MÈTRES

Soit, par exemple, à la stat. inférieure , A=600 millim. ; la différence de niveau= 1 300“, vous aurez

1000: 0,63 = 1 800 : 0-.93, et ladilTérence de niveau corrigée=1500'",9.

Cette correction est toujours additive.

Type du calcul.

Hauteur de Guanaxuato, observée par Humboldt. Latitude = SI*. A la station supérieure, hauteur du baromètre 600“ ", 95=A' ; therinom. du baromètrc-)-21”,3 = T' ; therm.

libre — = t'. Au bord delà mer, hauteur du baromètre 763" “,13=A ; thermomètre du baromètrc-|-23 0 ,3=T ; thermomètre libre-(-âS",3=r.

Table I" donne

pour763““,18....

pour 600 ,93....

pour T — T'=4°..

a — 6— cou hauteur approchée. 1896 ,9 1897 , , .

1 " correc,,= Tôm) Xa< ' t " , )+ 176 ’ 8

Somme 2073 ,7

2 e corr., tab. III, donne pour

2073 et 21* -J- 10 ,6

Hauteur =2084 ", 3 "

Voici une autre méthode qui diffère sous plusieurs rapports de la précédente, et qui parait plus simple. Elle est extraite de la Physique du Globe, parSaigey, ouvrage des plus remarquables par sa concision, sa clarté et la masse de connaissances positives qu’il renferme.

Que l’on se figure deux baromètres placés, l’un au pied et l’autre sur le sommet d’une

tour fort élevée. Le baromètre inférieur supportera, deplusque le supérieur, tout le poids de la colonne d’air, qui s'étend de l'un à l'autre ; et ce poids est représenté par celui de la différence des colonnes barométriques.

Admettons, par exemple, que le baromètre inférieur indique 760 millimètres, cl le baromètre supérieur 744. La colonne d’air pèsera comme 16 millimètres de mercure. Or, on sait qu’à 0 degré de température et 760 millimètres de pression, l'air pèse 10,466 fois moins que ce liquide. La colonne d'air serait donc 10,466 fois 16 millimètres, c'est-à-dire 167 mètres, si elle était à cette température et à cette pression. Hais elle est. terme moyen, à 732 millimètres de pression; elle sera un peu plus longue, dans le rapport de 782 à 760, et deviendra 169 mètres. Mais si le thermomètre marque 20,8 degrés au pied de la tour, et 19,3 au sommet, la température de la colonne d'air sera, terme moyen, de 20 degrés ; et comine elle s'allonge de la 267° partie pour chaque degré , la hauteur de la tour sera, en définitive, de 182 mètres.

Cette méthode très-simple ne peut s'appliquer qu'à de petites hauteurs. Quand il s'agit de montagnes très-élevées, il faut recourir à des formules qui sont, en général, très-compliquées, et qui ont beaucoup occupé les géomètres et les physiciens. Nous ne pourrions pasles citer ici, parce qu’elles renferment toutes des logarithmes, que nos lecteurs ne sont pas censés connaître. Mais en s'appuyant sur la loi du décroissement de la chaleur, à mesure qu'on s'élève dans l'air, on arrive à cette formule très-simple :

u 1° Ramenez les deux colonnes haromén triques à la température zéro ; 2° au nom- » bre constant 268, ajoutez la température

DU BAROMÈTRE ET DE SES OSCILLATIONS

» supérieure, multipliez par la pression infé- » ricure, et divisez par la pression supérieure : n vous aurez un premier rieuUat ; 3° à 263, » ajoutez la température inférieure, multipliez » par la pression supérieure, et divisez par » la pression inférieure : vous aurez un se- » cond résultat ; 4“ de la température infé- » Heure, retranchez la température supé- » Heure : vous aurez un troisième résultat ; » 3° ajoutez le premier résultat avec le troi- » sième, et retranchez ensuite le second : vous » aurez un quatrième résultat', 6°en0n, mul- » tipliez ce quatrième résultat par le nombre » constant 13, et vous aurez en mètres la hau- » leur cherchée. » (Quand une température est inférieure à zéro, les opérations qu'elle doit subir se changent, l’addition en une soustraction, et la soustraction en une addition.)

Voici un exemple de ce genre de calcul.

Au pied d’une montagne, le baromètre marque 732,3 millimètres, et le thermomètre 26,3 degrés ; au sommet de la montagne, le baromètre indique 383,3 millimètres, et le thermomètre 10,3 degrés. On demande la hauteur de cette montagne.

Pour ramener les colonnes barométriques à zéro, nous avons dit qu’on les multiplie par les températures correspondantes , et qu’on divise ensuite par 6196; elles deviennent 749,1 et 384,3. Cela fait, on ajoute 10,3 à 268, on multiplie par 749,1, et l’on divise par 884,8; d’où 332,7 pour premier résultat.

On ajoute 26,3 à 263, on multiplie par 384,8, et l’on divise par 749,1 ; d’où 227,4 pour second résultat. On retranche 10,3 de 26,3 ; d'ou 16,2 pour troisième résultat. On ajoute 3jS2,7 avec 16,2, puis on retranche 227,4; d’où 141,3 pour quatrième résultat. On multiplie celui-ci par 18, et l’on a enfin 2133 mètres pour la hauteur de la montagne.

Cette formule convient aux latitudes de France. Il y aurait quelques petits changements à faire pour les pays voisins du pâle ou de l’équateur, et d’autres corrections qui se perdent dans les erreurs de l’observation.

On obtient les moyennes barométriques par un grand nombre d’observations. Celle du jour est la plus importante à connaître, parce qu'elle sert de base pour obtenir celle des mois et des années. On conçoit en effet que pour avoir la moyenne d’un mois, il faut ad-

ditionner celles des trente ou trente-un jours qui le composent , et diviser par ces mêmes nombres 30 ou 31. Pour celle de l’année , on réunit les hauteurs des douze mois , et l’on divise par 12.

On obtient exactement la moyenne du jour en observant avec soin le baromètre à chaque heure de la journée, réunissant les observations et les divisant par 24. Mais ce travail est long et pénible. On a cherché à l’abréger, et l'on y a réussi, en remarquant que certaines heures de la journée donnent sensiblement la hauteur moyenne du mercure.

A l’Observatoire de Paris, on observe le baromètre à quatre et à neuf heures du malin, à midi , à trois et à neuf heures du soir. On obtient de cette manière une moyenne fort exacte. Mais on peut encore approcher trèsprès de la vérité en se contentant de deux observations seulement , faites, l’une à neuf heures du matin, et l'autre à trois heures du soir. On avait même cru, d'après plusieurs observations, et surtout d'après celles de Boussingault et Rivero, sous l'équateur, qu'une seule faite à midi suffisait pour donner la moyenne. On a reconnu depuis , et Ilumboldt a beaucoup contribué à cette rectification , que l'heure qui approchait le plus de la moyenne était midi et demi pour nos climats, et une heure pour la zône torride.

Les oscillations du baromètre ont lieu à la fois sur une grande étendue de terrain , ce qui prouve que les variations de densité que subit l’atmosphère sont presque simultanées.

On a divisé ces variations en deux séries:

1° celles qui sont périodiques, et qui par conséquent se renouvellent à des époques données, et 2° celles qui sontr ariables, et dont les causes sont peu connues. On les attribue principalement à la force du vent et aux directions qu'il prend. On sait qu’elles annoncent avec assez de vérité les changements de temps, malgré la rapidité arec laquelle ils se succèdent souvent. Ce que l’on sait des variations périodiques, qui sont bien plus importantes, et ce que nous allons en dire tout est extrait des travaux de Humboldt et du Mémoire de Bouvard qui a réuni toutes les observations faites depuis un grand nombre d'années à l'Observatoire de Paris , qui les a comparées à d’autres observations recueillies dans des lieux

Digitfc

DD BAROMÈTRE ET DE SES OSCILLATIONS

très-éloigncs, et en a tiré des conséquences I qui jetlent déjà un grand jour sur les mouvements auxquels la mobilité de notre atmosphère l'assujettit.

Les variations périodiques diurnes du baromètre furent d'abord observées près de l’équateur , où elles sont plus sensibles que sous nos climats ; maison reconnut ensuite qu’elles avaient également lieu sous notre latitude (1). Elles correspondent à certaines heures du jour et aux phases de la lune. Il paraîtrait cependant, d'après les calculs les mieux faits, que cette dernière cause ne produit sur l’atmosphère que des oscillations peu sensibles au baromètre, et ses variations paraissent tenir à d’autres circonstances. Le soleil ne paraît avoir aucune action sensible par sa puissance d'attraction ; mais il agit d’une manière évidente comme astre caloritiant , et il a ainsi une influence marquée sur les mouvements du mercure.

Bouvard a observé que le baromètre atteignait sa plus grande élévation à neuf heures du matin , et qu’il descendait ensuite jusqu’àtrois heures. Ensuite il remonte et atteint son second maximum à neuf heures du soir ; puis il redescend de nouveau pour présenter chaque jour le même retour périodique. D’après une moyenne déduite de onze années d’observations, Bouvard a trouvé que l’étendue -de l’oscillation, pour la période barométrique de neuf heures du matin à trois heures du soir, est égale à 0 l ” m ,736, et pour celle du soir n’est que de 0”“,373, c'est-à-dire environ

(1 ) Les premières observations précises sur les variations horaires du baromètre en Europe, sont dues à Itamond.

«J’ai obtenu, dit cet excellent observateur, des résultats très-analogues à ceux que Humboldt a rapportés de l'équateur ; mais les heures de la variation diffèrent suivant les saisons : pour l’hiver, les heure» tropiques sont à neuf heures du matin, trois heures après raidi et neuf heures du soir. En été, l’abaissement parait commencer dès huit heures du matin, se prolonger jusqu’à quatre heures, et ne recommencer qn’â dix heures du soir. Comme j’observais seul, il m’a été impossible de déterminer les variations nocturnes avec une précision suffisante : car, dans nos climats, des mois entiers d’observations assidues ne suffisent pas pour limiter des quantités qu'une seule nuit de l'équateur offre dans toute leur pureté. •

moitié de la première. Des observations moins nombreuses laissant aussi entrevoir que de semblables périodes existent de neuf heures du soir à quatre heures du matin, et de quatre heures à neuf.

La période de trois heures à neuf .heures du soir n'éprouve que des variations petites et irrégulières dans les dilTérents mois. Celle de neuf heures du matin à trois heures du soir éprouve au contraire des variations très-remarquables; elle atteint son maximum dans les mois de février, mars et avril, et son minimum dans les trois mois précédents. Il y a donc une cause annuelle qui diminue la variation diurne dans les mois de novembre, décembre et janvier, l'augmente eu février, mars et avril, et la maintient dans un état moyen pendant les six autres mois de l’année.

Les observations nombreuses de Hamond prouvent aussi que, sous la zone tempérée , par les 43” et 46° de latitude, les heures tropiques ou heures limites changent d’été cil hiver, et que les deux points du maximum et du minimum diurnes se rapprochent du midi à mesure que le froid se développe ; on retrouve à peu près les mêmes heures sous les tropiques. Boussingault, en transmettant à Humboldt . pour l'académie des sciences, une année entière d’observations de variations horaires, faites conjointement avec Rivcro , à Santa-Fé-dc-Bogola , s'énonce ainsi sur les heures limites : « C'est un fait établi par vos travaux et vérifié par les nôtres , qu’entre les tropiques le mercure atteint son maximum entre huit et dix heures du matin ; qu’il descend ensuite jusque vers quatre heures du soir, et qu’il est au minimum entre trois heures et cinq heures du soir; qu'il remonte alors jusqu’à onze heures, sans arriver cependant à la même hauteur à laquelle il était à neuf heures du matin. Enfin, qu'il redescend jusqu’à quatre heures du matin, sans parvenir aussi bas qu'il l’était à quatre heures après midi. En consultant l'ensemble de nos observations faites à Santa-Fé-de-Bogota, en 1833 et 1834 (il y en a plus de douze cents), on remarque que la plus grande hauteur observée a eu lieu le 16 juillet 1831, à neuf heures du matin ; elle était réduite à zéro de température, de 0",S6388. La plus petite hauteur a été observée, le 8 novembre 1833,

DU BAROMÈTRE ET DE SES OSCILLATIONS

à quatre heures du soir ; elle était dcO"\58788. Rendant des mois entiers, les hauteurs barométriques observées aux mêmes heures ne diffèrent pas. à Bogota, de 0"“",4; et, dans l’espace d’une année entière, le mercure n’a oscillé, à l'époque du maximum, de neuf heures du matin, qu'entre 0", 85928 et 0", 86388; à l'époque du minimum . de quatre heures du soir, qu’entre 0”, 58768 et 0“, 56185. Ce sont là les oscillations extrêmes. » Le peu d’étendue de ces oscillations indique suffisamment l’ctat de calme que présente l'atmosphère dans ces régions.

Les vents, ou plutôt leur direction, paraissent avoir une grande influence sur la hauteur moyenne du baromètre ; car en prenant depuis 1818 jusqu'à 1826 inclusivement, c’est-àdire pendant cent quarante-quatre mois, la moyenne hauteur de midi correspondante aux différents vents , Bouvard est arrivé aux résultats contenus dans le tableau suivant :

Vrais. Nombre d’obsrrTâtioos.

Hauteur à midi.

Sud

Sud-ouest . . .

Ouest

Nord-ouest . .

Nord

Nord-est . . .

Sud- est ....

Moyenne

On voit que la plus petite hauteur correspond aux vents du sud, sud-ouest, et la plus grande aux vents nord et nord-est; la différence s'élève à plus de sept millimètres, et en prenant la moyenne des deux vents opposés, on trouve une valeur très-rapprochée de la moyenne réelle.

Nous avons déjà vu que les oscillations barométriques étaient plus grandes sous l’équateur qu'à des latitudes éloignées ; on trouve que ces variations diminuent à mesure qu'on approche des pôles, et, d'après les observations du capitaine l’arry, elles sont déjà nullcs à 74 de latitude nord. Quoique trèssensibles sous les tropiques, où elles s'étendent jusqu'à 3,40 , elles deviennent également nulles à une hauteur de 5,000 mètres, et diminuent en s'élevant sur une montagne comme en marchant vers le pôle. La dimi-

nution qu’offre l'étendue des variations horaires, en avançant de l'équateur vers le pôle, a frappé Uainond, dès qu’il a commencé à comparer les résultats de ses observations de Clermont-Ferrand avec ceux que Humboldt avait recueillis sous la zone torride. « L'étendue des variations, dit cet habile physicien, est en France la moitié moindre qu’entre les tropiques. Le maximum des variations dans nos climats est au printemps. L'ascension du jour est en F.urupc à peu près égalo à l'abaissement qui l'a précédée ; tandis que, sous les tropiques, les quantités diffèrent du simple au double. »

Il parait très-difficile de déterminer les causes premières de ces variations barométriques. Leur périodicité prouve qu'elles sont liées au mouvement de rotation de la terre , puisqu’elles arrivent à des heures de la journée bien déterminées ; d’un autre côté, on ne peut non plus y méconnaître les effets produits par le mouvement de translation de uotre planète, puisque dans certains mois on observe des accroissements et des diminutions constants dans la hauteur de la colonne; puisqu’il est bien constaté que vers les équinoxes, le baromètre atteint son maximum à 8 h. 50' du matin, et à 10 b. 30' du soir , et son minimum à 3 h. 40' du soir, et à peu près à la même heure du matin ; tandis qu’en été, le maximum arrive à 8 h. 30' du matin, et en hiver à 9 h. 20'. Ces variations sont ducs en partie à l’action du soleil sur notre atmosphère. Il en est de même de toutes ces oscillations variables qui semblent provenir de l’action calorifique du soleil combinée avec | la direction des vents. L'attraction qu'exerce cet astre n’aurait, comme nous l'avons déjà dit, aucune influence marquée sur l'enveloppe aérienne de notre planète.

Nous avons vu que les variations périodiques avaient d’autant plus d’étendue qu'on était plus rapproché de l’équateur, et qu'elles cessaient entièrement au pôle. Ellessont déjà insensibles à la latitude de 60°; mais le baromètre devient au contraire d’autant plus variable, qu’on se rapproche davantage du pôle. Ses plus grandes variations sont de six millimètres à l’équateur, de trente au tropique du Cancer, de quarante en France, à la latitude moyenne, eide soixante à soixante-cinq vers

DU BAROMETRE ET DE SES OSCILLATIONS

le cercle polaire. Aussi toute espèce d'oscillation périodique est masquée par ces oscillations variables, et ce n'est qu'en prenant des moyennes qu’on parvient à les établir pour les lieux situés avant soixante de latitude nord.

Dans les régions équatoriales, le contraire a lieu ; ce sont les variations occasionnées par les changements de temps, qui sont effacées par les variations horaires et périodiques. Ce fait avait déjà été reconnu en 1761, et publié par Cbauvalon. .. Le baromètre, dit-il , est entièrement inutile à la Martinique, pour indiquer les variations du temps, mais il offre une singularité qui mérite d'être suivie dans tous ses détails, l'eu de temps après mon arrivée à la Martinique, j’aperçus que le baromètre montait insensiblement pendant la matinée; qu'ensuite, après avoir été quelque temps sans mouvement, il commençait à baisser jusqu’au soleil couchant. Alors, après avoir été quelque temps stationnaire, il remontait aux approches de la nuit jusqu'à dix heures du soir. Au milieu des pluies les plus abondantes, des vents et des orages, le mercure monte ou descend, si c’est sou heure de monter ou de descendre, comme si tout était tranquille dans l’air. La même variation a lieu au Sénégal ; car Adanson, à qui j’en ai fait part, dès mon arrivée en France, l’a pareillement vériliée par une longue série d’observations qu’il a fait faire en Afrique par un de ses amis auquel il avait envoyé un baromètre. »

llumboldt a retrouvé la même régularité dans les oscillations du baromètre, sous l’équateur. Tout dans ces régions est soumis à un type régulier et uniforme ; on peut s’orienter d’après la direction des nuages, et les oscillations du mercure dans le baromètre indiquent l’heure presque comme une horloge (1).

Coutcllc, pendant le cours des observations météorologiques dont il fut chargé au Caire , par l’Institut d’Égypte, en 1799, 1800 et 1801, ne connaissait pas la périodicité des variations du baromètre entre les tropiques ; mais un séjour de peu de semaines lui suffit

(1) llumboldt, Toyage aux régions équinox., tome IX, page 4.

j pour trouver que, dans toutes les saisons, par 5° 3' de latitude boréale, le mercure monte de cinq heures ou cinq heures et demie le matin jusqu'à dix heures et dix heures et demie ; qu'il descend régulièrement jusqu’à cinq heures ou cinq heures et demie après midi ; qu'il remonte jusqu’à dix heures ou dix heures et demie du soir, et qu'il redescend jusqu'à cinq heures ou cinq heures ctdemiedu malin (1) .

Il arrive cependant sous l’cquateur même que des causes locales peuvent troubler la périodicité des variations; c’est ce qui a lieu, par exemple, dans l’Inde. Un observateur qui mérite la plus haute confiance, Ilorsburgb, a fait .des remarques extrêmement curieuses sur les circonstances climatériques , qui y altèrent le type des marées atmosphériques.

Il a vu qu’à Bombay, les pluies interrompent entièrement la période, mais qu’on observe une tendance à la régularité, chaque fois que, pour quelques heures seulement, le temps commence à s’éclaircir. Dans la même saison et sous la même latitude , les marées atmosphériques sont très-sensibles en pleine mer, tandis que sur les côtes la périodicité disparaît (9).

En résumant les moyennes de plusieurs années, on trouve qu’à Paris, le chiffre exprimant la hauteur barométrique est de 756 millimètres, et en ramenant Paris à la hauteur du niveau de la mer, il serait de sept cent soixante-un cl demi. Ce chiffre augmente en allant vers l’équateur, et diminue en allant vers le pôle; et comme 789,8 millimètres de mercure pèsent au pôle autant que 76.1,7 à l’équateur, ces deux chiffres devraient représenter la hauteur moyenne véritable du baromètre sur ces deux points.

On n’a malheureusement aucune donnée certaine pour dresser des tables de ce genre, et ces moyennes, si nécessaires pour déterminer les hauteurs, ne sont encore bien connues que dans un très-petit nombre de lieux.

Nous manquons aussi d’une longue série d’observations sur les hauteurs barométriques annuelles d’un même lieu ; et cependant ce

(1) Humboldl, voyage aux régions équinox., tome X, p. 41 i.

(î) Idem, tome X, page 308.