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50C DTSTRIBUTIOB DB LA CHALEUR. fSeCl. XXV.]

nant la moyenne de dix ou quinze années d’observation, on obtient une approximation suffisante; car, bien quo la •température d’un lieu quelconque puisse être sujette à de très grandes variations, elle ne diffère jamais plus que de quelques degrés de sou état moyen, lequel, en conséquence , peut être regardé comme une bonne mesure de comparaison.

Si la température d’un climat ne dépendait que de la quantité de chaleur qu’il reçoit du soleil, tous les lieux qui ont la même latitude auraient la même température annuelle moyenne. Le mouvement du soleil dans 1 écliptique occasionne, il est vrai, des variations perpétuelles dans la longueur du jour, et dans la direction des rayons par rapport à la terre; cependant, comme cette cause de variations est périodique, la température annuelle moyenne occasionnée par le mouvement du soleil seulement, doit être constante pour chaque parallèle de latitude. C ar il est évident que la grande absorption de chaleur qui a lieu pendant les longs jours d’été , alors que les nuits sont trop •courtes pour que le rayonnement puisse lui faire équilibre, est compensée ensuite par le rayonnement considérable qui s’opère durant les nuits froides et sereines de f hiver, cl par la petite quantité de chaleur que reçoit la terre pendant les jours si courts de cette triste saison. En effet, si le globe était partout de niveau avec la surface de la mer, et s’il était en même temps dune homogénéité parfaite , de telle sorte que les quantités de chaleur absorbées et rayonnées par lui fussent égales, la chaleur moyenne du soleil se distribuerait régulièrement sur sa surface en zones parallèles à l’équateur, douées de températures annuelles égales, mais décroissantes de l’équateur aux pôles, comme le carré du cosinus de la latitude; et la quantité de cette chaleur ne dépendrait que des hauteurs du soleil et «les courans atmosphériques. Quoi qu’il en soit, la distribu-

[Sect. XXV.] DIM. DE LA TEMP. AVEC LA HAUTEUR. 307

tion de la chaleur, au même parallèle, est très irrégulière dans toutes les latitudes, excepté entre les tropiques, où les lignes isothermes, c’est-à-dire, les lignes qui passent par les lieux dont la température annuelle moyenne est la même, sont presque parallèles à l’équateur. Les causes de celte irrégularité sont très nombreuses; mais suivant M. de Humboldt, à qui nous sommes redevables de la plupart de nos connaissances sur ce sujet, celles qui ont la plus grande influence, sont l’élévation des continens, la distribution à la surface du globe de la terre et de l’eau , dont les pouvoirs émissif et absorbant ne sont pas les mêmes; la diversité d’aspects que présente la surface de la terre, tels que les forêts, les déserts sablonneux , les plaines verdoyantes , les rochers, etc.; les chaînes de montagnes couvertes de masses de neige, qui diminuent la température; la réverbération des rayons solaires dans les vallées , qui l’augmente; et enfin, l’échange des courans d’air et d’eau, qui tempèrent et la rigueur du froid et l’excès de la chaleur : les courans chauds venant de l’équateur adoucissent l’âpreté des glaces polaires, et les courans froids venant des pôles, modèrent la haute température des régions équatoriales. A toutes ces causes, ou peut encore ajouter la culture, quoique son influence ne s’étende que sur une petite portion du globe, puisqu'un quart seulement des continens est habité.

La température ne varie pas autant avec la latitude du lieu qu’avec sa hauteur au-dessus du niveau de la mer. Le décroissement est plus rapide dans les couches les plus élevées de l’atmosphère que dans les plus basses, non seulement parce qu’elles sont beaucoup plus éloignées du rayonnement de la terre, mais aussi, parce qu’étant extrêmement raréfiées, la chaleur s’y répand dans un plusgrand espace. Un volume d’air pris à la surface de la terre, à une température de <50° de Fahrenheit ( + 2i° centig. ] et transporté à la hauteur de deux milles et demi ( un

5^8 HAUTEUR DES NEIGES PERPKTUET.T.ES. [SeCt. XXV.]

peu moins d’une lieue ), sc dilaterait tellement, que sa température serait réduite à 5o° ( -j- io° cent. ). Dans les régions éthérées , la température est de f)o° audessous du point de congélation de l’eau , ou — 58° Fahrenheit ( — 5<>° centig. ). •

La hauteur des neiges perpétuelles diminue en allant de l’équateur aux pôles, et est plus considérable en été qu’en hiver; mais elle varie par suite de plusieurs circonstances. Il tombe rarement de la neige quand le froid est intense et l’air sec. Les forêts étendues produisent de l’humidité par l’évaporation qui s’en dégage, et les plateaux élevés, au contraire, échauffent et sèchent l’air. Dans les Cordillères des Andes, des plaines qui n’ont pas plus de vingt-cinq lieues carrées élèvent la température de trois ou quatre degrés ( t°,66 ou 2°, 22 environ du thermomètre centigrade) au-dessus de celle qui règne à la même latitude, sur la déclivité rapide d’une montagne; conséquemment, la ligne des neiges perpétuelles varie suivant que l’une ou l’autre de ces causes domine. L’exposition exerce aussi une grande influence. La ligne des neiges perpétuelles est beaucoup plus élevée du côté méridional que du côté septentrional des montagnes de l’Himalaya. Au total , il parait qu’entre les tropiques la hauteur moyenne des neiges perpétuelles est de 1 5,207 P'eds environ (4,635 mètres à peu près) au-dessus du niveau de la mer; tandis que les terres dont la hauteur ne dépasse pas le niveau de la mer, ne sont pas couvertes de neiges perpétuelles, excepté celles situées dans le voisinage du pôle nord. Dans 1 hémisphère sud, cependant, le froid est plus intense que dans l’hémisphère nord. Dans la terre de Sandwich, entre les 54e et 58e degrés de latitude, les neiges perpétuelles et les glaces s’étendent jusqu’au rivage de la mer; et dans l’ilc Saint-Georges, dont la latitude ( le 53e degré sud), correspond à celle des comtés du

f SeCt. XXV.] INFLUENCE DES MONTAGNES. 500

centre de l’Angleterre, la ligne des neiges perpétuelles s’abaisse jusqu’au niveau de l’Océan. Il a été reconnu que cette prépondérance du froid dans l’hémisphère sud ne * peut être attribuée à ce que l’hiver y est plus long que le , nôtre de 7 -J- jours. Elle est due probablement à ce que la pleine mer qui entoure le pôle sud permet aux bancs de glace de descendre à to° de latitude plus bas dans cet hémisphère, que dans l’hémisphère nord, où des obstacles nombreux leur sont opposés par les iles et les continens qui avoisinent le pôle nord. Les bancs de glace venant du pôle nord, s’avancent rarement vers le sud, au-delà des Açores; tandis que ceux qui viennent du pôle sud descen- , dent jusqu'au cap de Bonne-Espérance, et absorbent continuellement, en fondant, une très grande quantité de chaleur.

L’influence des chaînes de montagnes ne dépend pas entièrement de la ligne de congélation perpétuelle. Elles attirent et condensent les vapeurs flottantes dans l’air, et les font retomber en torrens de pluie. Elles rayonnent de 1

la chaleur dans l’atmosphère à une élévation moindre, et augmentent la température des vallées par la réflexion des rayons du soleil , et par l’abri qu’elles forment contre les vents dominaos. D’un autre côté, l’une des causes les plus générales et les plus puissantes du froid qu’occasionne «

• le voisinage des montagnes, consiste dans les courans d’air glacés, qui de leurs pics élevés se précipitent avec

violence sur les vallées environnantes. Tel est le vent

** ^ # £ piquant du nord, que l’on désigne en Suisse sous le nom 1

de bise.

La différence qui existe entre les pouvoirs émissif et « absorbant de la mer et de la terre, est, après la différence de niveau des terrains, la cause qui exerce la plu» grande influence sur l’irrégularité de la distribution delà chaleur. L’étendue de la terre ferme n’excède pas la qua-

ôiO INFLUENCE DE L’OCÉAN. [SeCl. XXI’ J

trième partie de celle de l’Océan , de sorte que la température générale de l'atmosphère, considérée comme le résultat des températures partielles de toute la surface du globe, est plus puissamment modifiée par la mer que par la terre. D’ailleurs, l’Océan, tant en raison de son homogénéité, que de l’égalité de sa courbure , agit plus uniformément sur l’atmosphère que ne peut le faire la partie solide du globe, avec sa variété infinie de formes et de substances. Dans les substances opaques, l’accumulation de la chaleur est limitée à la couche la plus rapprochée de la surface. Les mers s’échauffent moins à leur surface que la terre , parce qu’avant d’être absorbés les rayons solaires pénètrent le liquide transparent à une plus grande profondeur, et en plus grand nombre qu’ils ne pourraient le faire dans une masse opaque. D’un autre coté, 1 eau a un très grand pouvoir de rayonnement ; ce qui , joint à 1 évaporation , réduirait la surface de l’Océan à une température très basse, si les particules froides ne se précipitaient vers le fond, en vertu de leur excès de densité. Les mers conservent une portion considérable de la chaleur qu’elles reçoivent pendant l’été, et leur salure les empêche de se geler aussitôt que l’eau douce. De ces diverses circonstances il résulte que l’Océan n’est pas sujet aux mêmes variations de chaleur que la terre. En communiquant sa température aux vents, il diminue 1 intensité du climat sur les côtes et dans les îles, lesquelles ne sont jamais exposées aux extrêmes de chaleur et de froid que Ion éprouve dans l’intérieur des continens, quoiqu’elles soient sujettes à des pluies et à des brouillards dus à 1 évaporation des mers adjacentes. De chaque côté de l’équateur, au degré de latitude, la surface de l’Océan est en général plus chaude que Pair qui est au-dessus. La moyenne de la différence de température à midi et a minuit est de 1°,^“] ( o°,76 ccntig. ) environ, la plus grande variation nexcé-

[Sect. xxv.] TEJiPÉa.vxruE de la terre-ferme. 3H

dant jamais de 0°,36 à 2°, 16 ( o°,2 à j°,i centig. ), ce qui esl beaucoup plus froid que l’air des conlincns.

Sur la terre ferme, la température dépend de la nature «lu sol et de ses productions, de son humidité ou de sa sécheresse habituelle. Depuis l’extrémité orientale du désert de Sahara qui traverse l’Afrique tout entière, le sol consiste presque entièrement en un sable stérile, et le désert de Sahara lui-même, sans comprendre le Darfour ou le Dongola, occupe une surface de 194,000 lieues carrées (ou deux fois la surface de la mer Méditerranée), dont le rayonnement élève la température de l’air de 90 à ioo°,

( 3a°,i2 à 37°, 78 centig. ), ce qui doit exercer sur la nature du climat l’influence la plus énergique. La végétation, au contraire, refroidit l’air par l’évaporation et le rayonnement apparent de froid, dus aux feuilles des plantes, qui absorbent plus de calorique qu’elles n’en abandonnent. Les savanes de l’Amérique méridionale couvrent un espace de 5o,ooo lieues carrées environ, c’est-à-dire, une étendue dix fois plus grande que la France, et plus considérable aussi que la chaîne des Andes tout entière, avec tous les groupes épars des montagnes du Brésil. Ces plaines, jointes à celles de l’Amérique du Nord et aux steppes de l’Europe et de l’Asie , doivent produire sur l'atmosphère un prodigieux effet de refroidissement, si l’on considère que dans les nuits calmes et sereines elles font descendre le thermomètre de i'i ou i4° ( 6°, 667 à 7°>778 centig, ) et que, dans les prairies et les bruyères de l’Angleterre, la chaleur absorbée par l’herbe suffit, pendant dix mois de l’année, pour abaisser durant la nuit la température au point de congélation. Les forêts aussi refroidissent l’air, par l’abri qu’elles présentent au sol contre les rayons solaires , et par l’évaporation qui se dégage des branches de leurs arbres. Haies a trouvé que les feuilles d’une seule plante d’hélianthe, de trois pieds de haut (o",9t 5 environ),

Hi'£

512 CONFIGtJR. DE LA TERRE ET DE L’EAU. [Scct. XXV.]

présentaient une surface de quarante pieds ( ia“,70 environ). Si l’on considère en outre que les régions boisées de la rivière des Amazones, et de la partie supérieure de l’Orénoque, occupent un espace de 2Üo,ooo lieues carrées, l’on pourra se faire quelque idée des torrens de vapeur qui doivent s’élever des forêts répandues sur la surface entière du globe. Toutefois, les effets frigorifiques de cette évaporation sont tempérés jusqu’à un certain point par le calme parfait qui règne dans les déserts des tropiques. Les rivières, les lacs, les étangs et les marais sans nombre qui coupent en tous sens les terres des continens, absorbent aussi beaucoup de calorique, en même temps qu’ils refroidissent l’air par l’évaporation; mais, d’un autre côté, les eaux profondes ont la propriété, tant que la glace n’est pas formée, de diminuer le froid de l'hiver, par suite de la précipitation des particules froides et denses vers le fond.

Il résulte de la différence des pouvoirs rayonnant et absorbant de la mer et de la terre, que leur configuration modifie considérablement la distribution de la chaleur à la surface du globe. Sous l’équateur, la terre ferme n’occupe qu’un sixième de la circonférence; et dans les hémisphères nord et sud, l’étendue superficielle de la terre est dans la proportion de 5 à i. L’effet de cette division inégale est plus sensible dans les zones tempérées que dans la zone torride; car, dans la zone tempérée septentrionale, l’étendue de terre est à celle de la zone tempérée méridionale comme x3 est à I, tandis qu’entre l’équateur et chacun des tropiques, elle est dans la proportion de 5 à 4* Il est un fait curieux dont M. Gardner a fait la remarque : c’est que sur la totalité de la partie solide du globe, il n’y a que dont le point diamétralement opposé soit également solide. Cette distribution mal proportionnée de la partie solide du globe exerce une influence puissante sur la température de l’hémisphère sud. Outre ces modifications im-

[SeCt. XXV. ] INFLUENCE DE L’ASPECT. 513

portantes, les presqu’îles, les promontoires et les caps, qui s’avancent dans l’océan, exercent, ainsi que les golfes et les mers intérieures, une influence secondaire sur la température A toutes ces causes, peut être encore ajoutée la position des masses continentales par rapport aux points cardinaux. Toutes ces variétés de terre et d’eau affectent la température par l’intermédiaire des vents, auxquels il faut attribuer l’excès de température des côtes occidentales du nouveau et de l’ancien monde sur celle des côtes orientales. En effet, si l’on considère l’Europe comme une île, on trouve que la douceur générale de son climat est en rapport avec l’étendue des côtes qui regardent l’océan occidental, dont la température à la surface ne s’abaisse jamais, jusque vers les /,5« et 5o' degrés de latitude nord, au-dessous de 48 ou 5t° de Fahrenheit (-(- 8°, 89 ou -{io°,56 centig.), même au cœurde l’hiver. Le froid qui règne en Russie, au contraire , provient de son exposition aux vents nord et est. Le climat de la partie européenne de cet empire est moins rigoureux que celui de la partie asiatique, en ce que l’extrémité septentrionale de l’Europe est séparée des glaces polaires par une zone de pleine mer dont la température d’hiver est de beaucoup supérieure à celle d’un pays continental situé sous la même latitude.

L’interposition de l’atmosphère modifie tous les effets de la chaleur du soleil. La terre communique si lentement sa température, que M. Arago a trouvé dans plusieurs circonstances jusqu’à t4 à 180 (7°,78 à io° centig.) de différence entre la chaleur du sol et celle de l’air à deux ou trois pouces au-deîsus.

Les circonstances qui viennent d’être énumérées, et bien d'autres encore, concourent à altérer la distribution régulière de la chaleur sur le globe, et occasionnent des irrégularités locales sans nombre. Néanmoins, la température annuelle moyenne s’abaisse graduellement de l’équateur

314 lignes isothermes. [Sect. XXV. J

aux pôles. Mais c’est entre les 40' et 45e degrés de latitude, tant en Europe qu’en Amérique, que la diminution de la chaleur moyenne est le plus rapide, ce qui s’accorde parfaitement avec la théorie; d’où il parait .que la variation du carré du cosinus de la latitude1, qui exprime la loi de la variation de la température, est un maximum vers le 45» degré de latitude. En Amérique, la température annuelle moyenne sous la ligne est d’environ 81 |° de Fahrenheit (— |— a7°,5 centig.). On prétend qu’en Afrique elle est à peu près de 83° (-f-28°,67 centig.). La différence provient sans doute des vents de la Sibérie et du Canada, dont la froide influence se fait sentir d’une manière sensible en Asie et en Amérique, même à 180 de l’équateur.

Les lignes isothermes sont presque parallèles à l’équateur, jusqu’au •x'i.t degré de latitude environ de chaque côté de cette ligne; là, elles commencent à perdre leur parallélisme, dont elles s’écartent déplus en plus à mesure que la latitude augmente. Dans l’hémisphère nord, la ligne isotherme de 5q° de Fahrenheit ( -j- 1 5° cent. ) passe entre Rome et Florence, à la latitude de 43°; et près de Raleigh, dans la Caroline du Nord, à la latitude de 36°; celle de 5o° (-f- io° centig.) de température annuelle égale, traverse les pays bas à la latitude de 5i° , et passe près de Boston, dans les États-Unis, à la latitude de 42a-°> celle de 4t° (-f- 5° ceptig.) passe près de Stockholm, à la latitude de 5g •L<v, et par la baie de Saint-George, à Terre-Neuve, par le 48* degré de latitude; celle enfin de 32° ( o® centig.), point de congélation de l’eau, passe entre Uléa, en Laponie, latitude 66®, etTable-Bay, sur la côte du Labrador, latitude 54®.

Il paraît donc que les courbes isothermes qui, sur une étendue de 22° environ, de chaque côté de l’équateur, sont

* Note 118.

[SeCt. XXV.] TEMPÉRATURE DES PÔLES. 315

presque parallèles à cette ligne, devient ensuite de plus en plus. D’après les observations de sir Charles Giesecke, faites au Groenland, de Mr. Scoresby, dans les mers arctiques , et enfin de sir Edward Parry et de sir John Franklin , il est reconnu que les lignes isothermes d’Europe et d’Amérique se séparent entièrement dans les hautes latitudes, et entourent deux pôles de maximum de froid, l’un situé en Amérique , et l’autre dans le nord de l’Asie, aucun des deux ne coïncidant avec le pôle de rotation de la terre. Ces pôles sont situés l’un et l’autre au 80® parallèle de latitude nord. Le pôle transatlantique se trouve placé au 100e degré de longitude occidentale, à 5° environ au nord de la baie de sir Graham Moore , dans les mers polaires ; et le pôle asiatique est situé au g5* de longitude orientale, un peu nu nord de la baie de Tamura, près du eap nord-est. D’après les observations de M. deHumboldt et des capitaines Parry et Scoresby, sir David Brewster a évalué la température annuelle moyenne du pôle asiatique à i° à peu près du thermomètre de Fahrenheit (— eentig.), et celle

du pôle transatlantique à 3 -J® environ au-dessotis de zéro (— 1 9°72 eentig. ), tandis qu’il suppose que la température annuelle moyenne du pôle de rotation est de 4 on 5° ( — 1 5® à — x5°55 eentig.). Quoiqu’on manque d’observations pour déterminer le cours des lignes isothermes méridionales avec la meme exactitude que celui des lignes septentrionales, l’on croit cependant qu’il existe dans l’hémisphère sud deux pôles correspondans de maximum de froid.

Les lignes isothermes, c’est-à-dire les lignes qui passent par les lieux où la température annuelle movenne de l’air est la meme, ne coïncident pas toujours avec les lignes iso— géothermes, c’est-à-dire les lignes qui passent par les lieux où la température moyenne du sol est la même. Les observations de sir David Brewster l’ont porté à conclure que

4516 CLIMATS DE TEMPÉR. EXTRÊMES. [ Sect. X

les lignes isogéothermcs sont toujours parallèles aux I isothermes , de sorte que les mêmes formules gêné peuvent servir à déterminer les unes et les autres , la férence étant une quantité constante que l’on obtie l’aide de l’observation, et qui dépend de la distanc lieu à la ligne isotherme neutre. Ces résultats ont été Ürmés par les observations de M. Kupffer, de Kasan cueillies pendant ses excursions vers le nord. Ces ol vations prouvent que les portions européennes et ar caines de la ligne isogéotherme de 32° de Fahrei (o° centig.) se séparent actuellement, et se dirigent ai des deux pôles de maximum de froid. Ce voyageur « marqué aussi que c’est vers le 45* degré de latitude q température de l’air et du sol décroit le plus rapiden Il est évident que certains lieux peuvent avoir la n température annuelle moyenne, et avoir cependant de mats très différens. Dans l’un, les hivers peuvent être i et les étés frais, tandis qu’un autre peut éprouver le trémes de la chaleur et du froid. Les lignes passant pa lieux qui ont la même température moyenne, en hive en été, ne sont parallèles, ni aux lignes isothermes, ni lignes isogéothermcs, ni les unes à l’égard des autre; diffèrent encore plus des parallèles de latitude. En Eu: la latitude de deux lieux qui ont. la même chaleur ann ne diffère jamais de plus de 8 ou 9“ ( 4%44 ou 5° ce tandis que la différence de latitude de ceux qui oi même température moyenne d’hiver est quelquefoi i8° ou 190 ( io° ou io° 555 cent.). A Kasan , dans 1’ rieur de la Russie, à la latitude de 55°48 , ce qui peu près la même que celle d’Edinburgh , la tempér; annuelle moyenne est de 37°6 environ (-j- 3° 11 et à Edinburgh, elle est de 47° 84 (-j- 8° 8 centig. ). A san , la température moyenne de l’été est de 64 (+i8. a5 centig. ), et celle de l’hiver de 20 12 ( —