Modélisation de l’évapotranspiration dans des zones climatiques diverses du Pakistan à l’aide de l’algorithme d’équilibre d’énergie de surface pour la terre (SEBAL) via des technologies géospatiales

Pourquoi le cycle caché de l’eau compte

Quand on pense au changement climatique et à l’eau au Pakistan, on imagine souvent des glaciers qui fondent ou des rivières qui s’assèchent. Mais un processus plus discret, l’évapotranspiration — la perte combinée d’eau du sol, des surfaces d’eau et des feuilles des plantes — fonctionne comme le système de climatisation naturel du paysage. Cette étude pose une question simple mais urgente : alors que les villes pakistanaises croissent et que le climat se réchauffe, comment ce système de refroidissement naturel évolue‑t‑il à travers les différentes zones climatiques du pays ?

Un pays aux climats multiples

Le Pakistan s’étend des montagnes glacées du nord aux déserts brûlants du sud et aux plaines côtières humides. Pour comprendre cette complexité, les chercheurs ont divisé le pays en cinq grandes zones climatiques, couvrant les hauts sommets, les plaines fluviales irriguées, les plateaux secs de l’ouest, les basses terres centrales chaudes et la bande côtière du sud. Chacune de ces régions présente un mélange propre de cultures, forêts, zones urbaines et terres nues, ce qui signifie qu’elles absorbent et restituent chaleur et humidité de façons très différentes. Comprendre combien d’eau retourne à l’air depuis chaque zone est essentiel pour gérer les cultures, rafraîchir les villes et planifier face aux sécheresses et aux vagues de chaleur.

Observer la terre depuis l’espace

Plutôt que de s’appuyer uniquement sur des stations météorologiques, rares et inégalement réparties, l’équipe s’est tournée vers les satellites. En utilisant trois générations d’images Landsat issues de 1989, 1999, 2009 et 2019, ils ont combiné des images détaillées de la luminosité, du verdissement et de la température de la surface avec les relevés de température de l’air, humidité, ensoleillement et vent du Département météorologique du Pakistan. Ces données ont été intégrées dans une méthode connue sous le nom de Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL), qui suit essentiellement comment l’énergie solaire entrante se répartit entre le chauffage de l’air, le réchauffement du sol et l’évaporation de l’eau. À partir de cet équilibre, les chercheurs ont pu estimer la quantité d’eau quittant la surface chaque jour à l’échelle du pays, pixel par pixel.

Signes d’un paysage qui se réchauffe et se dessèche

Les archives satellitaires révèlent un schéma net sur trois décennies. Les températures de surface ont augmenté régulièrement, surtout dans les plaines centrales et méridionales et autour des grandes villes, tandis que les montagnes plus fraîches du nord sont restées un refuge relatif. La végétation, suivie grâce à un indice de verdure, s’est généralement améliorée jusqu’en 2009 mais a ensuite décliné en 2019 dans de nombreuses zones, en particulier là où les villes se sont étendues et où les terres se sont dégradées. Dans le même temps, la réflectivité du sol a diminué, indiquant un déplacement de surfaces plus claires, nues ou peu couvertes, vers des zones plus sombres qui absorbent la chaleur, comme les tissus urbains et les zones perturbées. Le rayonnement net — l’énergie totale disponible à la surface — a augmenté sur une grande partie du pays, renforçant ces tendances au réchauffement.

Le système de refroidissement naturel du Pakistan sous tension

Les profils d’évapotranspiration relient ces changements. En 1989 et 2009, de vastes zones des hautes terres du nord et certaines régions irriguées et côtières présentaient de fortes pertes d’eau quotidiennes, cohérentes avec une végétation saine, des sols humides et un fort refroidissement par évaporation. En 2019, cependant, les zones à évapotranspiration très élevée et élevée s’étaient nettement réduites, tandis que les zones à valeurs faibles et très faibles s’étaient étendues pour couvrir plus de la moitié du pays. Les plateaux secs de l’ouest sont demeurés constamment faibles, mais des déclins préoccupants sont apparus aussi dans les terres agricoles et le long de la côte, où zones humides et mangroves ont été perturbées. Les districts urbains et périurbains se détachent comme des points chauds où la perte de végétation et les surfaces dures ont réduit le refroidissement naturel, amplifiant la chaleur locale.

Ce que cela signifie pour les populations et l’aménagement

Pour le lecteur non spécialiste, la conclusion est simple : le paysage pakistanais perd une partie de sa capacité à se refroidir et à recycler l’eau vers l’atmosphère. L’augmentation des températures de surface, l’amenuisement de la végétation, l’assombrissement des surfaces et la réduction des zones à forte évapotranspiration indiquent ensemble un stress croissant dû à l’expansion urbaine, à la dégradation des terres et aux extrêmes climatiques. L’étude montre que des outils satellitaires comme SEBAL peuvent suivre de façon fiable ces changements même là où les mesures au sol font défaut. En intégrant ces informations dans les politiques de l’eau, la conception urbaine et les stratégies agricoles, les planificateurs peuvent mieux cibler la plantation d’arbres, protéger les écosystèmes clés et affiner l’irrigation pour conserver l’eau et atténuer la chaleur dangereuse. En substance, préserver les surfaces vertes et humides du Pakistan n’est pas seulement une préoccupation environnementale — c’est une façon concrète de sauvegarder l’alimentation, la santé et le confort dans un monde qui se réchauffe.

Citation: Islam, A., Ali, S.M., Alamery, E.R. et al. Modeling evapotranspiration in diverse climatic zones of Pakistan using Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) through geospatial technologies. Sci Rep 16, 10303 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39756-1

Mots-clés: évapotranspiration, télédétection, îlot de chaleur urbain, climat du Pakistan, gestion de l’eau