CHAPITRE Mil

K OTIONS UE MÉTÉOROLOGIE

61 ô. Noire atmosphère est le IhéAtre de phénomènes physiques trèsvariés, qui s'accomplissent sons 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 11e 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 I»* nouvel ordre de faits qui va nous occuper, plus qu'une affaire de curiosité scientifique; ses intérêts les plus directs se trouvent enjeu : sa santé, son bien-être général, la fertilité du sol, la production des récoltes sont sous l'influence immédiate des phénomènes que l’on a appelés metéoroloiiiques. Quel avantage n'y aurait-il pas à pouvoir, d'après certaines indications, prédire l'apparition de telle ou telle perturbation atmosphérique, A pouvoir connaître à l'avance, avec quelque certitude, si le temps sera beau ou mauvais?

Malheureusement, la complexité des causes qui concourent à la production d’un même effet est telle ici que, malgré le progrès des autres branches des sciences naturelles, la météorologie est presque restée dans l'enfance. Il a été, jusqu'à ce moment, impossible de démêler lesinfluences qui interviennent, avec une netteté suffisante, pour arriverà une explication complètement satisfaisante. Hans l’état actuel de nos connaissances, il est impossible de prévoir avec certitude , même à un court intervalle, quel temps il fera, quelles variations subiront 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

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exécutées dans nos laboratoires, anriin de ces phénomènes, quelquefois si imposants, dont nous sommes les témoins dans la nature. Nous observons les phénomènes, nous en mesurons la durée, l’intensité dans quelques eas : nos observations sont condensées dans des volumes remplis de chiffres, au milieu desquels il est fort^difïicile de faire jaillir la relationde cause à effet, l’expression simple de la loi physique. D’autre part, l’observai ion peut-elle être féconde en résultats utiles, lorsqu’au lieu démarcher 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, que sont placés tous nos instruments de mesure, nos observations s'exécutent dans des points où agissent des influences purement locales et nous ne possédons encore qu’un petit nombre de déterminations faites dans l'atmosphère à une hauteur de quelques kilomètres au-dessus du sol. La configuration des terrains, la nature géologique de la contrée, la distribution des végétaux exercent pourtant sur les appareils que l’on observe, tout près de la surface terrestre, une action dont il est bien difficile d’apprécier la valeur.

Cependant, depuis quelques années et grâce à la facile et prompte transmission de signaux multipliés, par le télégraphe électrique, la science de la prévision du temps à courte échéance a fait de rapides progrès. L’électricité va infiniment plus vite que lèvent. On comprend alors qu'à l’aide d’un vaste réseau télégraphique, partant d’un centre commun, Paris, et aboutissant à une foule de stations diversement situées en Europe, un même observateur puisse, à un moment donné, connaître l’état actuel de l’atmosphère au-dessus d’une grande étendue de terrain. Les directions du vent dans les différentes régions, les variations de la pression atmosphérique accusées ici et là par le baromètre, etc., pourront lui permettre, dans une foule de cas, de prévoir, non pas avec certitude, mais du moins avec quelque probabilité, un ou deux jours à l’avance, l’apparition d’un ouragan ou d'une tempête sur tel ou tel point du continent. Nous donnerons plus loin quelques détails sur l’organisation de ce nouveau mode d’observations météorologiques.

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 études déjà laites, dans la première moitié de ce livre. La chaleur en particulier joue un rôle très-important à la surface de notre globe ; nous commencerons notre élude par l'examen des faits qui dépendent de cet agent.

CIIM.KI n.

I. DISTRI BliTinft IIK 1.1 r.UAI.KLR 1 I. A SIRKACK PK I.A T K Rli K

(S 1 4 ■ irnip^rat nrr dr l'air. — 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 que d’estimer, à un moment donné, la vraie température de l’air. I.a cause de celle difliculté réside principalement dans la faible chaleur spécifique des gaz. Le réservoir du thermomètre est affecté moins par la chaleur que la substance gazeuse lui transmet au contact, que parles rayonnements dus aux corps voisins : le sol, les murs échauffés par le soleil, etc. Il faudrait, pour obtenir une indication qui eût quelque valeur, renouveler l'air rapidement nu contact de l’appareil thermomètrique, afin d’augmenter la masse relative du gaz et de rendre son influence sur la température de l'instrument, sinon exclusive, nu 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’air y ait un libre accès; et recouverte à sa partie supérieure d’une sorte de toiture, nlin que l'instrument soit abrité de l'eau pluviale. La cage est supportée par une barre de fer horizontale, qui la maintient écartée à t“,50 ou *2 mètres du mur : cet écart diminue les effets de rayonnement, dont nous parlions tout à l'heure. La barre de fer, recourbée à son autre extrémité s’engage dans un anneau lixé à la muraille, et tourne comme un gond 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 assez élevée pour que les rayons du soleil ne frappent jamais directement le thermomètre.

1516. Température moyenne du Jour. — La méthode directe, qui SC présente tout d'abord pour avoir la température moyenne du jour, consiste :’i observer le thermomètre un grand nombre de fois dans les vingtquatre heures, et à diviser ensuite la somme des températures obtenues

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par le nom li iv dos observations. Mais mie pareille méthode est trés-assnjettissante ; ou a reconnu qu'on arrive à un résultat suffisamment exact, en n'efTecluant qu'un petit nombre de mesures, à des heures convenablement choisies. Comme la température de l'air passe, dans l’intervalle des vingt-quatre heures d'une même journée, par un minimum et par nu maximum (dans nos climats tempérés, le minimum arrive à peu prés une demi-heure avant le levcrdu 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 nécessairement deux époques comprises entre les heures du maximum et du minimum, pour lesquelles la température est égale à In moyenne du jour. Ne serait-il pas suffisant de faire une observation thcrmoinètrique, 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 est faite un peu plus tôt ou un peu plus tard qu’à l’époque véritable, l’erreur commise peut être considérable.

Il vaut mieux observer le thermomètre plusieurs fois par jour et à des heures telles, que la moyenne qu'elles fournissent coïncide sensiblement avec celle que l'on cherche A obtenir. Les heures suivantes paraissent les plus convenables : \ heures et 10 heures du malin ; \ heures et 10 hem •es du soir. On ajoute les températures observées et on divise leur somme par t. Trois observations peuvent suffire à la rigueur, il faut quelles soient faites à (i heures du matin, A 2 heures de l’après-midi et A 10 heures du soir. La moyenne arithmétique des trois observations du thermomètre, A ces trois époques, donne, avec une approximation suffisante, la moyenne du jour. Enfin, on peut encore se servir du thermométreA maxima et A minima que nous avons décrit (253) et la moyenne des deux indications donne un nombre qui diffère bien peu de la moyenne vraie.

617. TempCratare moyenne du moi* et de l'anaec. — La moyenne du mois s'obtient, en prenant la moyenne arithmétique des températures évaluées chaque jour, comme il vient d’étre dit. Celle de l’année se calcule en 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 fixer, avec exactitude, la température moyenne.

fit 8. Résultat* ((nrraiii roneernant leu variations de la température en un même lien du globe. — En un même lieu et dans le courant d'une année, la température suit généralement une marche assez

régulière : It's indications absolues du thermomètre peuvent changei d’une nnnée à l'autre, mais la marche du phénomène est sensihlemenl constante. Dans nos régions tempérées, le minimum de température arrive ordinairement vers le 1 5 janvier; à partir de cette époque, la température croit d'abord faiblement pendant la seconde quinzaine dp janvier et pendant le mois de février ; puis l'accroissement devient rapide en avril et mai ; la température croit encore, mais plus lentement, pendant les mois de juin et de juillet, pour atteindre son maximum vers la fin de ce dernier mois. Dès le commencement d’août, la 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 montré que, dans nos régions, le minimum de température se produit vers le 1 1 janvier ; le maximum, vers le 2(1 juillet ; les jours qui correspondent il peu près aux moyennes annuelles, sont le 24 avril et le 21 octobre.

tilt). 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 saisons basées sur la marche de la température et qu’on pourrait appeler saisons météorologiques. Pour celles-ci, il serait naturel de faire correspondre au 15 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 se succédant dans l’ordre ordinaire, mars, avril et mai correspondraient au printemps ; juin, juillet et août, à l’été ; septembre, octobre et novembre, à l’automne.

«20. Température A diverse* profondeur* dans la terre. — A cause de la mauvaise conductibilité des substances qui forment la croûte solide du globe, les variations de température delà surface sont d’autant moins sensibles dans l'intérieur de la terre, qu'on descend i\ une profondeur plus grande. Ainsi, dans quelques localités, un thermomètre, plongé à une profondeur de 2 ou 5 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 celle dernière température décroît d'une manière rontinue.

En général, l'indication presque stationnaire, pendant 5 ou « heures.

NOTIONS DK HfiTKOROLOT.IF..

iln thermomètre, plongé à une faillie profondeur dans la terre, correspond ù la moyenne du jour dans le lien 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 tarie avec le lieu considéré, le thermomètre indique toujours la moyene 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 cbuche 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 lien 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 celte épaisseur, on trouve qu'à une profondeur de 2,700 à 3,000 mètres, les couches terrestres doivent avoir la température de l'eau bouillante, et si la même loi de variation se maintenait jusqu'au centre de 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.

021. Dr In température en dlvern Unix du globe. — Si Oïl ne tenait compte que de la hauteur moyenne du soleil au-dessus de l’horizon pendant la durée de l’année, ou ce qui revient au même de l'inclinaison des rayons solaires par rapport à la surface du sol, 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 du phénomène; mais on se tromperait gravement, si l'on se croyait en droit de déduire, ii priori, de l’accroissement des latitudes le décroissement de température. Des lieux situés sur un même parallèle ont souvent des températures moyennes très-différentes. — Ces variations se conçoivent, si l’on songe nl’inlluence que doivent exercer les causes purement locales sur l'utilisation delà chaleur solaire. Sans doute, sur tous les points d'un même parallèle, la quantité de chaleur fournie par le soleil sera sensiblement la même pendant une année. Mais, suivant que la contrée que

CHALEUR

l'on étudieesl aride ou en partie couverte d'eau ; suivant que le terrain qui la recouvre est sablonneux pl stérile, ou bien constitué par une lerre arable couverte d’une abondante végétation; suivant qu’elle est A proximité de la mer ou an milieu d’un vaste continent; suivant que les vents régnants y affectent telle ou telle direction, on comprend fort bien que la portion de chaleur solaire laissée au soi pour l’échauffe?, portion de chaleur qui détermine précisément la température de la couche d'air inférieure, doive varier dans des limites assez étendues.

Ilumholdt a le premier rendu sensibles aux yeux, par un tracé graphique exécuté sur la carte du inonde, les irrégularités que présente In distribution des températures à la surface de la terre. Il a réuni, par une ligne continue, tous les joints du globe où la moyenne annuelle do la température est la même ; c’est cette ligne qu'il a appelée isotherme. En suivant un pareil procédé, on obtient une série de courbes qui correspondent, chacune, à une certaine température moyenne de l'année ; ainsi, on distingue l’isotherme de 0“, de 5“, de 10°, etc. A l’inspection de ces courbes, que nous avons figurées ici pour l'hémisphère boréal seulement (fig. 244), on voit de suite, que les lignes isothermes sont loin de se confondre avec les parallèles ; elles tracent de nombreuses sinuosités, qui les font pour ainsi dire osciller nu nord et au sud d’un certain parallèle moyen. — Nous pouvons donc affirmer déjà que l’obliquité des rayons solaires n’est pas la seule cause qui modifie la valeur de la température moyenne en un lieu donné : il n'est pas douteux que la proximité des mers, les vents dominants, l’étendue plus ou moins grande des continents. prennent dans le phénomène une part d’influencetrès-notahle; nous examinerons tout à l’heure chacune de ces causes individuellement.

Pour le moment, montrons par un exemple frappant combien sont nombreuses ces irrégularités dans la distribution de la chaleur à la surface des continents. Choississons l'isotherme qui passe par tousles points de l'hémisphère nord où la température moyenne est de 10°. Considérons-la d’abord, à son point le plus rapproché du pèle ; dans le voisinage de Londres, par une latitude de 51° 51'. En marchant du côté de l’est, on voit l’isotherme descendre de plus eu plus vers le sud ; elle traverse la Bohème, aux environs de Prague, par la latitude de 50" 5' ; nous la 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, elle traverse l’Asie et vient probablement couper sa cète orientale au nord de file Niphon vers le 40* degré de latitude. Nous la perdons ensuite dans le Grand Océan, pour la retrouver sur la

VOTIONS l)K MÉTKOKOLOGIK

cote occidentale de rAiiiériiiuedn Nord, vers l'embouchure de l'Orégon (latitude de ili"). A partir de ce point, l'isotherme redescend de nouveau vers le sud, elle va passer, eu présentant une grande convexité vers l'équateur, tout prés de New-York dont la latitude est de 41” 55'. hàifiu,

Fig. itt,

elle se redresse, tout à coup, et va au nord pour rejoindre le |nulll de départ que nous avons choisi. Ainsi, dans ses nombreuses sinuosités, l'isotherme de 10° oscille constamment du nord nu sud, en se tenant toujours entre le 51* et le iOr degré de latitude.

Knlre les isothermes de 25“ , qui se trouvent, l’un dans l'hémisphére austral, l'autre dans l'hémisphére boréal, on a déterminé par l’observation et réuni par une ligue continue les points du globe qui, sur chaque méridien, présentent la température moyenne maximum. Celte

Ul ALIBI.

ligne, nommée équateur thermique, ne se cou tond pas avec l’équateur terrestre; elle est sinueuse et montre bien, par ses diverses inflexions, combien les influences locales Tout varier la distribution des températures à la surface du globe.

622. (iltnnlM. — Ligne»! lüoehlniêne*. — Ligne* inotherr*. — L’iSOlliermc, qui passe en un lieu du globe, n'en caractérise pas le climat. La connaissance de la valeur absolue de la moyenne annuelle ne suffit |«s. 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, connue à la Havane, à Saint-Denis, où la différence des deux moyennes est de i ou 5 degrés. Tantôt, au contraire, les chaleurs de l’été sont très-vives, en même temps que les froids de l’hiver sont très- in le uses, et l’écart des deux moyennes atteint jusqu’à 26” et 50”; ainsi, à Hazan, la moyenne de l’hiver est de — 14°, 5, tandis que celle de l’été est -t- 17"; la différence des deux moyennes est donc de 51u,5. 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, ou 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 plantes sensibles aux froids de l’hiver, telles que l’olivier, ne peuvent y vivre en pleine terre, quoique les chaleurs de l’été soient suflisantes pour que la floraison et la fructification «le ces plantes s’achèvent complètement.

023. l’our arriver à une appréciation plus exacte du climat, ou a imaginé de tracer de nouvelles lignes passant dans les lieux qui ont la même moyenne pendant l'hiver; on lésa nommées ligues isochimènrs ou isothermes de l’hiver; et aussi de tracer les courbes qui correspondent à une même moyenne de l’été, et on les a nommées lignes isot hères ou isothermes de l’été. Il est clair que le climat d’une localité sera beaucoup mieux défini, quand on connaîtra, par l’isotherme, l’isochimène et lise* tlièrc qui y passent à la fois, quelles sont les températures moyennes de l'année, de l'hiver et de l'été. Malheureusement, les déterminations dèjà faites pour le tracé des i sochimènes et des isothères sont peu nombreuses; il n'est pas possible encore de donner, avec leur aide, des indications bien précises.

On peut remarquer, comme fait général, que les lignes isothermes s élèvent vers le nord en été et descendent vers le midi eu hiver. Cet

.NOTIONS UK MÉTKOKOLOGIE. UN

elTel est beaucoup plus sensible dans la partie de la courbe (pii correspond aux continents. A la surface des grandes mers, le déplacement est beaucoup moins considérable.

Nous venons de présenter des notions générales relatives à la distribution de la température sur la surface du globe, sans nous inquiéter des causes productrices des irrégularités apparentes cpie 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 inlluences que nous pouvons mettre en lumière.

1124. I. Influence exercée sur la température d'un lieu par la frequente des pluies. — Lorsque le ciel est serein, la température de l'air s’élève progressivement, à partir du lever du soleil jusqu’à l'heure où cet astre a dépassé, depuis un certain 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 diminuée qu’un abaissement de température peut s’observer à 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 spécitique 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 (pie l’on observe. L'influence que 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. Même dans nos climats, nous avons souvent la preuve d’une coïncidence A peu près constante, entre rabaissement de la température de l’air et la fréquence des pluies. Tout le monde se souvient de l’été de 18011 qui fut, en même temps, pluvieux et froid.

025. 11. influente exercée pur le» vent». — Hans 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.

Paris. . . .

tl".76

13°, üt

Londres. . .