CHAPITRE XL

I)E l'oscillation barométrique SEMI DIURNE.

En admettant que l'adhérence moléculaire détruit rapidement toute vitesse acquise dans les fluides, le mouvement imprimé par une force variable devient proportionnel à cette force, quelle que soit sa direction. Ainsi, les composantes parallèles au rayon terrestre des forces solaire et lunaire impriment aux particules atmosphériques des vitesses verticales proportionnelles à ces composantes ; or , l'expression analytique de ces composantes renferme un terme dépendant <lu mouvement de rotation de la terre et soumis à une périodicité semi diurne pour chacun des astres (V. Mécan. cél.^ t. ii, p. 230), qui tantôt s'ajoute à la pesanteur, tantôt s'en retranche.

La vitesse verticale produite par la force partielle solaire serait

tt = - w -r cos'^v cosH eos 2a .

V étant la déclinaison de l'astre, a son angle horaire à l'instant de son action et / la latitude du lieu.

' Les valeurs positives de u représentent des vitesses ascendantes qui font baisser le baromètre en affaiblissant la pesanteur et les valeurs négatives représentent des vitesses descendantes qui font monter le baromètre en s'ajoutant à l'action de la pesanteur.

Les vitesses étant ascendantes de a = — 45® à a = + 45® ou de 9 heures du matin à 3 heures du soir, et de a = 135® à a =.225® ou de 9 heures du soir à 3 heures du matin.

Le minimum barométrique répondra à la fin des vitesses ascendantes, ou à 3 heures du soir et du matin.

De même, les vitesses verticales étant descendantes de a = 45® à ot = 45® H- 90 ou de 3 heures à 9 heures du soir, et de 3 heures à 9 heures du matin , le maximum barométrique répondra à la fin des vitesses descendante» à 9 heures du matin et 9 heures du soir.

D'un autre côté , l'action calorifique du soleil sur Téquateur est proportionnelle à co«* a, de même qu'elle est proportionnelle à cos^ l sur le méridien, ainsi que nous l'avons démontré.

Or, eûê^ « == 'g ^* + ^^^ ^ «)•

Ainsi, bien que l'action calorifique du soleil ne se produise que le jour, ses variations sont soumises à une périodicité semi diurne synchrone avec celle qui régit les variations de l'attraction de l'astre.

Or, pendant la présence du soleil sur l'horizon, la couche inférieure de l'air se dilate , pendant les valeurs positives de cos 2 a, augmente en hauteur et déterminé une augmentation de pression dans la couche supérieure qui en rompt l'équilibre et pousse l'air de la plus forte pression vers la moindre ; la pression inférieure diminuant par là dans la couche dilatée, il en résulte que la dilatation produite par l'action calorifique du soleil fait baisser le baromètre dans la couche inférieure, et doit y déterminer un minimum de pression à la fin des valeurs positives de cos 2 a ou à 3 heures du soir.

Auco'ntraire» les valeurs négatives de cos 2 « abaissent la température et la hauteur de la couche atmosphérique inférieure et y font refluer l'air latéral de la couche supérieure ; de là, une augmentation progressive de pression jusqu'à la fin des valeurs négatives de cos 2 a qui établissent le maximum de pression à 9 heures du matin et 9 heures du soir.

D'où l'on voit que l'influence barométrique de l'action calorifique du soleil est synchronet de même période el.de même

W V0|ÇU4^?I«N MMWiTfiiOUlï SEVI ^WRKE 171

sens que Tinfluence barométrique de la forée attraetÎTe de l'astre. L'action calorifique s'ajoute donc à cette dernière force et concourt à augmenter et à faciliter le mouvement oscillatoire serai diurne de Tair pendant le jour, et ce mouvement se per* pétue la nuit sous Finfluence de l'attraction solaire e* de Télasti-» cité de l'air. Maintenant, si l'on tient compte des vitesses acqui* ses, qui ne s'éteignent qu'après 2n secondes, Ton reconnaîtra que le mouvement ascendant de Tair ne s'arrête pas à 8 heures et peut se continuer jusqu'à 4 heures, heure moyenne du minimum barométrique ; de même, le mouvement descendant de l'air, au lieu de s'arrêter à 9 heures, se continue jusqu'à 10, heure moyenne du maximum barométrique diurne.

L'amplitude de l'oscillation barométrique semi diurne décroît de l'équateur au pôle avec cas H^ comme les températures moyennes, et peut être représentée par la courbe dei^ températures moyennes de la page 130; en mer, elle est représentée à chaque latitude par un nombre de millimètres égal au dixième du nombre de degrés centigrades de Ja température moyenne de l'air.

Latitudes, 0*» 10° 20» 30° 40» 50* 60« 70° 80» 90°

seiSSu^^^^^^^^ [ ^^^^ 2'^^ 2»" ^'^^ ^'^^ ^^^^ ^'^^ ^'** ®'*^' *

Ces amplitudes sont conformes à celles observées (Y, KaemtZt méorol, p. 260).

Au-dessus de 30 degrés de latitude, les oscillations irrégulières du baromètre rendent très-difficiles l'observation de la variation semi diurne qui n'excède guère 1 millimètre. Pour l'obtenir, on est obligé de prendre des moyennes horaires d'un grand nombre de jours, mais, par cela même, l'influence lunaire s'y trouve annulée ; aussi , à partir de 40 degrés de latitude k les amplitudes conclues de cette manière, des observations sont trop faibles de 0"**" 4, par rapport à celles calculées rapportées ci-dessus. Or, ces quatre dixièmes de millimètre représentent sensiblement l'action lunaire ; car, d'après Laplace, TampUtude

de roscillation barométrique produite aux syzygies par la somme des attractions du soleil et de la lune serait de 0°^ 6, D'un autre côté, l'action virtuelle de l'attraction solaire n'étant que le tiers de celle luni-solaire représentée par 0""°* 6 aux syzygies , l'action solaire entre dans ce chiffre pour 0°^°^ 2, et celle lunaire pour 0"°* 4.

Or, 0"*™ 4 sont le sixième de l'amplitude semi diurne a l'équateur; donc, les | de cette amplitude sont produits par le soleil. Donc, la marée résultante doit s'écarter de la marée solaire de i de la distance de cette dernière à la marée lunaire. Or, le plus grand intervalle qui puisse séparer les maxima de deux marées semi diurnes lunaire et solaire, est de 6 heures ; donc, aux quadratures, la, marée lunaire peut écarter la marée résultante de 1 heure de sa position horaire des syzygies , et faire percevoir le minimum barométrique à 5 heures au lieu de 4 heures.

Tels sont, en effet, les écarts maxima observés en mer pendant les voyages de la Bonite , de la Vénus et de YAstralabe. Mais, si en mer, les heures des maxima et minima barométriques diurnes subissent des écarts dont nous venons d'évaluer la grandeur, à terre , au contraire, ces heures ont une fixité presque invariable, constatée par M. de Humboldt dans les basses latitudes. Celte fixité provient d'abord de ce que la terre s'échauffe beaucoup plus que la mer sous l'action calorifique des rayons solaires, et, en second lieu, de ce que l'action lunaire s'exerce sur une masse d'air moindre sur terre que sur mer. Ainsi, l'effet lunaire est affaibli, tandis que celui de la chaleur solaire est augmenté ; de là, la faiblesse des écarts des marées résultantes de l'heure normale de la marée solaire.

Le rôle prédominant de l'action calorifique du soleil dans la production de l'oscillation barométrique semi diurne, concurremment avec les forces attractives solaire et lunaire plus faibles, explique pourquoi l'amplitude de l'oscillation barométrique semi dirme est :

Moindre la nuit que le jour ;

Moindre en hiver qu'en été (1) ;

Moindre en mer que sur terre ;

Moindre sur les plateaux élevés qu'au niveau de la mer.

Au haut des pentes roides des montagnes la variation est inverse de celle existant dans la plaine située à leur pied.

Ce fait, observé par Daniell, sur le mont Saint-Bernard; par Eschmann, sur le Rigi ; par Kaemtz, sur le Faulhorn, résulte de ce que l'augmentation de hauteur de la couche dilatée inférieure en fait pénétrer l'air dans la couche supérieure et en augmente la pression; au contraire, quand la couche inférieure se contracte par le froid, elle fait appel à l'air de la couche supérieure et en diminue la pression; de là le régime inverse des pressions barométriques au pied et au sommet des pentes roides des montagnes.

Sur un plateau étendu, quelle que soit d'ailleurs son élévation, ce régime inverse ne se produit pas, parce que l'air reposant sur ce plateau n'est pas en communication verticale avec l'air inférieur éloigné baignant le pied de ce plateau. Aussi, d'après M. de Humbolt (2), sur les grands plateaux du centre Amérique, à Popayan, à Mexico, à Quito, à Antisona, la variation barométrique diurne est exacteriient synchrone avec celle existant au niveau de la mer, mais l'amplitude de la variation y est d'autant moindre que le plateau est plus élevé.

(1) Quand le soleil occupe une déclinaison v, l'action calorifique aux diverses latitudes est proporlionnelle à eos • {l— v) de môme aussi l'amplitude de la variation barométrique diurne.

Or, en hiver la déclinaison t; est négative et l'on a cos* (l-\- v) <Ccos • (/— v).

(2) Voyage t. m, p. 279-283.