CHAPITRE VII NOTIONS DE MÉTÉOROLOGIE

613. Notre atmosphère est le théâtre de phénomènes physiques trèsvariés, qui s’accomplissent sous nos yeux, sans que nous puissions en modifier la production ; ils apparaissent et disparaissent , d’une manière qui semble, au premier abord, capricieuse, et pourtant il n’est pas douteux que tous ces phénomènes, ne soient soumis, comme ceux que nous avons étudiés, à des lois parfaitement invariables. La découverte de ces lois a de tout temps préoccupé les esprits, car il y a pour l’homme, dans ce nouvel ordre de faits, plus qu’une affaire de curiosité scientifique; ses intérêts les plus directs se trouvent en jeu : sa santé , son bien-être général, la fer-

CHALEUR

tilité du sol, la production des recolles sont sous l'influence immédiate des phénomènes que l’on n appelés météorologiques. Quel avantage n’y aurait-il pas à pouvoir, d’après certaines indications, prédire l'apparition de telle ou telle perturbation atmosphérique, à pouvoir connaître à l'avance avec quelque certitude si le temps sera beau ou mauvais 1

Malheureusement, la complexité des causes qui concourent à la production d'un même effol est telle ici que, malgré le progrès des autres branches des sciences naturelles, la météorologie est testée dans l'enfance. Il a été, jusqu’à ce moment, impossible de démêler les influences, qui interviennent, avec une netteté suffisante pour arriver à une explication admissible. Dans l’état actuel de nos connaissances, il est impossible de prévoir, même à un court intervalle, quel temps il fera, quel changement produira dans la température de- l’air la direction du vent, etc. Cette infériorité relative de la science des météores tient d’ailleurs à plusieurs raisons qu'il est facile de concevoir. D’abord les procédés ordinaires de la méthode expérimentale ne sont pas ici applicables. Nous ne pouvons reproduire, par les expériences directes exécutées dans nos laboratoires, aucun de ces phénomènes, quelquefois si imposants, dont nous sommes les témoins dans la nature. Nous observons les phénomènes, nous en mesurons lu durée, l'intensité dans quelques cas : de nos observations résultent des volumes de chiffres au milieu desquels il est fort difficile de faire jaillir la relation de cause à effet, l'expression simple de la loi physique. D'autre part, l'observation peut-elle être féconde en résultats utiles, lorsqu’au lieu de marcher du simple au composé dans la recherche de la vérité comme le veut la logique, nous sommes obligés d'adopter le procédé inverse? C’est dans la région inférieure de l'atmosphère, dans le voisinage du sol, (pie sont placés tous nos instruments de mesure, nos observations s’exécutent dans des points oli agissent des influences purement locales : la configuration du sol , la nature géologique des terrains, la distribution des végétaux exercent une action . dont il est bien difficile d'apprécier la valeur.

Dans l'exposé rapide que nous allons faire des principaux phénomènes physiques, qui se passent dans l’atmosphère, nous nous bornerons à l’indication des faits les mieux connus se rattachant aux éludes déjà faites, dans la première moitié de ce livre. La chaleur en particulier joue un rôle très-important à la surface de notre globe; nous commencerons par l’examen des faits qui dépendent de cet agent.

614. Température «1e Pair. — Nous savons construire les thermomètres avec toute la précision désirable; nous avons le moyen de leur donner une grande sensibilité; pourtant, rien n’est plus difficile «pie d’estimer, à un moment donné, la vraie température de l’air. La cause de celte difficulté réside principalement dans la faible chaleur spécifique des gaz. Le

diq

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réservoir du thermomètre est affecté moins par la chaleur, qne la substance gazeuse lui transmet au contact, que paè les rayonnements dus aux corps voisins : le sol, les murs échauffés parle soleil, etc. Il faudrait, pour obtenir une indication qui eût quelque valeur, renouveler l'air rapidement au contact de l'appareil thermométrique, afin d’augmenter la masse relative du gaz, et de rendre son influence sur la température de l’instrument, sinon exclusive, au moins prépondérante. On réussit à produire ce renouvellement, en attachant un thermomètre à un cordon, pour le faire ensuite tourner rapidement dans l’air comme une fronde; mais, cette manière d'opérer, qui parait rationnelle, amène avec elle quelques causes d’erreur, qui donnent de l’incertitude aux résultats, et nous pouvons mentionner parmi ces causes : le frottement et la compression de l'air.

615. Le mode, le plus généralement suivi pour mesurer la température de l’air, consiste à placer le thermomètre dans une sorte de cage, ouverte latéralement de tous les côtés, de sorte que l’atmosphère y ail un libre accès, et recouverte à sa partie supérieure, afin que l’instrument soit abrité de l’eau pluviale. La cage est supportée par une barre de fer horizontale, qui la maintient écartée à ln,50 ou 2“ du mur : cet écart diminue les effets de rayonnement, dont nous parlions tout à l’heure. La barre de fer, recourbée •à l’une de scs extrémités, tourne à la volonté de l’observateur, qui peut alors rapprocher la cage de lui. sans toucher au thermomètre, au moment de l’observation. Tout l'appareil est exposé au nord d’une habitation, dont les mure sont assez élevés, pour que les rayons du soleil ne frappent jamais directement le thermomètre.

616. Température moyenne «lu Jour. — La méthode directe, qui SC présente tout d’abord pour avoir la température moyenne du jour, consiste à observer le thermomètre, un grand nombre de fois dans les vingt-quatre heures, et à diviser ensuite la somme des températures obtenues par le nombre des observations. Mais une pareille méthode est très-assujettissante; on a reconnu, qu’on arrive à un résultat suffisamment exact, en n’effectuant qu’un petit nombre de mesures, à des heures convenablement choisies. Comme la température de l’air passe, dans l’intervalle des vingtquatre heures d’une même journée, par un minimum et par un maximum (dans nos climats tempérés, le minimum arrive à peu près une demi-heure avant le lever du soleil, et le maximum vers 2 heures de l'après-midi, un peu plus tard en hiver, un peu plus tôt en été), il y a deux époques comprises entre les heures du maximum et du minimum, pour lesquelles la température est nécessairement égale à la moyenne du jour. Ne serait-il pas suffisant de faire une observation thermométrique à l’une de ces deux époques pour en conclure la valeur de cette moyenne ? Une pareille méthode ne conduirait qu’à des résultats fautifs : car dans le voisinage de celte température moyenne le thermomètre varie rapidement, et si l’observation

3oi . CHALEUR.

est faite un peu plus tôt ou un peu plus tard qu’à l'époque véritable, l’erreur commise peut être considérable.

11 vaut mieux observer le thermomètre plusieurs fois par jour et à des heures telles, que la moyenne, qu’elles fournissent, coïncide avec celle que l’on cherche. Les heures suivantes paraissent les plus convenables : 4 heures et 10 heures du malin; 4 heures et 10 heures du soir. On ajoute les températures observées, et ou divise leur somme par 4. Trois observations peuvent suffire, il faut qu’elles soient faites à 6 heures du matin, à 2 heures de l’après-midi et à 10 heures du soir. La moyenne arithmétique des trois observations du thermomètre, à ces trois époques, donne, avec une approximation suffisante, la moyenne du jour. Enfin, on peut encore se servir du thermomètre à maxime et à minime que nous avons décrit (253) et la moyenne des deux indications donne un nombre qui diffère bien peu de la moyenne vraie.

017. Tcmpératurt- mujenne du mois et de l’année. — La moyenne

du mois s’obtient, eu prenant la moyenne arithmétique des températures évaluées chaque jour, comme il vient d'être dit. Celle de l'année se calcule eu divisant par 12 la somme des moyennes mensuelles. C’est en évaluant la moyenne annuelle d’un lieu pendant un grand nombre d'années, qu’on peut en lixer, avec exactitude, la température moyenne.

GIS. Hémiltati» généraux concernant lea variations «le la température en nu même lieu du globe. — Ln un même lieu, et dans le courant d'une année, la température suit généralement une marche assez régulière : les indications absolues du thermomètre peuvent changer d'une année à l’autre, mais la marche du phénomène est sensiblement constante. Dans nos régions tempérées, le minimum de température arrive ordinairement vers le 1 5 janvier ; à partir de celle époque, la température croit d’abord faiblement, pendant la seconde quinzaine de janvier et pendant le mois de février; puis l’accroissement devient rapide en avril et en mai; la température croit encore, mais plus lentement, peudaut le mois de juin et de juillet, pour atteindre son maximum vers la lin de ce dernier mois. Dés le commencement d’aoüt, 1a température commence à décroître d'abord avec lenteur, ensuite avec rapidité, pendant les mois de septembre et d’octobre, et elle arrive avec un décroissement, de moins en moins prononcé, au minimum du 15 janvier. Il y a donc nécessairement deux jours dans l’année, pour lesquels la température moyenne est rigoureusement égale à la moyenne annuelle. Des observations nombreuses ont 1110011% que, dans nos régions, le minimum de température se produit vers le 14 janvier; le maximum, le 2G juillet ; les jours, qui correspondent à peu près aux moyennes annuelles, sont le 24 avril et le 21 octobre.

G 19. Ou voit par ce qui précède, que les saisons astronomiques, établies d'après le mouvement apparent du soleil, sont loin de s’accorder avec les

Ifet»

NOTIONS DE MÉTÉOROLOGIE

saisons basées sur la marche de la température et qu’on pourrait appeler saison s météorologiques. Pour celles-ci, il serait naturel de faire correspondre au 13 janvier le milieu de la saison la plus froide, de telle sorte que l’hiver, au lieu de commencer le 21 décembre, à l’époque du solstice, aurait pour point de départ le I" décembre, et correspondrait aux mois de décembre, de janvier et de février. Les trois autres saisons sc succédant dans l’ordre ordinaire, mars, avril et mai correspond raient au printemps: juin juillet et août, à l’été ; septembre, octobre et novembre, à l'automne.

620. Température à diverses profondeurs dans la terre. — A cause de la mauvaise conductibilité des substances, qui forment la croûte solide du globe, les variations de température de la surface sont d'autant moins sensibles dans l’intérieur de la terre, qu’bu descend à une profondeur plus grande. Ainsi, dans quelques localités, un thermomètre, plongé à une profondeur de 2 ou 3 décimètres dans le sol, se trouve toujours en retard sur un thermomètre placé dans l’air, toutes les fois que la température de l'atmosphère va en croissant; il est en avance, lorsque cette dernière température décroît d’une manière continue.

En général, l’indication presque stationnaire, pendant 3 ou 6 heures, du thermomètre, plongé à nne faible profondeur dans la terre, correspond à la moyenne du jour dans le lieu où l’on se trouve. Si la profondeur est suffisante, le thermomètre marquera constamment le même degré à toutes les époques, quelles que soient les variations de la température à la surface du sol, et pour une certaine couche, dont la distance à la surface varie avec le lieu considéré, le thermomètre indique toujours la moyenne annuelle de ce lieu. C’est ainsi qu’un thermomètre, placé depuis plus d’un siècle dans les caves de l’Observatoire de Paris, marque rigoureusement la température moyenne de l’année, dans cette dernière localité.

Quel que soit le point de la terre où se fassent les observations, on constate toujours que la température de la couche solide augmente avec la profondeur. Des thermomètres, placés au fond des mines, dans les puits artésiens, ont accusé une augmentation de 1° dans la température, pour un accroissement, dans la profondeur, de 20 à 30 mètres. La marche générale du phénomène est constante; ce qui change d’un lieu à l’autre, c’est l’épaisseur de la couche à traverser, pour que la température s’élève d’un degré. En adoptant le chiffre de 30 mètres, pour représenter cette épaisseur, on trouve qu'à une profondeur de 2 700 à 3 000 mètres, les couches terrestres doivent avoir la température de l'eati bouillante, et si la même loi de variation se maintenait jusqu’au centre dé la terre (ce qui n’est pas probable),. la température serait tellement haute, que les matières les moins volatiles y seraient toutes à l’état gazeux.

621. De lu température en divers lieux du Klobe. — En ne tenant compte que de la hauteur -moyenne du soleil au-dessus de l’horizon, on

serait porté à penser que la température moyenne de l'année doit décroître d'une manière régulière, depuis les régions équatoriales jusqu’aux contrées voisines du pôle. Telle est, en effet, en gros, la marche des phénomènes; mais on se tromperait gravement, si l'on se croyait en droit de déduire, à priori , de l’accroissement des latitudes le décroissement de température. llumboldt a le premier rendu sensibles aux yeux, par un tracé graphique exécuté sur la carte du monde, les irrégularités, que présente la distribution des températures, à la surface de la terre. Il a réuni, par une ligne continue, tous les points du globe où la température moyenne de l’année est la même; c’est cette ligne qu’il a appelée isotherme. En suivant un pareil procédé, on obtient une série de courbes différentes qui correspondent à différentes températures absolues : ainsi, on distingue l’isolberme de 0°, de 5°, de 10°, etc. A l’inspection de ces courbes, on voit de suite, que les isothermes sont loin de se confondre avec les parallèles, elles tracent de nombreuses sinuosités, qui les font pour ainsi dire osciller au nord et au sud d’un certain parallèle moyen. Nous pouvons donc affirmer que l’obliquité des rayons solaires n’est pas la seule cause qui modilie la valeur de la température moyenne en un lieu donné : il n’est pas douteux que la proximité des mers, les vents régnants, l’étendue plus ou moins grande des continents, ne prennent dans le phénomène une part d’intluence très-notable ; nous examinerons tout à l’heure chacune de ces causes individuellement.

022. Pour le moment, montrons par un exemple frappant combien sont nombreuses ces irrégularités dans la distribution de la chaleur à la surface des continents. Choisissons l’isotherme qui passe par tous les points de l’hémisphère nord où la température moyenne est de 10°. Considérons-le d’abord à son point le plus rapproché du pôle : dans le voisinage de Londres, par une latitude de 51" 31', En marchant du côté de l’est, on voit l'isotherme descendre de plus en plus vers le sud ; il traverse la Bohême, aux environs de Prague, par la latitude de 50° 5' ; nous le voyons ensuite dévier toujours vers le sud et longer la partie septentrionale de la mer Noire, en passant près de Sébastopol par la latitude de 45° 35'; de là, il traverse l’Asie et vient probablement couper sa côte orientale au nord de l’ilc Niphon vers le 40" degré de latitude. Nous le perdons ensuite dans le Grand. Océan, pour le retrouver sur la côte occidentale de l’Amérique du Nord, vers l’embouchure de l’Orégon (latitude de 46°). A partir dece point, l’isotherme redescend de nouveau vers le sud, il va passer, en présentant une grande convexité vers l’équateur, tout près de New- York dont la latitude est de 41° 55'. Enfin, il se redresse, tout à coup, et va au nord pour rejoindre le point de départ que nous avons choisi. Ainsi, dans scs nombreuses sinuosités, l’isotherme de 10° oscille constamment du nord au sud, en se tenant toujours entre le 51° et le 40e degré de latitude.

NOTIONS DE METEOROLOGIE.

623. Climat*. — l.lgne* i«ochlménctt. — Lionel laothèrr*. — L'isotherrae, qui pusse en un lieu ilu globe, n’en caractérise pas le climat. Indépendamment de la valeur absolue de la moyenne annuelle, tantôt il existe une sorte d’uniformité dans la température pendant les diverses saisons : la moyenne de l’été diffère peu de celle de l’hiver, comme à la Havane, à Saint-Denis, où la différence des deux moyennes est de Tou 3 degrés.Tantôt, au contraire, les chaleurs de l'été sont très-vives en même temps que les froids de l’hiver très-intenses, et l’écart des deux moyennes atteint jusqu’à 20° et 30° : ainsi à Kazan la moyenne de l’hiver est de — U%3, tandis que celle de l’été est 17° ; la différence des deux moyennes est donc de 31% 3. Dans le premier cas le climat est dit constant , dans le second cas, excessif. Des conditions climatériques, si différentes, ne conviennent pas au développement des mêmes espèces animales et végétales. La flore et la faune de deux pays peuvent donc différer beaucoup, quoique leur température moyenne soit la même. Ainsi, on ne rencontre pas dans les pays, dont le climat est excessif, les grands quadrupèdes, qui ne peuvent- exécuter des migrations comme le font les oiseaux; les plantés sensibles aux froids de l’hiver, telles que l’olivier, ne peuvent y vivre en pleine terre, quoique les chaleurs de l’été soient suffisantes pour que la floraison et la fructification s'achèvent complètement.

62T. Pour arriver à une appréciation plus exacte du climat, on a imaginé de tracer de nouvelles ligues passant dans les lieux, qui ont la même moyenne pendant l’hiver; on les a nommées lignes isoc/iimènes , et aussi de tracer les courbes qui correspondent à une même moyenne de l’été, et on les a nommées lignes «obères. Il est clair que le climat d’une localité sera beaucoup mieux défini, quand on connaîtra, par l’isotherme, l’isochimènc et l’isothère, qui y passent à la fois, quelles sont les températures moyennes de l’année, de l’hiver et de l'été. Malheureusement, lesdéterminalious déjà faites pour le tracé des isochimènes et des isothères sont peu nombreuses ; il n’est pas possible encore de donner, avec leur aide, des indications bien précises.

Mous venons de présenter des notions générales relatives à la distribution de la température sur la surface du globe, sans nous inquiéter des causes qui amènent les irrégularités apparentes que nous avons signalées. Quoiqu'il soit impossible de rendre compte de toutes les particularités d’un phénomène aussi complexe, il est cependant un certain nombre d'influences que nous pouvons mettre en lumière.

625. I. Influence exercée sur la (empératnre d’un lieu par la fréquence de* pluie*. — Lorsque le ciel est éerein, la température de l’air s’élève progressivement, depuis le lever du soleil jusqu’à l'heure oti cet astre a dépassé,' -depuis un c ertain temps, son point culminant. Au contraire, quand des nuages épais s’interposent, comme des écrans, sur le trajet des rayons solaires, l’intensité calorifique de ces derniers est tellement

chai. ici u.

diminuée qu’un abaissement de température peut s’observer a l’heure même où, dans l’état ordinaire, une élévation eût dû se produire. Le refroidissement est encore beaucoup plus sensible, lorsque, par une cause quelconque, ces nuages se convertissent en pluie : la grande chaleur spéeifique de l'eau qui s’échauffe en touchant le sol, l’absorption de chaleur latente au moment où ce liquide se réduit en vapeur après être parvenu à la surface de la terre, expliquent, d’une manière satisfaisante, le refroidissement que l'on observe. L’inlluenceque nous signalons, en ce moment, est surtout manifeste dans les régions équatoriales, où les 'pluies, comme on le sait, arrivent annuellement à des époques parfaitement fixes. Dans nos climats, nous avons souvent la preuve de celte coïncidence entre l’abaissement de la température de l’air et de fréquentes pluies. Tout le monde se souvient de l’été de I8(i0 qui fut, en même temps, pluvieux et froid.

(>26. II. iniiurnw exercé par le» vent». — Dans notre zone tempérée, les vents du sud et du sud-est amènent généralement une élévation de température ; les vents du nord et du nord-est produisent un refroidissement sensible. On a dressé des tables, qui donnent les températures moyennes observées dans quelques localités, aux époques où régnaient les différents vents. Nous citerons ici les résultats obtenus pour Paris et pour Londres.

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Londres. ...

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Une longue observation a montré, en outre, que l'influence exercée par le vent est beaucoup plus marquée en hiver qu’en été.

627. 111. Influence due à la proximité de lu mer. — Le climat d un pays dépend essentiellement des étendues relatives de continent et de mers qui l'entourent. Les côtes placées à l’ouest de l'Europe jouissent d’une teni|>éralUre très-douce, tandis que sous les mêmes latitudes, dans l’intérieur du continent, la saison froide devient de plus en plus rigoureuse, à mesure qu’on s’éloigne de la mer. Ce fait s'explique par deux causes principales. D'abord pur la fréquence des vents du sud-ouest : ces vents, à cause de leur passage au-dessus de la mer, arrivent chargés d'une grande quantité de vapeur d'eau; ils entretiennent, par suite en hiver, dans le voisinage des côtes, une atmosphère constamment épaisse, qui empêche le refroidissement du sol de devenir aussi intense qu’il eût etc par un rayon-

NOTIONS DE MÉTÉOROLOGIE. r>9

nement direct vers les parties célestes. Après avoir perdu , par leur passage au-dessus des premières régions du continent, la majeure partie de la vapeur d’eau dont elles étaient saturées, les masses d’air chassées par le vent d’ouest arrivent à peu près sèches dans l'intérieur des terres; elles laissent donc le ciel parfaitement pur, pendant une partie de l'hiver, et le sol se refroidit, par suite du rayonnement continu de chaleur, qui n’est pas compensé entièrement par l’action solaire.

La seconde cause tient à l'existence de courants d’eau chaude, qui, venant des mers équatoriales, baignent les côtes ouest de l’Europe et contribuent puissamment à échauffer l’air de Ces régions.

628. IV. influence due à raiiitude. — La température décroît âmesure que l’on s'élève dans l’atmosphère. Gay-Lùssac, dans son ascension aérostatique, avait trouvé une température de 10° à une hauteur de 7 000 mètres, tandis que ce même jour le thermomètre marquait 25° à la surface du sol. MM. Bixio et Rarret observèrent, à la même hauteur, une température encore plus basse. La raison de ce décroissement se conçoit du reste très-bien. Il suffit de se rappeler, que l’air laisse passer les rayons de haute température qui viennent du soleil, tandis qu’il s’échauffe presque exclusivement par le contact du sol. Les couches gazeuses de l’atmosphère devront donc, à un moment donné, se trouver d’autant plus chaudes qu’elles seront plus voisines de la surface de la terre. Saussure, qui a observé la variation que subit la température sur le mont Blanc, quand on a la mesure des stations situées à différentes hauteurs au-dessus du niveau de la mer, a reconnu que la loi du décroissement dépend de la saison et de l’bepre du jour. En moyenne, il y a une diminution d’un degré dans la température, quand on monte de 150 mètres.

620. Variation» «le la preiilon atmosphérique. — I OUtes les IUodifi- •

cations, qui s’opèrent dans notre atntosphère : changements de température, courants d’air de directions diverses, ouragans, condensation de vapeur d’eau, variations dans l’étal hygrométrique, etc., etc.; en un mot, tous les phénomènes météorologiques, quelles qu’en soient l’origine et la nature, modifient presque toujours la grandeur de la pression atmosphérique. . ’ •

Aussi, 1a colonne mercurielle est toujours en mouvement dans le baromètre ; on la voit, dans le courant d’une même journée, monter et descendre alternativement, sans qu’il y ait le plus souvent, dans l’air, aucune perturbation apparente, qui permette d’expliquer la variation observée. Cependant on peut reconnaître une certaine régularité dans les oscillalions de la colonne barométrique pendant une même journée ; mais c’est à Humboldt, qu’on doit principalement les observations précises qui ont per- v mis d’arriver à l’énoncé d’une loi. Le baromètre éprouve des variations diurnes, qui s’effectuent sous les tropiques, avec une régularité si parfaite, ’ >k que Humboldt pouvait estimer l’heure, à un quart d’heure près, pnr la seule

3iiO CHALEUR. .

inspection «le son baromètre. Dans nos climats, les variations accidentelles sont trop nombreuses et trop considérables, pour qu’il soit aussi facile de découvrir la loi du phénomène. Pourtant, une étude longtemps prolongées permis d’évaluer avec assez de rigueur l'amplitude de l'oscillation diurne. Il y a, en général, dans une même journée, deux maxima et deux minima : les premiers à 10 heures du matin et à 10 heures du soir, les seconds à 4 heures du malin et à 4 heures du soir. D’autre part, l’amplitude de l'oscillation diurne décroit avec la latitude : elle est de 2““",28 sous l’équateur, de l°"”,8 à la latitude de 23°.55, de 0““,G7 à 48° de latitude.

020 bis. (‘hnncpiuentM dans lu valeur de lu pression moyenne de l’atmosphère. nsec in latitude. — On a cru, pendant longtemps, que la pression moyenne, indiquée par le baromètre, était partout la même au niveau de la mer, et égale à 700 millimètres ; il n’en est rien. Daus le voisinage de l’équateur , la moyenne de la hauteur barométrique sur le bord de la mer est de 738 millimètres ; elle va ensuite en croissant, pour atteindre un maximum de 702 millimètres, entre le 30* et 40' degré de latitude ; à partir de là, elle décroît, devient égale à 700 millimètres vers le 30* degré, pour diminuer encore à mesure qu’ou se rapproche du pôle et devenir égaie à 730 millimètres.

030. Influences esercées pur le beau el le mauvais temps. — Les

causes, qui font varier la pression atmosphérique, sont tellement nombreuses qu’il est bien difficile de croire qu'on puisse tirer parti des indi-. cations du baromètre pour prévoir le beau temps ou la pluie, même à court intervalle. Pourtant, la plupart des baromètres usuels portent, en regard des divisions numérotées de la graduation, des indications précises comme s’il existait une dépendance nécessaire entre le temps pluvieux et l’abaissement de la colonne mercurielle, entre le temps sec et l’ascensiou du mercure. L’observation a montré que, dans, la plupart des cas, il n’y a rien à conclure du mouvement de la colonne mercurielle; il pleut souvent quand le mercure monte; le beau temps s’établit quelquefois au moment où la colonne a baissé. La seule liaison, un peu générale, que l’on ait pu saisir entre les deux ordres de phénomènes est celle-ci ■ lorsqu’on voit le baromètre monter d’une manière continue pendant plusieurs jours, la persistance ou l’arrivée du beau temps peuvent être considérées comme probables. De même la pluie ou le ventse montrent habituellement, après un décroissement progressif et assez prolongé de la hauteur barométrique. Une dépression brusque du mercure dans le baromètre est le plus souvent le présage d’une tempête.

On peut aussi considérer comme général ce fait remarquable d’une marche inverse, en temps ordinaire, dans les indications du thermomètre et du baromètre; quand l'un descend, l’autre monte, et réciproquement.

031. lie* venta. — Une expérience très-simple nous explique la cause

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«principale des vents. Si l’on ouvre en. hiver la porte qui sépare deux chambres inégalement chaudes, de telle façon que deux masses d’air de températures différentes soient mises en communication l’une avec l’autre, on recennaitque, versla partie supérieure de l’ouverture, il existe un courant gazeux, qui va de la chambre la plus chaude à la chambre la plus froide, tandis qu’un courant inverse se manifeste, en même temps, vers le bas de cette même ouverture. Ces deux courants sont rendus très-appréciables par la direction, que prend la flamme d’une bougie, qu’on porte successivement en divers points de la surface de séparation des deux atmosphères inégalement chaudes. Un phénomène du même genre se manifeste, eu grand, toutes les fois que dans l’atmosphère, les colonnes d'air appartenant à deux régions voisines sont maintenues par une cause quelconque à des températures différentes. La colonne In plus échauffée se dilate dans le sens de la hauteur, et la partie supérieure sa déverse sur les colonnes d’air qui ont conservé leur hauteur primitive. 11 doit donc régner vers les régions élevées de l’atmosphère un veut qui souille de la région la plus chaude vers la région la plus froide, et par suite, pour l'équilibre, un courant aérien voisin de la surface du sol doit marcher de la région la plus froide vers celle qui a été plus fortement échauffée. ■ j “

Quelle qu’en soit l’origine, le vent a une vitesse comprise entre des limites assez rapprochées; celle vitesse varie de 1 à 5 mètres par seconde pour les vents ordinaires, de 5 à 15 mètres pour les vents forts, de 15 à 30 mètres pour les vents violents qui déracinent les arbres; elle ne dépasse guère 50 mètres, dans le cas des ouragans les plus terribles.

632. Vrnta réguliers. Ilrlae dp mrri brise dp tprrp. — Lorsque, par une influence qui se reproduit périodiquement, deux parties voisines de la surface de la terre acquièrent des températures différentes, le vent doit aussi paraître et souiller périodiquement dans le voisinage du sol : on a alors un vent régulier. Une confirmation de cette idée théorique nous est fournie par les courants aériens qui se montrent près des côtes. A partir de 9 heures du matiu, souille régulièrement de la mer vers la terre un vent que l’on nomme brise de mer; d’abord assez faible, la brise croit d'intensité jusqu'à 3 heures de l’après-midi, pour décroître ensuite avec lenteur. Peu de temps après le coucher du soleil, la brise de mer est remplacée par la brise de terre qui souille, comme la précédente, dans une direction à peu près perpendiculaire à la côte, mais en sens inverse, c’est-à-dire de la» terre vers la mer. La brise de terre acquiert son maximum de vitesse à peu près à l'époque où le soleil se lève.

Cette régularité dans lu marche du phénomène se déduit, comme un cas particulier, du principe général que nous venons de poser. Pendant le jour, la terre ferme s'échauffe par l'action solaire beaucoup plus que l’eau de ln mer; l’air en contact avec le sol possède tme température plus élevée que

3»2 Cil Al. EL' H.

l'.iir placé au-dessus de In mer; par suite, le courant aérien inférieur doit s’établir de la mer vers la terre. Pendant la nuit, l’eau de la mer se refroidit peu ; le sol éprouve, nu contraire, un abaissement de température souvent considérable, par le fait du rayonnement nocturne. Il se manifeste encore une différence de température entre les <Jenx masses gazwuses eu contact; mais cette différence a changé désigné; le courant aérien voisin du sol marchera donc en sens inverse.

633. Venta niizéa. — Monnom. — A l'équateur, les couches d’air sont maintenues plus chaudes que dans les régions voisines; il doit donc se produire un courant permanent cheminant de l’équateur vers le pôle dans les parties élevées de l’atmosphère, et des pôles vers l’équateur, dans le voisinage de la terre. En un mot, si aucune autre cause ne venait compliquer le phénomène, il régnerait constamment, vers les régions inférieures de I air, un vent du nord, dans 1 hémisphère boréal ; un vent du sud, dans 1 hémisphère austral. Mais 1 atmosphère participe au mouvement de rotation du globe ; près des pôles, la vitesse absolue produite par ce mouvement est faible, elle grandit à mesure qup l’on approche de l’équateur. Qu’une masse d air s'avance des pôles vers l’équateur, elle rencontrera les différents parallèles, qui, par leur mouvement de plus en plus rapide, passeront au-dessous d elle, en allant de 1 ouest à l’est, avec une vitesse plus grande que la sienne propre, en ne tenant compte que de la vitesse relative de l’ouest vers l'est. Chaque point, placé au-dessus de la surface de la terre, est donc emporté vers l’est et s’avance dans un air relativement immobile ; il doit paraître frappé par un vent qui souffle des points vers lesquels le mouvement a lieu, c’est-à-dire de l’est. En réalité, pour nous, ce mouvement apparent de l’air se combinera avec son mouvement absolu vers 1 équateur, et un vent de nord-est sera la résultante des deux mouvements.

C est là précisément la direction du courant atmosphérique, que l’on commence à ressentir vers le 30* de latitude et que l’on a désigné sous le nom de vent alizé. Il souffle du nord-est dans notre hémisphère et du sudest dans l’hémisphère austral. A mesure qu'on se rapproche de l’équateur,

In différence des vitesses dont nous parlions tout à l’heure va croissant. La brise passe du nord-est à l’esl-nord est, pour devenir vent d’est, dans la région équatoriale.

Dans les mers voisines de l’Inde, on remarque une variation qui se reproduit annuellement dans la direction du vent. Pendant six mois, il semble venir constamment d’un certain point de l’horizon ; pendant les six autres mois, il semble partir d’un point différent. On a désigné cette autre espèce «le vent sous le nom de moussons.

634. Venta Irréguliers. — Enfin, il est des vents irréguliers dont l'apparition ne saurait être prévue dans l’état actuel de nos connaissances, et «pii sont à peu près les seuls qui régnent dans nos latitudes élevées. On a

NOTIONS DE MÉTÉOROLOGIE

pu seulement reconnaître, par des observations suivies, quel est le vent dominant dans chaque région. 11 résulte d’un travail de M. Fournet, que le vent du sud-ouest est celui qui souffle le plus fréquemment dans le nordest. le nord et l'ouest de la France. Dans le bassin du Rhône, c’est le vent du nord, qui domine depuis Dijon jusqu’à Viviers. Dans la zone méditerranéenne, c’est le vent d’ouest qui est le plus fréquent, du moins quand on fait dos observations sur le côté ouest de cette zone; le côté oriental, la Provence, est plutôt sous l'influence des vents du nord-ouest.

MÉTÉOBES AQCEUX

635. Nuages. — Lorsque, par une cause quelconque, une portion de l’atmosphère, antérieurement saturée de vapeur d’eau, subit un faible refroidissement, il y a passage de celte vapeur à l’état liquide. Quelques météorologistes admettent qu'il se produit, dans ce cas, des myriades de vésicules extrêmement petites, ressemblant à des bulles de savon remplies et entourées d'air saturé de vapeur, et ce serait l’agglomération de ces vésicules» qui constituerait les nuages et les brouillards. On a même cherché à mesurer au microscope le diamètre de ces vésicules, et on l’a trouvé variant de 0“m,02 à 0““,03. D’autres admettent (et cela nous semble plus probable), qu'au lieu de vésicules, il se forme des gouttelettes liquides extrêmement ténues, qui sont séparées l’une de l'autre par de l’air au maximum d’humidité. Quoi qu’il en soit de ces deux opinions, ce qu’il importe de bien constater ici, comme résultat de l’observation et de l’expérience, c’ésl que l’air humide perd sa transparence, aussitôt qu’on abaisse, d’une manière convenable, la température d’une portion de la masse gazeuse. Quand on fait le vide, sous le récipient de In machine pneumatique, on aperçoit dès les premiers coups de piston, comme un nuage qui se forme dans l'atmosphère de la cloche; il est dû au refroidissement produit dans l’air humide, par le fait de la raréfaction.

636. Mnspenaion dea nuages. — Qu’un nuage soit formé de vésicules creuses ou bien de gouttelettes d’eau, on ne s’explique pas, tout d'abord, comment il peut demeurer suspendu dans l'atmosphère. En se plaçant sur une montagne, à la hauteur même des nuages qui flottent au-dessus d’une plaine, on ne tarde pas à reconnaître, qu’a moins d'un courant d’air vertical qui soulève le nuage, ce dernier est habituellement animé d’un mouvement descendant. Seulement, s’il existe, au-dessous de lui, une couche d’air plus chaude que celle dans laquelle il a pris naissance, l’eau en partie condensée, qu’il contient, repasse à l’état de vapeur invisible; le nuage se dissout pour ainsi dire parla partie inférieure, tandis qu’il se reforme par la partie stq>érieure. On conçoit môme que, dans ces conditions, il puisse paraître tout à fait immobile, quoiqu'on réalité, il descende d’une manière continue.

CHALEUR

3fii

037. liruuilinriU. — l.e brouillard esl un nuage quisc forme dans levoisinagedu sol. Les causes, qui, eu rendant l’air sursaturé de vapeur d'eatf, font apparaître le brouillard, peuvent être souvent différentes de celles qui donnent naissance aux nuages, mais le résultat est au fond semblable. Lorsqu'on gravissant une montagne, on arrive au sein d'un nuage, l’impression que l'on ressent, les effets que l'on observe sont identiquement les mêmes ([tic si l'on se trouvait placé au milieu du brouillard. En general, le brouillard se forme souvent, le matin, le long des rivières, lorsque l’eau ou le sol mouillé des prairies prenneut une température plus haute que celle de l’air environnant. La vapeur, qui se forme dans les couches d’air échauffées par le contact du sol, se condens; à mesure qu’elle se refroidit en s’élevant avec l’air qui les renferme ; il y a précipitation partielle de cette vapeur et par suite opacité de l’air dans le voisinage du sol. Il se manifeste, en cette occasion, nu phénomène d’apparence analogue à celui que présente l’eau qu’on fait bouillirau contact de l'air, la vapeur s’eu dégage et forme, audessus de l’eau, comme uuc fumée parfaitement visible.

638. 1*1 » i<-. — Quand la température s’abaisse au sein d'un nuage, la liquéfaction complète de la vapeur s’y produit successivement ; les gouttelettes d’eau formées se réunissent en tombant et se fondent, l’une dans l'autre, de manière à constituer des gouttes plus ou moins volumineuses, qui traversent l’atmosphère placée au-dessous du nuage, avant d’arriver à la surface de la terre. Or, pendant cette chute, deux phénomènes différents peuvent s'accomplir: ou bien les couches d’air, que la pluie traverse, sont à peu près sèches, elalors les gouttes d'eau s’évaporent superficiellement pendant une chute : leur volume diminue, et il ne tombe sur la terre qu’une pluie extrêmement line ; quelquefois même, la sécheresse de l'air est si grande que la pluie ne tombe que sur des points élevés du sol et ne peut atteindre le fond des vallées. Ou bien, l'air des régions inférieures de l'atmosphère est à peu près saturé, et dès lors les goutlesd’eau,qui le traversent, se trouvant plus froides que lui, en condensent à leur surface une portion de la vapeur ; dans ce cas, par conséquent, les gouttes de pluie grossissent à mesure qu elles traversent une épaisseur d'air plus considérable.

639. Udomètre». — On a imaginé des appareils fort simples nommés udomètres ou pluviomètres, qui servent à mesurer les quantités de pluie, qui tombent là où L'instrument est placé. Nous donnerons une idée suffisante de leur construction en disant : qu’ils sont formés d’un cylindre eu métal ouvert à sa partie supérieure, fermé par le bas et qu'on dispose verticalement à la hauteur voulue, au sommet d'un édifice par exemple; les bords de l'ouverture de l’udomètre sont taillés eu biseau, afin qu'il puisse tomber, dans son intérieur, toutes les gouttes de pluie qui se trouvent comprises dans l'aire de lu section droite du cyliudre. De cette façon, il suffira d’évaluer en millimètres, l’épaisseur de la couche d'eau contenue dans le

NOTIONS DE METEOROLOGIE.

vase de métal, pour avoir la hauteur, que l’eau pluviale aurait acquise, si elle était restée tout entière, après sa chute, à la surface du sol, sans écoulement ni infiltration. Généralement un entonnoir rentrant, percé d’un trou très-petit, est soudé à la partie supérieure du cylindre, qui forme l’udomèlre, afin que, lorsque la pluie cesse de tomber, l'air ne puisse pas se renouveler facilement dans l'appareil et que la perte par évaporation soit négligeable. Un tube eu verre vertical, de diamètre étroit, communique par le bas avec l'appareil, et c'est par la hauteur du uiveau de l’eau dans ce tube, qu’on évalue l’épaisseur de la couche d’eau qui est parvenue dans l’udomètre.

640. !%>ige. — Lorsque la température descend à 0°,ou un peu au-dessous de 0° dans la région des nuages, il se forme, au lieu de gouttes d’eau, des aiguilles de glace; ces aiguilles se groupent et donnent naissance aux flocons de neige. On peut reconnaître la forme très-remarquable qu’affectent ces flocons, en les recevant sur une surface noire, conduisant mal la chaleur et dont la température était primitivement inférieure à 0°. Le groupement des aiguilles de glace dans les flocons s’effectue suivant des lois géométriques bien définies, qui dépendent de la forme cristalline, que prend l’eau quand elle se congèle.

641. Rosée. — Le phénomène de la rosée a été complètement élucidé par les expériences du docteur Wells. Jusqu’à lui, les opinions avaient été contradictoires, et aucune d’elles ne s’accordait avec les données les mieux établies de la science. Les uns admettaient que, pendant la nuit, une pluie fine tombait des régions élevées de l’atmosphère, sans altérer la transparence de l’air ; d’autres croyaient à une sorte d’exsudation ou d'émanation humide provenant du sol. Wells a montré que le phénomène se rapportait parfaitement aux lois ordinaires de la physique. Lorsqu’en hiver, les carreaux de vitre de nos appartements sont en contact, d’un côté avec une atmosphère confinée, chaude et humide, et de l’autre, avec l’air extérieur, dont la température est beaucoup plus basse, qu’observons-nous? Tout le monde a remarqué, qu’il se forme sur la face du carreau placée à l'intérieur de la salle échauffée une sorte de buée, qui va s’épaississant de plus en plus et qui ôte momentanément à fa lame de verre sa transparence habituelle. C'est la vapeur d’eau , contenue dans l’atmosphère confinée, qui est venue se condenser en partie à la surface d’un corps refroidi par son contact avec l'air extérieur. 11 se passe là ce que nous avons vu se produire dans l’hygromètre de Daniel 1 (441). L’air n'était pas saturé à la température initiale qu’il possédait; mais la couche de cet air, qui touche la lame refroidie, prend elle-même une température décroissante, et il arrive un moment où la force élastique de la vapeur, qui s’y trouvait contenue (force élastique qui n'a pu changer), devient égale à la force élastique maxima qui convient à la température de la lame. A partir de ce moment, la sursaturation arrive

30IÏ

CHALEUR

si le refroidissement se poursuit, et la vapeur se condense sur le corps avec lequel elle est en contact.

Ce que nous venons de dire rend un compte exact des phénomènes de la rosee. Pendant le jour, les corps terrestres, échauffés par l’action directe des rayons solaires, acquièrent une température supérieure à celle de l’air. Quand le soleil a disparu à l’horizon, ces corps, dont le pouvoir émissffest beaucoup plus grand que celui de l’air, rayonnent de la chaleur vers les espaces célestes et se refroidissent beaucoup plus que l’atmosphère qui les entoure. Deux thermomètres placés dans une prairie, l’un en contact avec l'herbe, l’autre à un mètre au-dessus du sol, indiquent quelquefois, pendant une nuit de printemps, un excès de la température de l’air sur celle du sol égal a 7 ou 8 degrés. Sur les feuilles des plantes, sur la surface du sol devra donc s opérer une condensation de vapeur, commecela a lieu sur les carreaux de vitre dans l’exemple cité plus haut, ou sur la boule de l’hygromètre de Daniel). La cause du refroidissement est différente, mais In raison pour laquelle s’effectuent les dépôts de rosée est la même dans tous les cas.

042. «rtoniUiwa «loi influent aur la quantité 4e ro»ée déposée.—

La théorie qui précède fait comprendre toutes les circonstances, qui influent sur le dépôt de rosée. 4* Les corps dont le pouvoir émissif est plus grand se recouvrent d’une plus grande quantité de rosée, parce que leur refroidissement est plus intense. 2- Quand la surface du corps 'est abrité et qu’une partie du ciel lui est cachée, le dépôt de rosée est faible :

. oar' si le corPs Pcrtl toujours de sa chaleur par un rayonnement continu dans toutes les directions, du côté de l’abri du moins, il lui en est rcstitué une quantité supérieure à celle qu’enverrait le ciel s’il- était découvert. .1* Lorsque le ciel est couvert de nuages, ces nuages forment abri, et on n’observe aucun dépôt de rosée. 4» Lorsque l’air est serein, le dépôt de rosée est abondant, et même le refroidissement peut devenir tel que la température descende au dessous de 0». Celte circonstance se présente fréquemment pendant les nuits claires du printemps; alors les plantes gèlent, et il se dépose aussi de la gelée blanche. Le préjugé populaire attribue à la lune, qui brille alors de tout son.éclat, les effets funestes du rayonnement nocturne, et on appelle lune rousse la lune à la lumière de laquelle on attribue une influence nuisible à la végétation. 5* Lorsque l’air est un peu agite, le dépôt de rosée est abondant; mais si le vent est fort, les courants d’air empêchent le refroidissement, et le dépôt de rosée ne peut pas avoir lieu. H r *•

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