CHAPITRE V

JLa pression atmosphérique. — Oll Sait qu'au bord de la

mer la pression atmosphérique est à peu près égale à une colonne de mercure de 760 à 761 millimètres; mais on sait aussi que la pesanteur varie :

1° Suivantles degrés de latitude ;

2° Suivant l'élévation d'un endroit au-dessus du niveau de la mer ;

3° Suivant les heures du jour, et, pour un même endroit, suivant les saisons et d'autres influences. ,

1" Différence suivant les degrés de latitude. — Près de l'équateur, la pression atmosphérique est d'environ 758 millimètres; l'air étant plus chaud se dilate et s'élève dans les régions supérieures, il s'écoule ensuite vers les pôles. A partir de l'équateur, la pression augmente jusqu'au 30" ou 40" degré, oi^i elle a 762 à 764 millimètres. Cette augmentation semble fondée sur la superposition des courants inférieurs, qui se dirigent des pôles vers l'équateur, et des courants supérieurs, qui se dirigent de l'équateur vers les pôles. La pression recommence à diminuer vers les pôles ; elle est le plus faible entre le 60" et le 70" degré (Mûller). La pression n'est que de 752 millimètres ta Reikiavig en Islande, 64^8 latitude nord, et 21°, 55 longitude ouest; tandis qu'au Spilzberg, de 76" à 80" de latitude nord et de 9° à 22° de longitude est, elle n'est que de 756 milli-

o2 ÉLÉMENTS OU FACTEURS DU CLIMAT.

mètres. Cependant la diminution n'est nullement régulière. 2° Différence suivant l'élévation au-dessus du niveau de la mer. — A mesure qu'on s'élève au-dessus de la mer, on remarque une diminution de la pression atmosphérique, qui devient toujours plus sensible, en raison de l'élévation; en effet, il faut retrancher du poids de la colonne d'air, située au-dessus d'un point élevé, le poids de la colonne d'air comprise entre le point en question et la mer. Il existe des tableaux qui indiquent proportionnellement la diminution de la pression ; il en résulte que l'élévation peut se déduire de la pression atmosphérique, si l'on a soin de tenir compte de la température. Les couches atmosphériques inférieures sont plus lourdes que les couches supérieures ; ainsi une couche d'air de 10'", 5 d'élévation pèse autant, par une pression atmosphérique de 760 millimètres, qu'une couche de 16"", 8 d'élévation, à Potosi, par une pression de 471 millimètres, et à une altitude de 4,060 mètres au-dessus de la mer; autrement dit, au bord de la mer, l'air est environ \ ,6 de fois plus densfe qu'au-dessus de Potosi. A Potosi, il faut gravir 16'", 8 pourvoir baisser le baromètre d'un millimètre, tandis qu'au bord de la mer il suffit de monter de 10", 5.

•3° Variations périodiques de la pression atmosphérique. — Les variations de la pesanteur de l'air sur un même point sont en partie périodiques, en partie non périodiques ou accidentelles. Parmi les variations périodiques nous remarquons : a) La variation quotidieîine qui a deux maxima et deux ininima. En partant de midi, nous trouvons, en moyenne, pour 1 hémisphère nord :

Diminution jusqu'au premier minimum de 3 à 5 laeures du soir.

Augmentation jusqu'au premier maximum. . . de 9 à II — —

Diminution jusqu'au deuxième minimum... de 3 à 5 — du matin.

Augmentation jusqu'au deuxième maximum, de 9 à 11 — —

Sous les tropiques, l'étendue des variations est plus grande que dans les zones froides et les zones tempérées ; ainsi, à Cu-

mana, dans le Venezuela (10°, 27 lat. nord, 64°, 11 long, ouest), elle est de 2"", 36 ; h Paris (48°, 50 lat. nord, 2°, 20 long, est) de 0'°°^,775 ; à Saint-Pétersbourg (59,56° de lat. nord et 30, 19° de long, est) de 0'""',2. En été, elle est plus forte qu'en hiver; h Milan, en été, la yarialion journalière s'élève environ à 0^^,961 ; tandis qu'en hiver elle n'atteint <[u'envii^on 0'"'",700; à Halle, elle s'élève en été à 0'"'",569, on hiver à 0°^",363.

b) Variations annuelles. — On peut dire, en général, que la pression atmosphérique est plus forte en hiver qu'en été; ensuite, que cette différence est plus régulière près des tropiques que dans les latitudes élevées. Ainsi, à Calcutta (22°, 33 latitude nord, 88°, 19 long, est) la pression est la plus forte en janvier; elle diminue jusqu'en juillet (747°"", 54), puis recommence à augmenter jusqu'en janvier (764™", 57) de sorte que laA'^ariation annuelle est de 17'""^,03. A Macao, en Chine (22°, 10 lat. nord, 113°, 32 long, est), le maximum est en décembre, 768°"^, 65 ; le minimum en juin, 757'°™,31 ; la différence est donc de 11'"'^,24. A Berlin (52°, 30 lat. nord, 13°, 23 long, est), le maximum est en décembre, 761"", 91 ; le minimum en juin, 757"",82 ; la différence est de 4"",09 ; il n'y a pas d'augmentation régulière du minimum au maximum. A Saint- Pétersbourg (59°, 56 lat. nord, 30°, 19 long, est), le maximum est en janvier, 760 millimètres; le minimum en juillet, 756"*", 53; différence 3"", 47.

Eufliiesice tlc»s liauteurs sur les Tarîatîoiis périodiques. — LiCS

variations périodiques sont moins fortes sur les hauteurs, parce que la colonne d'air qui repose sur les points élevés est moins élevée. Ainsi, Kaemtz trouva à Zurich la variation quotidienne de 1"",566 et sur le Faulhorn seulement de 1"",09. Sur le Faulhorn, la marche des variations diffère aussi de celle de la plaine.' Là, le baromètre baisse de midi jusqu'à cinq heures du matin, puis monte jusque vers midi pour baisser encore; il n'a donc qu'un maximum vers midi et un

minimum vers cinq heures du matin ; tandis que dans la plaine on remarque, ainsi que nous Favons indiqué, deux maxima et deux minima. Les observations de Kaenitz, Martine et Plantamour prouvent que, sur les hauteurs, les variations non périodiques sont également plus faibles.

Variations non périodiques. — Les variatious uou périodiques sont beaucoup plus considérables que les périodiques. Elles sont plus fortes pendant les mois d'hiver que pendant l'été, et plus fortes dans les latitudes élevées que près des tropiques. Les variations entre la moyenne mensuelle la plus élevée et la plus basse sont, cà Batavia (6°, 12 lat. sud) de2™°',98, à la Havane (23", 9 lat. nord) de 27"'"', 88, à Berlin (52%30 lat. nord) de 25"",4, à Londres (51°, 31 lat. nord) de 27™", 88, à Christiania (59% 55 lat. nord) de 33'"°',05.

On a établi des lignes qui relient entre eux les points dont le degré moyen mensuel de variations barométriques est le même, et on les a nommées lignes, isoharométriq\ies. Par lignes isobariques, on comprend, par contre, des lignes qui relient les points dont la moyenne de pression atmosphérique, dans le cours de l'année, est la même; ce sont les lignes isobares annuelles ; celles qui réunissent les points qui ont la même moyenne pendant chaque mois sont connues sous le nom d'isobares mensuelles. Ces lignes isobariques sont de la plus haute importance pour la météorologie, en ce qu'elles aident à déterminer les vents dominants et les conditions climatériques qui en dépendent.

Causes des Tariations barométriques. — La répartition inégale et toujours changeante de la chaleur est la principale cause des variations barométriques; la seconde cause, qui dépend de la première, est la variation continuelle du degré d'humidité de l'air. En s'échauffant, l'air devient plus léger, s'élève et s'échappe vers les hauteurs ; la pression de la colonne d'air chaud doit être plus faible, tandis que la colonne d'air froid de même hauteur doit être plus lourde. Les cou-

rants atmosphériques provoquent tantôt des superpositions de courants de température difîérente, tantôt repoussent certains courants; de là, de continuelles variations. Toute la pression de la colonne d'air n'est pas produite par l'atmosphère ellemême, mais aussi par la vapeur d'eau qu'elle contient, et la colonne perd proportionnellement de sa pesanteur, dès qu'une partie de cette vapeur se condense ou tombe en rosée ou en pluie. Les vents exercent une influence considérable sur la pression atmosphérique qui varie suivant les conditions de température et d'humidité qu'ils amènent.

Effets physiologiques. — Il n'cst pas facile de déterminer les effets physiologiques des variations périodiques et non périodiques ordinaires de la pression atmosphérique sur l'organisme humain, parce que ces effets se rattachent toujours aux changements que subissent les autres éléments (chaleur, humidité, électricité, vent, etc.). Cependant, en examinant l'effet de variations plus fortes de la pression atmosphérique, on arrive à jeter quelque lumière sur ce sujet.

Effets «le l'aug-menfation de la pression atmosphérique. —

D'après les expériences faites avec les appareils pneumatiques de Vivenot, Lange, Panum et G. de Liebig, il semble qu'en augmentant la pression atmosphérique d'une demi à deux atmosphères, on provoque une plus grande capacité des poumons; le nombre des pulsations et des inspirations diminue, le pouls devient plus fort, l'appétit augmente, le sang absorbe plus d'oxygène et dégage plus d'acide carbonique.

Effets de la diminution de la pression atmosphérique. — LcS

observations sur les effets de la diminution de la pression atmosphérique ont été généralement faites pendant des voyages en ballon ou pendant des ascensions, et ils sont difficiles à préciser, parce qu'on ne peut guère les isoler des effets produits parles changements survenus dans les conditions de température, d'humidité, de lumière, d'électricité; les propor-

lions de la quantité d'ozone ne sont plus les mêmes; dans les ascensions, on peut ajouter l'efîet de la fatigue comme un obstacle de plus.

Nous possédons vingt-huit observations personnelles sur l'effet produit par la diminution de la pression atmosphérique. Ces observations ont été faites pendant des ascensions en voiture ou en chaise à porteurs, c'est-à-dire peu fatigantes, sur deux personnes très vigoureuses, vingt et une personnes, sinon robustes, du moins bien portantes, et cinq personnes atteintes d'affections chroniques du cœur ou des poumons. Les ascensions allaient du bord de la mer à une élévation de 1,100 mètres, ou d'un point, d'une altitude de 400 à 600 mètres, à des hauleurs de 1,000, 3,000 et 3,300 mètres. Dans les ascensions à 1,100 et 1,500 mètres, on constatait, dans notre caravane, un sentiment général de bien-être, plus de gaîté et l'envie de manger; dix ou quatorze de nos compagnons étaient plus altérés et avaient une accélération du pouls de 5 à 10 p. 100; neuf ou dix des touristes éprouvaient une accélération de la respiration de 3 à 4 p. 100. Tous, même les cinq invalides, se sentaient plus de force et d'élasticité, pouvaient, sans fatigue, exécuter certains mouvements. Dans les ascensions à 2,600 mètres, les conditions restèrent les même pour tous, y compris les malades, mais le moindre mouvement provoquait une accélération du pouls et de la respiration, qui allait jusqu'à 80 ou 90 p. 100 chez ceux qui n'étaient pas habitués au séjour des montagnes: chez l'un d'eux, cet état se compliqua de vertiges et de malaise, probablement par suite d'anémie cérébrale due à une insuffisance mitrale prononcée. Les touristes habitués aux montagnes se sentaient plus de force et tous les mouvements leur paraissaient plus faciles. A une altitude de 3,000 mètres, on remarqua, au repos, une accélération du pouls (8 p. 100) et de la respiration (15 à 30 p. 100) sans autres effets désagréables chez un phtisique, chez un malade atteint d'in-

suffisance aortique, chez cinq personnes peu vigoureuses et chez un homme robuste ; mais une ascension légère occasionna delà dyspnée chez deux malades; celui qui avait une maladie de cœur eut une syncope, son pouls devint presque imperceptible et les battements du cœur devinrent très irréguliers. Le repos et quelques gorgées devin firent disparaître ces accidents au bout de quelques minutes; le malade n'éprouvait plus qu'un sentiment de malaise et des envies de vomir. 11 y eut d'abord des mouvements antipéristalliques, puis des mouvements péristaltiques plus violents de l'intestin, avec envies d'aller à la selle. Ces efîets ne disparurent qu'à la descente, à la hauteur de 2,800 mètres.

La fréquence du pouls du malade atteint de phtisie chronique augmentait de 20 p. 100 au repos et de 65 p. 100 pendant l'ascension ; les battements du cœur devenaient aussi irréguhers; mais il n'avait pas les symptômes du mal de montagne constatés chez le malade atteint d'insuffisance aortique. Après un repos d'une heure ou deux, les valides purent reprendre leur ascension ; ni le cœur ni l'activité pulmonaire ne furent impressionnés comme au début, sans doute parce que nos touristes venaient en quelque sorte de s'habituer à la montagne. Nous continuâmes nos observations sur quatre autres touristes, l'un robuste, les trois autres moins vigoureux; chez l'un de ces derniers on remarquait, à 3,300 mètres, une augmentation légère de la fréquence du pouls et de la respiration, d'environ 10 à 15 p. 100 et qui n'atteignit que 20 à 25 p. 100 après un peu de mouvement. Tous étaient gais, avaient envie de manger et de boire; tous les mouvements étaient faciles ; le pouls du touriste, en apparence le plus robuste, augmenta de 20 p. 100 au repos et de 85 p. 100 pendant la marche; sa respiration augmenta de 25 à 30 p. 100; il sentit bientôt que ses forces l'abandonnaient, il éprouva des mouvements antipéristaltiques et des envies de vomir, puis arrivèrent les vomissements, et

peu après la diarrhée. Les deux autres personnes n'éprouvaient qu'une légère accélération du pouls et de la respiration, un peu de fatigue et, pendant la marche, un manque de respiration. Après un léger repos, ces phénomènes disparurent, mais reparurent affaiblis, quand nous nous remîmes en marche.

Épanclieineiit de sanis^ et cliaus^enient de température pendant

l'ascension. — Daus aucuu cas il n'y eut d'épanchement de sang par les muqueuses; la température des deux personnes atteintes du mal de montagne s'abaissa de 0'',4 à 0°,6 C. ; elle redevint normale quelques heures plus tard, quand le malaise eut disparu. A une hauteur de plus de 1,000 mètres, la transpiration était relativement insignifiante.

En réunissant toutes ces observations, nous trouvons qu'à une élévation de 1,100 à 1,500 mètres, les personnes bien portantes éprouvent une faible accélération du pouls et de la respiration, avec un sentiment de bien-être ; les mouvements sont plus faciles; la soif et l'appétit sont augmentés ; il y a moins de disposition à la transpiration. Mais à une hauteur de 3,000 à 3,300 mètres, les pulsations et la respiration augmentent de fréquence ; pour les uns, le moindre effort musculaire entraîne l'affaiblissement et l'irrégularité de l'activité du cœur ; il s'ensuit des faiblesses et les symptômes du mal de montagne, qui semblent tenir à de l'anémie cérébrale et qui disparaissent par les stimulants et le repos dans une position horizontale. Chez beaucoup de personnes assez robustes, l'activité cérébrale devient étonnamment vive à une hauteur de plus de 1,500 mètres; dans quelques cas rares cette activité atteint même un degré inquiétant : c'est à cela qu'on peut aussi attribuer, en partie, les fréquents accès d'insomnie. Il faut cependant remarquer qu'en général l'homme a besoin de moins de sommeil sur les hauteurs que dans la plaine ou au bord de la mer.

Un, fait que l'on observe souvent dans les contrées élevées,

c'est la grande tolérance pour les boissons alcooliques; elle tient peut-être à Tévaporation rapide qui est une des propriétés de l'air dilué. Du reste, sur les hauteurs, l'alcool semble avoir pour quelques personnes une action stimulante, Solly admet ce fait comme règle au Colorado.

Voyages en ballon. — Parmi les dangers auxquels sont exposés les aéronautes, nous considérons comme très importants ceux qu'ont courus Gay-Lussac et Glaisher. A une hauteur d'environ 7,000 mètres au-dessus du niveau de la mer, Glaisher constata sur lui, et la plupart de ses compagnons, que les mains et le A^isage bleuissaient, que les pulsations devenaient plus fréquentes et la respiration plus difficile; au-dessus de 8,000 mètres, tous étaient plus ou iTtioins incapables de remuer leurs membres ; à une plus grande hauteur, ils perdaient connaissance.

Aucun n'eut d'hémorragie ni de bourdonnements d'oreilles, et tous les symptômes disparurent rapidement avec la descente du ballon, si bien qu'en arrivant à terre, Glaisher put eucore faire deux bonnes lieues à pied [British médical Journal^ 1862, vol. II). Crocé-Spinelli, Sivel et d'autres nouveaux aéronautes français n'éprouvèrent également pas d'hémorragies jusqu'à une hauteur de 7,000 mètres. Dans le dernier grand voyage aérien, où Crocé-Spinelli et Sivel périrent, on dépassa deux fois l'élévation de 8,000 mètres; il survint du coma et une hémorragie pulmonaire qui amena la mort.

li^tats pathologiques produits par un changement de pression

subit et important. — Nous renvoyous aux observatious importantes de Leyden, Lehwess et d'autres sur les ouvriers qui travaillent dans les mines et à la construction des ponts, sous une pression de 2 à 3 atmosphères, et qui reviennent subitement à. la pression normale. Ils éprouvent le plus souvent des douleurs dans les oreilles et dans les articulations, des vertiges et quelquefois des envies de vomir; on a observé plusieurs fois des paraplégies, avec perle de la sensibilité et

du mouvement; la plupart des malades guérirent complètement au bout de quelques jours ; quelques cas furent mortels. Dans un cas oii le malade mourut quinze jours après, Leyden trouva dans la portion dorsale de la moelle, au niveau des 'cordons postérieurs et dans la portion postérieure des cordons latéraux, des sillons remplis d'amas cellulaires jaunâtres qu'il attribuait à des déchirures du tissu par suite delà mise en liberté subite de petites vésicules gazeuses (Hoppe-Seyler et P. Bert). On ne peut néanmoins attribuer ces phénomènes à une raréfaction de l'air, mais à la transition subite d'une pression atmosphérique considérable à une pression normale [Archiv fur Psychiatrie, vol. IX),

Vents et courants atmosphériques. — TouS IcS VCUts et IcS

courants atmosphériques peuvent être considérés comme le résultat de la variation de la pression atmosphérique ; en effet, d'après la loi de la gravitation, l'air plus lourd qui se trouve sous une pression plus forte fuit vers la direction oij la pression atmosphérique est moins forte, et comme la variation de la pression atmosphérique est basée sur les changements de la température et de l'humidité, nous devons considérer le vent comme le résultat des différences et des changements qui surviennent dans la température, l'humidité et la pression atmosphérique. Nous renvoyons pour plus de détails aux ouvrages de Halley, Dove, Mûhry et d'autres. Pour bien comprendre les différentes conditions du vent, il faut se rappeler que la chaleur dilate l'air et le rend plus léger, qu'alors l'air s'élève jusqu'à la hauteur d'où, selon les lois de la gravitation ou aspiration, il est entraîné dans une autre direction, et que l'air plus lourd reprend aussitôt la place de l'air qui s'élève.

Vents terrestres et vents maritimes. — LeS VCUts terrestres

et les vents maritimes, si importants en climatologie, en sont un exemple.

La plage et l'air qui la recouvre s'échauffent plus vite aux premiers rayons du soleil, que l'air de la mer; alors l'air

chaud de la côte s'élève et se dirige vers la mer, et l'air froid de la mer vient reprendre sa place : c'est ce que les riverains a])pellent vent de mer; ce vent est d'abord faible, puis il augmente de force et devient surtout violent dans l'après-midi ; il diminue ensuite et se calme après le coucher du soleil.

Après le coucher du soleil, l'air de la plage et la plage ellemême se refroidissent plus vite que l'air de la mer, à cause du rayonnement ; alors l'air plus lourd et plus froid s'échappe vers la mer et l'air de la mer s'élève et revient vers la côte. On constate les mêmes phénomènes sur les bords des grands lacs (le l'Amériqne et, dans de plus faibles proportions, sur le bord des grandes étendues d'eau intérieures de l'Europe.

Vents de la montag^ne et Tents de la plaine. — 11 CXlstc

d'autresvents, fort importants pour les stations climatériques, ce senties vents de la montagne et de la plaine. Dans les pays montagneux, le fond de la vallée et le pied de la montagne s'échautTent insensiblement après le lever du soleil et communiquent leur chaleur à l'air qui les entoure; l'air réchauffé se dilate, monte le long des pentes et forme le vent de la plaine ou vent du matin ; il donne régulièrement sur les montagnes pendant les mois d'été. Après le coucher du soleil, les sommets et les versants élevés se refroidissent plus vile, par rayonnement, que la vallée ; l'air plus froid descend avec plus ou moins de violence le long des pentes dans la vallée, et, comme vent de la montagne ou vent du soir, il pénètre dans toutes les profondeurs, qui deviennent souvent, de cette façon, plus froides que les sommets. Ce phénomène n'est pas particulier aux hautes montagnes; au point de vue climatérique, il est de la plus haute importance, même dans une contrée où il n'y a que de petites élévations de terrain. On trouve très souvent que des habitations situées sur le sommet ou sur le versant des collines sont plus chaudes, la nuit, que les habitations du fond de la vallée. C'est là une exception à la règle si connue de la diminution de la température en raison

de l'élévation du sol ; il ne faut pas l'oublier quand on veut apprécier un climat local.

Vents alizés et contre-alizés. — LeS VCUts alizés (Tradc-

winds) sont surtout importants pour les marins et les personnes qui entreprennent un voyage sur mer dans un but de traitement. Lecourantproduit, à Féquateur, par réchauffement du sol et de l'air, s'élève, et après avoir atteint une certaine hauteur, se dirige vers les deux pôles; il se nomme vent ahzé.

Des deux, pôles revient vers l'équateur, par aspiration, un courant lourd et froid qu'on nomme contre-alizé. Le mouvement de rotation de la terre fait tourner les vents alizés au nord-est, sur l'hémisphère Nord, et au sud-est, sur l'hémisphère Sud. L'espace situé de chaque côté de l'équateur, et où les vents se rencontrent, est la région des calmes. Le mouvement de rotation de la terre transforme encore le vent alizé supérieur en vent du nord-ouest sur l'hémisphère sud, et en vent du sud-ouest sur l'hémisphère Nord. A quelque distance de l'équateur, ce courant descend très bas, et dans les latitudes élevées il passe souvent, en sens contraire, à côté du courant j)olaire ou contre-alizé; souvent aussi il rencontre ce courant qui le rafraîchit; alors une partie de son humidité s'abat en brouillard, en neige ou en pluie. Dans la lutte entre les courants opposés, se forment les différents vents intermédiaires.

Le tableau suivant, emprunté à la physique cosmique de Mûller, indique la fréquence des différents vents, calculée, pour plusieurs pays, pour 1000 jours.