répondre à ces problèmes, les auteurs se sont appuyés sur des mesures directes d’échange de chaleur et d’eau entre la surface et l’atmosphère, recueillies sur 178 sites de surveillance dans le monde à l’aide de tours instrumentées hautes. Ils se sont concentrés sur 124 sites disposant des informations détaillées nécessaires pour calibrer cinq formules de PET largement utilisées, couvrant des approches basées sur la température, le rayonnement et des méthodes combinées. Pour chaque type de biome — telles que forêts sempervirentes, arbustes, savanes, prairies, zones humides et terres cultivées — ils ont utilisé une recherche Monte Carlo pour affiner les paramètres clés afin que chaque formule corresponde au mieux aux jours où les plantes n’étaient pas limitées par l’humidité du sol. Ils ont ensuite testé rigoureusement la capacité de ces modèles ajustés à reproduire la PET quotidienne, incluant des contrôles croisés sur des sites exclus de la calibration et sur un ensemble indépendant de tours.

Choisir les meilleurs outils pour chaque paysage

La comparaison a révélé que deux formules axées sur le rayonnement donnaient systématiquement les meilleures performances : le modèle de Priestley–Taylor et le modèle de Milly–Dunne. Selon le biome, l’un ou l’autre s’est avéré le plus proche des mesures de tour, capturant généralement très bien les variations quotidiennes de PET. De manière encourageante, leurs réglages calibrés se sont bien transférés à des sites nouveaux et non utilisés, ce qui suggère que ces modèles ajustés peuvent être appliqués en dehors du réseau d’observation d’origine. Forts de ce résultat, les chercheurs ont combiné les modèles choisis avec quatre grands jeux de données météorologiques mondiaux et une carte d’occupation des terres mise à jour annuellement. Ils ont produit un jeu de données mensuel de PET sur une grille de 0,1 degré (environ 10 km) pour toutes les terres végétalisées de 1992 à 2022, créant ainsi une sorte de film sur 30 ans de la demande en eau de l’atmosphère sur différents types de paysages.

Comment la nouvelle carte se compare et ce qu’elle révèle

Pour évaluer leur produit, les chercheurs l’ont comparé à un jeu de données mondial de PET de référence, largement utilisé en hydrologie et en écologie. Pour la plupart des types de végétation, leurs nouvelles estimations suivaient de plus près les observations des tours, en particulier pour les forêts mixtes, les arbustes, les savanes, les prairies et les terres cultivées. En examinant les tendances à long terme, les deux jeux de données montraient une augmentation de la PET sur une grande partie du globe, avec quelques poches notables de diminution dans certaines régions d’Amérique du Sud et d’Asie. Toutefois, les détails différaient parfois selon la région, en partie parce que le nouveau produit s’appuie principalement sur l’énergie disponible à la surface, tandis que l’ancien est plus sensible aux variations de vent et de sécheresse de l’air.

Ce que cela signifie pour l’eau, l’alimentation et les écosystèmes

Pour les non‑spécialistes, le message clé est que notre jauge de la « soif » atmosphérique vient de gagner en précision. En adaptant les modèles aux types de végétation spécifiques et en utilisant une information réaliste et évolutive sur l’occupation des sols, ce nouveau jeu de données de PET devrait améliorer les estimations des besoins d’irrigation, renforcer les modèles hydrologiques et affiner les indices de sécheresse et d’aridité. Il ouvre également des perspectives pour étudier comment le changement d’usage des terres — déforestation, perte de zones humides ou extension des surfaces cultivées — modifie la demande en eau régionale et les conditions écologiques. Si des incertitudes subsistent, notamment dans les régions peu équipées en tours de mesure et sur la manière dont la physiologie végétale répond à l’augmentation du dioxyde de carbone, ce travail constitue un pas important vers des cartes plus fiables et plus fines de la quantité d’eau que l’air réclame à la terre.

Citation: Bi, Z., Sun, S., Ma, Q. et al. A 0.1° monthly potential evapotranspiration dataset based on the optimal models over global vegetation zones. Sci Data 13, 580 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06956-3

Mots-clés: évapotranspiration potentielle, cycle mondial de l’eau, surveillance des sécheresses, changement d’usage des terres, données climatiques