ORAGEUX

Densité.— Les nuages orageux sont généralement remarquables par leur densité; elle est quelquefois si grande qu'ils paraissent formés par une matière solide ; mais d'un autre côté, M. d'Abbadie a remarqué, en Étliiopie, des nuages orageux, qui, malgré les fortes manifestations électriques dont ils étaient le foyer, n'empêchaient pas la vue des étoiles à travers leur masse.

Électricité. — Augmentation de volume du nuage par le fait de son électrisation. Une nuée électrique est plus dilatée que celle qui ne l'est pas; et c'est là une des causes de son ascension ou de l'élévation à laquelle elle se soutient.

Van Marum ayant fait avec la peau de l'amnios du veau deux ballons contenant chacun 2 pieds cubiques d'air inflammable et les ayant lestés de manière qu'ils se soutinssent dans la partie inférieure de l'atmosphère, il les électrisa, l'un positivement et l'autre négativement. Ils s'élevèrent aussitôt, puis se rapprochèrent pour combiner leur électricité et ensuite descendirent lentement (1).

Espèce d'électricité. — Au point de vue de l'espèce d'électricité dont les nuages sont chargés, il y a, dit M. Peltier, deux sortes de nuages : les nuages vitrés et les nuages résineux.

Les nuages vitrés sont d'un blanc vif et sont propres à refléter le rouge ; ils sont bien limités, bien circonscrits ; ils sont denses et assez compactes ; ils s'étendent toujours beaucoup en hauteur et fort peu en superficie ; ils présentent donc toujours une assez grande épaisseur : ce sont les cumulus fl'Howard.

Les nuages résineux, au contraire, sont gris, gris plombé ou ardoisé, quelquefois même bleuâtres; ils ont des bords mal définis; ils sont toujours assez minces, mais très-étendus: ce sont les stratus d'Howard (2).

Les premiers donnent toujours des pluies douces, régulières, sans beaucoup de vent ou de la neige ; les seconds

(1) Expériences faites avec la machine Teylcrienne, J. de physique, l, XXXI, p. 347 (1787).

(2) Voir Howard, Phil. may., L XVI, p. 97 et 344 (1803).

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donnent des averses violentes accompagnées de rafales de vent, ou bien de la grêle ou du grésil. Ils sont toujours plus bas que les premiers.

De la distribution de l'électricité dans les nuages. — L'expérience montre que l'électricité se porte à la surface des corps conducteurs, et qu'il ne s'en manifeste aucune trace dans leur intérieur; en est-il de même pour les nuages?

Suivant Gay-Lussac, les nuages qui présentent quelque densité sont analogues aux conducteurs ordinaires ; l'électricité se porte simplement à leur surface. Mais comment expliquer que l'électricité ne se neutralise pas par une seule explosion ou au moins par un petit nombre d'explosions? Comment les décharges d'électricité peuvent-elles se reproduire aussi nombreuses et aussi rapprochées? En outre les explosions devraient cesser avec la première pluie, puisque la communication de celle-ci entre le nuage et la terre permet à l'électricité de s'écouler librement.

Kaemtz pense qu'il est probable que charpie vésicule d'un nuage conserve une portion de son électricité, de manière cependant que cette portion est d'autant plus considérable que la vésicule est située plus près de la surface du nuage. Quant à la cause qui retiendrait ainsi l'électricité autour de chaque vésicule, M. Kaemtz la trouve dans la résistance que doit éprouver l'électricité pour passer d'une vésicule à la suivante, résistance qui provient de l'imparfaite conductibilité de l'air interposé. Mais, comme le fait remarquer M. Duprez, cette manière de considérer la distribution de l'électricité dans les nuages n'explique pas comment les vésicules de vapeur libres et électrisées de la même manière forment cependant des masses limitées comme le sont les nuages, au lieu de se répandre uniformément par leur répulsion mutuelle.

M. Peltiera donné une autre théorie (1). Nous ne pouvons l'exposer en entier dans cet ouvrage, nous disons seulement (|uc l'auteur admet deux sortes de tension : 1° la tension péripliérique ou celle de l'électricité libre à la surface ; 2° la ten-

(1) Voir Mémoire do météorologie ciecin^we, par Pellicr, p. 441.

NUAGES ORAGlîUX 27

sion partie II laire ou celle de l'électricité conservée autour de chacune des molécules de vapeur. La tension individuelle des particules les tient à distance, tandis que l'électricilé de la surface les rapproche, les groupe, les maintient en corps, tout en laissant à chacune d'elles son individualité, si la tension extérieure est modérée et proportionnée à celle de l'intérieur, et enfin les rapproche jusqu'à la condensation liquide si la tension extérieure est très-puissante.

Les nuages n'ayant pas autour d'eux toute leur électricité, comme dans nos conducteurs métalliques, la neutralisation de leur électricité pourra se faire à tous les degrés possibles d'instantanéité, depuis l'explosion la plus vive jusqu'à l'écoulement lumineux de quelques minutes. Dans les orages ordinaires, l'éclair étant presque toujours le produit de la décharge de l'électricité libre agglomérée à la surface des nuées est instantané et rien n'en peut mesurer la durée. Mais il arrive quelquefois, pendant des orages excessivement chargés d'électricité, que les éclairs ont une durée qu'on apprécie facilement, et souvent aussi on remarque divers météores ignés qui durent plusieurs minutes.

M. Grosse a émis une autre opinion sur la constitution des nuages à tonnerre.

Le nuage à tonnerre est formé, d'après lui, d'un certain nombre de zones concentriques d'électricité, alternativement positive et négative; la zone centrale ayant la plus haute intensité et la tension diminuant dans les zones successives jusqu'à ce qu'elle devienne inappréciable dans celle qui est la plus éloignée. Cette opinion a été adoptée aussi par M. Baggs et par plusieurs autres savants (1).

M. le docteur Noath, dans une visite qu'il fit à son ami Crosse de Broomfield, près de Bridgewater, eut l'occasion de constater expérimentalement la constitution d'un nuage orageux. On • trouvera le détail de ces expériences dans le Cosmos, t. VI, 1855, p. 384. L'auteur de ces observations conclut que la distribution de l'électricité au sein d'un nuage orageux semble être toute différente, ou mieux est, en réalité.

(1) Lond., Edinb., f)ubl. Philos, maij., .3« série, l. XXXII, p. 391 (1848),

l'inverse de la distribution que l'on observe au sein d'un conducteur isolé. Dans le conducteur, la force rayonne du centre à la circonférence, augmentant d'intensité proportionnellement au carré de la distance au centre; tandis que dans le nuage orageux, l'intensité électrique diminue du centre à la circonférence. Il semble se former d'abord un noyau d'électricité positive, par exemple, occupant un large espace au centre du nuage ; autour de ce noyau naît une zone d'électricité négative, d'intensité égale en valeur absolue à celle de l'électricité du noyau ; viennent ensuite d'autres zones accouplées par paires alternativement positives et négatives, mais dont les charges vont sans cesse en diminuant, à mesure que l'on s'approche du bord du nuage.

Directement au-dessous du noyau central du nuage, il doit exister à la surface de la terre un noyau d'électricité de nom contraire ou d'électricité négative correspondant à la zone d'électricité positive; il en est de même de toutes les zones électriques du nuage qui doivent avoir sur la terre, en vertu des lois de l'induction, leurs zones correspondantes d'électricité opposée. Il peut arriver que l'électricité positive du noyau central du nuage se décharge sur le noyau d'électricité négative qui lui correspond à la surface de la terre, et c'est ce qui a lieu ordinairement lorsqu'un éclair luit ; des décharges peuvent avoir lieu entre deux zones concentriques ou correspondantes quelconques sans autre changement dans leur état électrique relatif qu'une diminution d'intensité par la soustraction au noyau central d'une certaine portion de sa charge primitive ; chaque éclair successif affaiblissant la tension électrique de la couche d'air dont le nuage et la terre sont comme les deux armatures (1).

Constitution des nuages. — Les nuages opaques sont formés par la réunion de petits corps sphérrques, visibles à la vue simple, lorsqu'ils sont projetés sur un fond brun ou noir : leur grosseur est d'environ 0'"'" 0224.

(1) Voir sur ce sujet : Quélclet. Élcclricilc des nuages orageux. Ulmtilul. I. XXII, p. 3i't-46. — Becquerel, Catises de Vckclrkilé almosphtnqu^. Comptes rendus, t. XLII, p. 661.

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Suivant la plupart des auteurs ces corps sphériqucs seraient formés d'une vésicule mince d'eau liquide contenant un o-az ou une vapeur plus légère que l'air, qui compensait la pesanteur spécifique de l'enveloppe. Mais cette hypothèse n'est point démontrée. (Peltier.) „ u^,,

DésaguUers(l), Eales (2), Monge(3), M. de Tessan (4), 1 abbe Raillard (5) ont prouvé depuis longtemps que de telles vésicules ne pourraient exister sous la pression atmosphérique et à la basse température des couches où se maintiennent les nuages, et d'après les observations de M. Peltier ces petits corps sont mamelonnés et non lisses comme devraient être des vésicules (6). — Si on les observe sous un rayon lumineux en tenant l'œil dans l'obscurité, on remarque qu'ils ne réfléchissent pas la lumière spécialement, mais qu'ils la dispersent, que leur aspect est mat et non brillant. Avec un grossissement de 8 à 10 diamètres, on voit que ces corps sont formés par la réunion de globulins plus petits ; ces globulins, présentant eux-mênies une lumière mate et dispersée, doivent être également formés par la réunion de globulins plus petits encore. Pendant leur agitation par le vent, ou au-dessus d'un vase d'eau chaude, tous ces globules se maintiennent isolés les uns des autres et ne paraissent jamais s'atteindre. Lorsqu'ils retombent sur la surface du liquide, on les voit rouler et souvent rebondir, comme de petites balles. Cet isolement des globules se fait surtout remarquer lorsqu'ils sont chargés d'électricité libre.

Pour bien comprendre les phénomènes électriques des nuages et en suivre les développements il faut se familiariser avec l'idée de ces individualités. Elles sont aussi nombreuses qu'il y a d'atomes, de molécules, d'agglomérations parcellaires, depuis le plus petit flocon jusqu'aux plus gros cumulus, toutes agissant par leur propre force sur les parcelles

(1) Cours de physique expérimentale, t. II, 10" leçon.

(2) Philos. Irans., t. LXIX, p. 126 et suiv. (1755).

(3) Ann. de chimie, l. V, p. 1 (1800).

(4) L'Instiiut, t. XXIV, p. 169.

(5) Comptes rendus, t. XLIII, p. 906.

(6) Peltier, Mùm. de météorol. élect. et Archiv. d'élect.

voisines avec lesquelles elles forment des corps vaporeux.

Un nuage est donc ainsi composé : les globules opaques sont groupés par petits flocons ayant leurs limites et leur sphère d'action comme les globules eux-mêmes. Les petits flocons en se groupant forment des flocons plus gros ; ceux-ci des mamelons, un certain nombre de ceux-ci forment une nuelle; les nuelles forment à leur tour des nuages définis; le groupe des nuages définis forme un cumulus; et plusieurs cumulus un nimbus. C'est d'ailleurs ce que l'observation directe démontre.

Mais les nuages ne sont pas seulement formés de globules de vapeur opaque, on y trouve des globules de vapeur transparente. Tous ces globules sont tenus à distance les uns des autres par le calorique latent et par l'électricité. Si une cause quelconque enlève à un nuage la plus grande partie de son électricité, l'une des deux forces qui concouraient à tenir les globules écartés se trouve supprimée. Les globules de vapeur transparente se condensent, se transforment en vapeurs opaques; les globules de vapeurs opaques, par la même raison, passent à l'état liquide; la densité du nuage, sa pesanteur spécifique se trouve augmentée ; le nuage s'abaisse et tombe sur la terre en forme de pluie. En arrivant sur le sol, le nuage dégage la chaleur latente qu'il possédait, ce qui réchauffe d'autant le sol et l'air ambiant.

Formation des orages. — La formation des orages présente de très-nombreux aspects parmi lesquels nous signalerons les quatre suivants :

1° Un nuage épais s'élève directement de la terre. Ainsi :

Plusieurs observateurs se sont accordés à reconnaître que les orages si violents du Haut-Canada s'élèvent en quelque sorte de la surface de la terre en un nuage épais, isolé, qui monte fort lentement et se meut dans la direction du nord, du nord-ouest et jamais du sud.

Signalons aussi une singulière forme d'orage local naissant et se terminant au-dessus d'une mine mctalliquo.

2° Le germe de l'orage se forme autour d'une ou de plusieurs cimes de montagnes.

NUAGES ORAGEUX

Les cimes des montagnes ont en effet une notable influence sur la formation des orages, et semblent exer&cr une Ibrce attractive sur la matière nuageuse électrisée. — Souvent des nuages, dils parasites, s'attachent à un sommet et sont les précurseurs d'orages, comme M. du Caria l'a fort bien exposé dans un mémoire (1). Ce phénomène a été observé sur les montagnes des diverses parties du globe. Ainsi :

M. Boussingault a souvent remarqué dans les Andes des nuages parasites immenses en largeur qui venaient s'attacher à la partie moyenne des cônes de trachyte; ces nuages y adhéraient et le vent ne pouvait les en détacher. La foudre sillonnait cette masse de vapeurs, et de la grêle mêlée de pluie ne tardait pas à inonder le bas de la montagne.

Les nuages parasites ont souvent été sigalés sur le sommet delà montagne de la Table, au cap de Bonne-Espérance; et M. d'Abbadie a vu maintes fois, en Ethiopie, les orages se former autour des cimes les plus élevées.

En Europe les nuages parasites ont été souvent observés sur le Mont-Blanc. « Ils paraissent immobiles, dit M. de Saus- » sure, et ils le sont réellement dans leur totalité; mais si f. l'on en observe un de près et avec attention, on y distingue » un mouvement intestin extrêmement vif ; on voit aussi que » de petites parties et souvent des flocons plus obscurs que » sa masse sont entraînés avec beaucoup de rapidité dans la » direction du vent (2). »

Suivant M. delà Tourette, la plupart des orages de Lyon et du Dauphiné se forment au mont Pilate; ils s'y rassemblent comme un chapeau, ce qui lui donne son nom.

Nous avons dit que M. Ilossard vit se former autour du sommet du Jura, nommé le Colombier-de-Gex, un petit nuage d'oîi partit bientôt un fort coup de tonnerre.

Les orages qui éclatent sur les Pyrénées ont souvent pour germe quelques lambeaux de nuages formés sur le bas pays, ou détachés des immenses couches dont les plaines environnantes étaient précédemment couvertes. Placé sur un des

(1) J. de Phys., t. XXV, p. 94 (1784).

(2) Voy. au col du Géant, t. IV, p. 280.

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pics de la chaîne, on voit, plusieurs heures après le lever du soleil, se former, au-dessus de la plaine, des nuages qui souvent s'élèvent avec rapidité, vont se grouper tous, tantôt sur une cime, tantôt sur une autre, le plus ordinairement y engendrent un orage.

Palasson a aussi décrit les diverses circonstances de la formation des nuages dans les Pyrénées (1).

M. Lartigue a aussi observé et décrit la formation des orages dans les Pyrénées (2).

L'influence des cimes ou des roches élevées sur la formation des orages nous paraît encore démontrée par le fait suivant :

Un voyageur qui a gravi le mont Pilate, dont la position est très-dégagée au-dessus du lac de Lucerne, rapporte qu'à Brundeln, site habité, le plus élevé de cette montagne, se trouve un petit lac très-profond au-dessus duquel se forment presque tous les orages de cette localité. Ils commencent par un très-petit nuage de la grosseur d'un chapeau, qui s'appuie sur le rocher voisin, très-élevé, y reste immobile et s'accroît rapidement. A mesure qu'il augmente de volume, il s'abaisse et devient bientôt un massif noir qui tonne violemment. La personne qui se trouve sur le rocher voit alors l'orage sous ses pieds ; mais elle n'est pas pour cela en sûreté, puisque la foudre se meut aussi bien d'en haut que d'en bas (3).

Le germe d'un orage apparaît sous la forme d'un seul nuage ou d'un très-petit nombre de nuages dans un ciel d'ailleurs serein ou dont le bleu est très-pâle. — Ces nuages sont d'abord de petites dimensions; mais ils grossissent très-rapidement et se réunissent bientôt. — C'est surtout après un premier coup de tonnerre échangé entre ces quelques nuages isolés qu'on voit le ciel se couvrir avec une singulière rapidité ; et, à mesure que les coups se succèdent, il se couvre de nuages nouveaux qui cependant ne sont pas

(1) Palasson, Nouv. mém. pour servir à Vhisl. nat. des Pyrénées, l. IV, p. 130(1823).

(2) Comptes rendus, l. XLl, p. lOiu (1855).

(3) Hannov, SammL, 4st., p. 53 (1737).

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apportés par les vents. — On ne doit pas confondre ici le cas 011 l'orage se forme dans la voûte céleste de l'observateur avec celui où l'orage y arrive tout formé d'un pays voisin. Alors, en effet, la masse nuageuse, d'abord très-petite à l'horizon, prend rapidement, en s'approchaut, d'énormes et d'étonnantes dimensions.

Parfois un seul nuage se forme sous un ciel serein, et cependant il constitue à lui seul un orage; car il lance la foudre, comme nous eri avons cité ailleurs plusieurs exemples.

4° Par opposition aux orages précédents, signalons ceux qui se forment sur un vaste appareil de cumulus et de cirrus. Le matin, le ciel, est complètement pur; vers midi, on remarque des cirrus isolés; le soir, le ciel a un aspect blanchâtre; le soleil est pâle et blafard ; il y a des parhélies ou des couronnes autour du soleil. Plus tard les cumulus apparaissent, et bientôt l'orage est formé. — C'est à ce mode de formation que nous rapporterons les deux descriptions suivantes :

Beccaria a soigneusement décrit la formation des nuages et des orages à Turin, pays tout entouré de hautes montagnes (1).

M. Rozet, dans un exposé de ses observations météorologiques faites de 1848 à 1851, sur les Pyrénées, sur les montagnes de Provence, sur les Alpes françaises, a aussi décrit la formation des nuages (2). Cet observateur conclut que le développement d'électricité qui accompagne les nuages est simplement un résultat de l'approche, de la rencontre des nuages de nature différente.

Au reste, parfois les orages se forment en même temps sur plusieurs et même sur cinq points différents au-dessus de l'horizon; tantôt ils agissent séparément et tantôt ils se réunissent en un seul.

iM. Hossard a indiqué à M. Arago un signe précurseur des orages dont aucun météorologiste n'avait, à ce qu'il paraît, fait mention avant lui. Cet officier a remarqué que, durant les grandes chaleurs, il se produit tout à coup sur plusieurs points de la couche des nuages inférieurs des soulèvements

(1) IMI. deir Elett.,j}. 131-167.

(2) Comptes rendus de l'Acad. des sciences, t. XXXIII, p. 652(1851).

qui se prolongent comme de longues fusées verticales, et à l'aide desquels des régions atmosphériques assez distantes peuvent se trouver en communication.

De la fréquence des orages. — Dans les hautes latitudes des hémisphères Nord et Sud, les orages sont tout à fait inconnus, et on les regarde même comme très-rares dans l'Océan, à de grandes distances des continents (1).

Au contraire, sur quelques points du globe, pendant certains mois de l'année, les orages avec tonnerre peuvent être considérés comme un phénomène quotidien. Sur les montagnes de Port-Royal (Jamaïque), le tonnerre gronde chaque jour vers midi, depuis le milieu de novembre jusqu'au milieu d'avril (2).

En Irlande, il tonne très-rarement. Le docteur Tortensen dit qu'en deux ans il n'a tonné qu'une fois à Reikiavik (latitude 65° (3). , .

A Lima, on ne connaît ni les éclairs m le tonnerre, il n y

a même jamais de véritables nuages.

Plutarque (4) pensait que le tonnerre ne se faisait jamais entendre en Éthiopie ; les observations de M. d'Abbadie démontrent le contraire pour l'Abyssinie, l'Egypte.

(1) Scoresby, Parry. Voir Arago, Notice, p. 388.

(2) Cosmos, t. VI.

(3) Arago, Notice, p. 391.

(4) « Geluy qui ne navigue point ne craint point la mer, ny celuy qui ne suit » point les armes ne double point la guerre, ny les voleurs et espieurs de che- .. mins celuy qui ne bouge de sa maison, ny le calomniateur celuy qui n'a rien, . ny l'envie celuy qui n'a point d'eslats, ny le tremblement de terre celuy qui .. habite en la Gaule, ny le tonnerre cduy qui demeure en Ethwp>e. - (Trad. d'Amyot, De la superstition, p. 120, Paris, 137o.