DIFFUSE

Lorsqu'on a calculé de cette manière ou mesuré directement l'intensité I des rayons solaires qui correspond à la distance zénithale ^, cette intensité représente la quantité de chaleur ou de lumière que reçoit une surface exposée au soleil sous une incidence perpendiculaire. Pour avoir la quantité de rayons que reçoit une surface horizontale, il faut encore multiplier cette intensité par cosz, car le faisceau dont la section transversale est égale à l'unité couvre une surface horizontale plus grande dans le rapport de i ! cos^, et chaque centimètre carré de cette surface horizontale ne reçoit plus, par conséquent, qu'une quantité de rayons plus petite dans le rapport de cos^ti. Ainsi la quantité de lumière ou de chaleur que reçoit une surface horizontale est égale à Icosz.

Le produit S = Icos2 n'est autre chose que la composante verticale des rayons obliques : il est commode de lui donner un nom ; nous l'appelle-

rons la force verticale du Soleil, pour la distinguer de hi force normale! (qui s'exerce sur une surface normale aux rayons) . En faisant I=o,5-f-i,5(|)', on aurait :

Hauteur du Soleil.

Force normale 1.

Force yerticale S

I ,5oo

o,ii4

o,5oo

Dans les circonstances ordinaires, le décroissement doit être encore beaucoup plus rapide, à cause des brumes qui le plus souvent enveloppent Fhorizon. Les flancs des coteaux exposés au midi sont plus favorisés que la plaine horizontale, car ils reçoivent les rayons solaires dans une direction moins inclinée (le facteur cos^ doit alors être remplacé par le cosinus de Tangle que font les rayons avec la normale à la surface insolée). Cependant tout ce que gagnent les pentes exposées au soleil est perdu par les pentes ombragées, et en moyenne, comme l'a fait remarquer M. Grisebach, les pays accidentés reçoivent moins par unité de surface que les plaines, parce qu'ils ont plus de surface pour une même étendue horizontale. Les agriculteurs savent que les terrains montagneux produisent en proportion de leur base et non de leur superficie.

D'un autre côté, il y a lieu de croire que le facteur cosz, qui tient compte de Tinclinaison des rayons, ne doit pas être employé lorsqu'on veut évaluer la somme de lumière que reçoit la végétation, car les feuilles ne sont point horizontales, elles sont librement suspendues et baignent dans les rayons du Soleil. Ce facteur est, au contraire, fort important lorsqu'il s'agit de calculer réchauffement du sol.

C'est ainsi que la quantité de lumière que reçoit un point donné de la Terre varie avec la hauteur du Soleil dans les circonstances normales, c'està-dire quand le ciel est pur. Les nuages peuvent pendant une série de jours arrêter presque complètement les rayons directs du Soleil ; le degré actinométrique qu'on observera dépend donc essentiellement du degré de sérénité du ciel. D'un autre côté, les petits nuages blancs, les cirrhus, augmentent la clarté du jour en réfléchissant la lumière comme des réverbères.

Enfin il ne faut pas oublier que les rayons arrêtés par l'atmosphère se retrouvent en grande partie dans la lumière diffuse du jour, qui vient s'ajouter aux rayons directement transmis. Cette lumière 'bleue qui nous revient de tous les points du firmament après des réflexions multiples dans les couches supérieures de l'atmosphère entre pour une part assez notable dans la somme de lumière que reçoit la végétation ; le soir, quand le soleil approche de l'horizon, le matin, quand il commence

à s*en éloig^ner, la lumière diffuse surpasse même en intensité les rayons directs. U éclairenient ou V illumination d'un lieu donné est donc une fonction très-complexe de la hauteur du Soleil , même quand le ciel est pur. On peut la mesurer directement : c'est elle qui devrait être représentée par le degré actinométrique qu'on enregistre.

M. Clausius a essayé de calculer les intensités relatives des rayons solaires directs et de la lumière diffuse en parlant de l'hypothèse que celte dernière est produite par les réflexions que les rayons éprouvent à la surface des vésicules de vapeur dont il suppose que l'air est chargé. L'unité étant la quantité de lumière qu'une surface horizontale recevrait du Soleil placé au zénith, si l'atmosphère n'existait pas, on trouve d'abord que la même surface recevrait directement du Soleil dont la distance zénith^e est z une quantité de rayons égale à cosr, si l'atmosphère était absente, et qu'elle reçoit en réalité la quantité cos^p' par suite de l'absorption exercée par l'atmosphère. La différence, cos^: (i — /?'), représente la perte subie par la lumière directe du Soleil. Une portion de cette quantité doit être absorbée par l'air ou renvoyée vers l'espace, une autre portion est réfléchie par les molécules gazeuses et nous revient finalement comme lumière diffuse. Le rapport Z de la portion perdue à celle qui est réfléchie et diffusée est une fonction de z , indépendante du coefficient p^ et dont M. Clausius a déterminé les

valeurs numériques. L'intensité de la lumière diffuse du ciel est finalement

C =Z cosz ( I — /?').

Voici quelques nombres calculés à Taide de ces formules, en prenant p ±= 0,75 et s = sécz. Je désigneraipar l=p^h force normale, par S = I cos^ la force verticale du Soleil.

Soleil.

Lumière totale.

Hantenr

Ciel.

du Soleil.