Variations annuelles. — La même figure peut

f serviràserendrecomptedesvariationsde/,deF — /*,de ^ pendant Tannée, à la condition de voir les mois d'hiver dans les

37i MÉTÉOROLOGIE.

couples d'heures à partir de minuit, les mois d'été dans ceux qui partent de midi. Il y a seulement cette différence, que la période d*action de la chaleur étant ici de six mois au lieu de \2 heures, et la valeur de /* à un moment donné dépendant à la fois de ce que l'atmosphère reçoit à ce moment de vapeur d'eau et de ce qu'y en ont laissé les échauffements antérieurs, la variation de la courbe f sera plus grande, tout en présentant les mêmes allures. Il en sera de même pour celle de F, de sorte que les rapports généraux restent les mêmes. Nous ne pousserons pas plus loin Texamen de cette question : il y aurait trop à faire. Chaque année a aussi son caractère individuel, fait de celui de chacun des jours qui la composent. Ces jours eux-mêmes ne se ressemblent pas partout. Ils ne sont pas les mêmes pour une station au bord de la mer, où le voisinage de grandes masses d'eau assure une certaine constance de température, que dans une station de montagnes où Tair est relativement sec^ ou dans une station continentale au climat extrême. Souvent même, d'un flanc de montagne au flanc opposé, il y aura des différences. Il faut renoncer au détail, et nous en tenir aux idées d'ensemble que nous venons d'acquérir.

Mais si variées que soient ces situations diverses, elles aboutissent toutes à un certain nombre d'effets communs, rosées, brouillards, nuages, pluies, et nous avons à chercher à quelles conditions particulières correspond chacune de ces formes de condensation.

255. Rosée. — Lorsque, dans une région humide, par exemple dans une vallée fertile, la transparence de l'air permet un fort rayonnement nocturne, les corps placés à la surface de la terre perdent d'autant plus de chaleur qu'ils ont un plus grand pouvoir émissif, et si, avec cela, ils ne peuvent en recevoir du sol qu'ils louchent, ou dans lequel ils sont implantés, parce que leur pouvoir conducteur est faible, ils vont se refroidir, d'autant plus que leur pouvoir émissif sera plus élevé et leur conductibilité plus petite. A ce double point de vue, les plantes occupent le premier rang : la

chlorophylle qui les colore a un pouvoir émissif voisin de celui du noir de fumée. D'un autre coté, comme elles sont gorgées d'eau, leur conductibilité est des plus médiocres. Elles vont donc se refroidir par rayonnement plus que le sol qui les porte, et qui est suffisamment conducteur; plus que l'air qui les baigne, et dont le pouvoir émissif est médiocre au regard du leur. Mais elles vont refroidir cet air à leur contact : si à un moment donné la température est assez basse pour que la vapeur de l'air soit saturante, elle va se condenser, absolument comme dans l'hygromètre de condensation, sur les corps froids à son voisinage, et chaque brin végétal se couvrira d'une couche d'eau qui est la rosée.

Le caractère de ce phénomène est qu'il se fait sans variation de transparence dans l'atmosphère, sans production de brouillard. Ce n'est pas dans l'air que la vapeur se condense, c'est sur le corps froid. En se déposant sur lui elle le réchauffe, ou, plus exactement, modère son refroidissement au moyen de sa chaleur latente qu'elle restitue. Elle le modère d'une autre façon, en substituant à une surface mate et couverte de chlorophylle, une surface polie et liquide dont le pouvoir émissif est beaucoup plus faible. La rosée est donc un phénomène qui se modère lui-même. Si le refroidissement continue, malgré les précautions naturelles prises ainsi contre lui, l'eau déposée par la rosée se congèle, et ou arrive à la gelée blanche, à ces gelées qui se produisent de préférence au fond des vallées, sur des points abrités, et en plein calme de l'atmosphère.

La plante rayonne en effet d'autant plus qu'elle voit plus de ciel, et qu'elle le voit mieux. Un simple mouchoir tendu sur des piquets au-dessus d'elle la protège ; de même un abri quelconque, un paillasson, un mur, bref, tout ce qui lui cache une portion du ciel. Pour peu que la nuit ne soit pas sereine, qu'il y ait des nuages, du brouillard, la rosée se modère ou s'arrête. On la combat, au printemps, elle et la gelée blanche qui l'accompagne souvent, en faisant brûler autour des plantations qu'on veut en préserver des matières goudronneuses répandant des fumées qui sont une protection suffisante.

Il n'y a pas à redouter de voir ces fumées être emportées par le vent et devenir ainsi inutiles, car il n'y a pas à craindre de rosée quand il y a du vent; cela se comprend : les couches aériennes se renouvellent trop vite au voisinage des herbes refroidies pour prendre leur température et leur céder leur vapeur d'eau. Il y a alors une autre espèce de gelées à craindre contre lesquelles les fumées sont sans efBcacilé : ce sont celles que produit, en avril et mai, le courant dérivé du Nord coulant à la surface de l'Europe, amenant un vent froid qui saisit les coteaux exposés à son action. Ce n'est plus la gelée blanche de rosée, qui sévit surtout sur les bas fonds et les endroits abrités, à la seule condition qu*ils aient le ciel ouvert au-dessus d'eux, surtout dans la région zénithale.

Si le vent empêche la rosée, en revanche une petite brise la rend plus forte. Il en est de même d'une légère pente du sol, bref de tout ce qui assure un renouvellement lent, au voisinage des brins d'herbe, des couches aériennes qui ont déjà déposé leur rosée. Les nouvelles nappes d'air se comportent de même, si elles ont le temps de se refroidir, et le dépôt augmente.

Quelle est l'épaisseur que peut atteindre ce dépôt? On ne le sait guère, parce que toute évaluation en est très difficile. On s'accorde pourtant généralement à dire qu'elle ne dépasse jamais 1/20 de millimètre, mais ce chiffre me paraît bien faible. Il n'explique pas la vigueur et la turgescence qu'on trouve quelquefois à la végétation, au matin, après une rosée, alors que la terre est sèche et a été épuisée par une longue chaleur.

256. Brouillards et nuages. — Les autres formes de condensation atmosphérique, qu'il nous reste maintenant à étudier, ont ceci de commun que le refroidissement s'y produit dans l'air lui-même, dont il trouble la transparence, en y précipitant à Tétat liquide toute la vapeur d'eau en excès sur celle qui peut y rester dissoute à la même température. C'est un véritable phénomène de cristallisation de solution

CONDENSATIONS ATM08PHÉRIQUBS. 877

sursaturée qui s'accomplit, et la ressemblance est accentuée par ce que nous avons vu (1 1 6) de la propriété de certains corps pulvérulents de servir d'amorces pour la formation du brouillard, absolument comme une trace de sel solide sert d'amorce pour la formation de nouveaux cristaux. La quantité de vapeur qui reprendra l'état liquide pourra naturellement être très variable, et sera d'autant plus grande que le refroidissement sera plus marqué et portera sur de l'air plus chaud à l'origine. Ce qui différencie les cas les uns des autres, c'est la cause du refroidissement qui a trois sources principales : le rayonnement, la dilatation des couches d'air par une cause extérieure, leur contact avec un air plus froid.

267. Causes de refroidissement. — A. Rayonnement. — Nous savons que c'est la vapeur d'eau qui rayonne. Les effets de ce rayonnement sont peu marqués dans les couches inférieures de l'atmosphère, parce que chaque atome de vapeur est entouré d'autres atomes dont il reçoit à peu près ce qu'il leur donne. Mais dans les hautes régions de l'atmosphère, là où la vapeur commence à manquer, le rayonnement de celle qui n'a devant elle que les espaces célestes doit être intense. C'est là, sans doute, ce qui explique la formation, à des latitudes très basses, pour lesquelles on ne peut songer à invoquer les effets du voisinage des pôles, de ces cirrus que nous verrons formés d'aiguilles allongées de glace, c'està-dire de la forme de congélation lente de l'eau. M. Tyndall veut aussi faire jouer un rôle au rayonnement dans la formation des cumulus, mais la forme arrondie de ces nuages, à leur partie supérieure, semble leur donner une autre origine. Peut-être pourrait-on voir un effet de rayonnement dans ce fait, si souvent cité, que dans les régions où il y a, superposés, le contre-alisé et l'alise, par exemple à Ténériffe (fig. m), c'est toujours l'alise, c'est-à-dire le vent inférieur, le plus chaud et celui qui va vers la chaleur, qui emporte des nuages, tandis que le contre-alisé, qui va vers des régions plus au Nord, est presque toujours limpide. C'est que ce

contre-alise, provenant non pas, comme on le dit^ des couches voisines de la mer, amenées par le tirage équatorial dans des régions supérieures, mais du déversement des couches élevées de l'atmosphère, pauvres en vapeur d'eau, ne peut s'opposer au rayonnement de la vapeur invisible emportée par Talisé, et lui permet de se condenser en nuages.

268. — B. Détente. — Toutes les fois qu une masse d'air est forcée de se dilater par une cause extérieure, que, par exemple, emportée par un courant, elle gravit une pente, ou qu'elle est attirée par un vide relatif produit en dehors et en avant d'elle, dans tous ces cas, où il n'y a pas de chaleur extérieure ajoutée, elle se refroidit et peut devenir le siège d'une condensation. C'est ce qu'on peut fréquemment observer. Sur la montagne de la Table, par exemple, au cap de Bonne-Espérance, on voit, par les vents du Sud ou du Sud-Ouest, se former sur la montagne, à mi-hauteur, un rideau de nuages roulés par le vent, qui, sans abandonner les régions qu'il a conquises, monte peu à peu le long des pentes, s'étend sur le plateau en couche de faible épaisseur, et redescend ensuite de l'autre côté, se dissolvant à mesure qu'il descend, et finissant par s'évanouir à une hauteur à peu près égale à celle à laquelle il s'est formé de l'autre côté. La montagne a l'air d'être recouverte d'un tapis, et comme en outre elle est plate, on s'explique bien son nom. Mais ce tapis, immuable comme position tant que le vent dure, est en mutation continue de matière. C'est la vapeur d'eau emportée par le courant qui, refroidie par l'ascension, se condense, traverse le plateau à l'état de nuage; puis comme cet air, dans lequel se produit une condensation, est devenu plus lourd, il retombe de l'autre côté, se réchauffe à mesure qu'il descend, et la vapeur condensée y repasse à Tétat gazeux.

De même, sur toutes les régions montagneuses, par exemple dans le Cantal, quand souffle un vent chargé d'humi(iité, on voit souvent des nuages s'amonceler au front des plateaux élevés que le vent aborde, et disparaître de

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Fautre côté du plateau pour se reformer quelques kilomètres plus loin devant une autre chaîne. Le chapeau de vapeurs dont s'entourent quelques sommets élevés et en forme de piton, le Puy-de-Dôme, le Ventoux, le mont Pilât (pileaim?)^ au voisinage de Saint-Étienne, le Gardelaban, au voisinage de Marseille, n'a souvent pas d'autre origine. Au Puy-de-Dôme, il persiste quelquefois très longtemps malgré les vents violents qui en emportent visiblement des lambeaux d un côté, mais qui le reforment de Tautre. Sa présence témoigne de l'existence dans l'air d'un courant humide, qu'un obstacle oblige à une condensation momentanée. C'est évidemment le courant équatorial, qui, au moment où il débute par les hautes régions de l'atmosphère, peut très bien ne pas être annoncé par d'autres signes. On comprend donc que l'apparition de ces chapeaux sur les montagnes soit, pour les populations voisines, un présage de pluie.

259. — C. Mélanges d'air chaud et d'air froid, — Nous rassemblerons, sous cette rubrique, tous les cas où de l'air, refroidi par une cause quelconque, amène une condensation en se mélangeant avec de l'air chaud et humide. Par exemple, quand au printemps l'îlot des calmes s'installe sur le continent après un plus ou moins long séjour sur la mer, il y trouve une terre froide, au contact de laquelle ses couches inférieures se refroidissent. Ces couches froides, brassées avec les couches supérieures, donnent un brouillard. Par exemple encore, si le courant équatorial remplace l'îlot des calmes sur un sol refroidi par le rayonnement, il y a encore un brouillard qui, comme le précédent, pourra couvrir d'immenses surfaces, mais ne sera en général pas durable, étant le résultat d'un état de transition. Il n'en est pas de même de ceux que nous savons être produits au voisinage de Terre-Neuve par le mélange de l'air froid qui surnage les courants polaires avec l'air chaud du Gulf-stream. Ce brouillard peut couvrir des surfaces énormes et est quelquefois très persistant. Enfin, dans le même cadre, nous ferons entrer les brouillards locaux, mais réguliers, tels que

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ceux qu'on voit parfois se répandre, dès les premières heures de la nuit, dans les vallées humides et un peu marécageuses, encaissées entre deux rangées de hautes collines, et y prendre la forme d'une nappe régulière, assise sur le fond à la façon d'une inondation, et laissant émerger seulement le sommet des arhres et le toit des maisons.

Rien n'est plus curieux et plus instructif que d'assister de près à la production de ces brouillards plats. Dès que le soleil se couche, le sommet des collines se refroidit, refroidit l'air à son contact, et celui-ci, devenu plus lourd, tombe suivant les lignes de plus grande pente dans la vallée, où il trouve un air plus humide et plus chaud avec lequel il se mélange et donne du brouillard. Cette formation de brouillard commence même le long des pentes,, et il y a des ravins où on peut voir Tair froid tomber en cascades, visibles par les vapeurs qu'elles condensent, et qu'elles entraînent avec elles au fond de la vallée. Là, elles s'étendent en lac qui, comme les nuages montagneux detout à l'heure, se reforme constamment par un côté, s'il se défait de l'autre, là où la pente assure son écoulement et où la température permet sa disparition.

260. Influence de la forme de la courbe des tensions de la vapeur d'eau. — Il importe de remarquer tout de suite la relation qui existe entre cette formation de brouillards et de nuages, et la forme de la courbe des tensions de la vapeur d'eau, ou celle (fig. 135) des poids de vapeur présente dans l'air à diverses températures. C'est parce qu'elle est concave vers le haut qu'une candensation peut se produire par suite du mélange d'air chaud et d'air froid.

Supposons en effet, pour simplifier (mais notre raisonnement est tout à fait général), que nous mélangions deux masses égales d'air, l'une saturée à la température F, et coutenant par conséquent une quantité de vapeur d'eau mesurée par DF, l'autre à la température H et contenant en eau la quantité mesurée par IH. Du mélange résultera de l'air à la température moyenne P, renfermant une quantité de vapeur qui est égale à la moyenne entre DF et IH, c*est-à'-dire à

AP. Or, d'après la forme concave de la courbe, la quantité maximum de vapeur qu'il peut contenir à la température P est BP. Il est donc inévitable que toute la quantité de vapeur correspondant à AB se condense.

Fig. i53.

Une condensation peut donc résulter du mélange d'air chaud et d'air froid, mais n'en résultera pas toujours. Si les masses d'air qu'on mélange ne sont pas saturées, si l'une, au lieu de contenir une quantité DF de vapeur, n'en contient que EF et l'autre de même que GH, la ligne EG pourra passer au-dessous de la courbe si E et G sont assez bas, c'est-à-dire si F — /"est assez grand pour les deux masses d'air, et alors il n'y aura: pas de condensation ; ou une condensation très faible s'il y a seulement tangencc.