La relation qualitative et quantitative entre les variations spatio-temporelles de l'évapotranspiration potentielle et les variables météorologiques dans le couloir de Hexi, nord-ouest de la Chine

Pourquoi les terres arides et l'eau cachée comptent

Dans certaines des régions les plus sèches du globe, les cultures et les populations survivent avec une marge d'eau extrêmement réduite. Le couloir de Hexi, en Chine, une longue bande de champs coincée entre de hautes montagnes et le désert, en est un exemple. Cette étude pose une question apparemment simple mais aux conséquences importantes : à mesure que le climat se réchauffe et que les régimes météorologiques évoluent, à quelle vitesse l'eau quitte-t-elle le sol pour retourner dans l'air, et quels éléments du puzzle météorologique en sont principalement responsables ?

Une région longue et étroite sous pression climatique

Le couloir de Hexi s'étend sur environ mille kilomètres le long du pied nord des monts Qilian, dans le nord-ouest de la Chine. Les montagnes au sud stockent neige et glace, tandis qu'au nord s'étendent dunes et plaines graveleuses. Les précipitations sont rares, l'ensoleillement est intense et les vents peuvent être violents. Ces caractéristiques font de la région à la fois une zone importante de production alimentaire et un territoire extrêmement vulnérable à tout changement climatique. Dans de tels espaces arides, l'équilibre entre les pluies reçues et la perte d'eau contrôlée détermine fortement les cours d'eau, les nappes phréatiques, l'humidité du sol et, finalement, les récoltes.

Suivre l'eau invisible pendant soixante ans

Plutôt que de tenter de mesurer la perte d'eau effective de chaque parcelle, les auteurs se sont concentrés sur l'« évapotranspiration potentielle » – la quantité d'eau qui s'évaporerait et serait utilisée par les plantes si l'eau n'était pas limitante. C'est une référence standard pour évaluer la soif de l'air. En utilisant une formule largement acceptée qui combine ensoleillement, température, humidité, vent et éléments géographiques de base, ils ont calculé cette perte potentielle pour 21 stations météorologiques réparties dans le couloir de Hexi entre 1960 et 2019. Ils ont ensuite cartographié son évolution spatiale et temporelle et recherché des ruptures marquées dans la série.

Une demande en eau croissante dans un climat qui se réchauffe

L'analyse montre que la demande atmosphérique en eau dans le couloir de Hexi a augmenté globalement au cours de la période de 60 ans, bien que de façon non linéaire. Les chercheurs ont identifié deux points de basculement, autour de 1969 et 2002, séparant une baisse initiale, une longue phase relativement stable, puis une hausse plus récente. En moyenne, la perte d'eau potentielle est élevée : d'environ 1,2 mètre par an, augmentant du sud-est plus frais et légèrement plus humide vers le nord-ouest plus chaud. L'été domine cette demande. Parallèlement, les températures ont fortement augmenté, tandis que le rayonnement solaire net à la surface, la vitesse du vent et l'humidité relative ont généralement diminué, créant une lutte complexe entre les facteurs qui pilotent l'évaporation.

Démêler ce qui compte le plus

Pour déterminer quels ingrédients météorologiques sont les plus étroitement liés à cette soif croissante, l'équipe a combiné plusieurs outils statistiques. Ils ont regroupé les six variables principales en deux familles larges : une « famille température » (température moyenne, maximale et minimale plus le rayonnement net) et une « famille vent et humidité » (vitesse du vent et humidité). Toutes les méthodes ont convergé pour indiquer que la famille température est celle qui évolue le plus en phase avec l'évapotranspiration potentielle. Les tests de sensibilité ont montré que les variations du rayonnement net ont l'impact immédiat le plus fort, suivies par la vitesse du vent puis la température moyenne, tandis que l'humidité et les extrêmes de température quotidienne ont moins d'importance. Mais lorsque les auteurs ont aussi pris en compte la vitesse de variation de chaque variable elle-même, un tableau différent est apparu : la hausse régulière de la température moyenne devient le moteur dominant de l'augmentation à long terme de la demande atmosphérique en eau, le vent et le rayonnement jouant des rôles importants mais secondaires.

Ce que cela signifie pour les agriculteurs et les gestionnaires de l'eau

Pour les responsables de la gestion de l'eau rare dans le couloir de Hexi et dans d'autres zones arides, le message est clair. Même si les vents se sont affaiblis et que l'énergie solaire de surface a légèrement diminué, le réchauffement continu pousse l'air à extraire davantage d'eau du sol et des cultures. L'étude estime qu'environ les trois quarts du changement à long terme de l'évapotranspiration potentielle peuvent être expliqués par l'effet combiné des six facteurs météorologiques examinés, la hausse de la température moyenne arrivant en tête. Cela signifie que les plans d'irrigation, les alertes de sécheresse et les projets de restauration écologique dans les régions arides et semi-arides doivent tenir compte non seulement de la quantité de pluie, mais aussi de la manière dont une atmosphère qui se réchauffe et évolue subtilement augmente la traction cachée exercée sur chaque goutte stockée dans les champs et les nappes phréatiques.

Citation: Ma, Y., Niu, Z., Wang, X. et al. The qualitative and quantitative relationship between the spatiotemporal variations of potential evapotranspiration and meteorological variables in the Hexi corridor, Northwest China. Sci Rep 16, 12282 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42072-3

Mots-clés: évapotranspiration, changement climatique, couloir de Hexi, agriculture aride, ressources en eau