Baromètre
l/air atmosphérique, dont nous venons de déterminer la composition, obéit aux lois de la pesanteur et de l'élasticité.
Un litre d'air recueilli au niveau des mers, à la température de zéro, pèse 1 5 décigrammes ; sa pesanteur spécitique, celle de l'eau étant représentée par 1,000 est suivant Deluc :: 1 : 760. C'est vers 1640 que Torricelli et Otto de Guericke démontrèrent la pesanteur de l'air.
Torricelli prenait un tube de verre de 1 mètre de longueur fermé à l'une de ses extrémités, le remplissait de
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mercure, et le plongeait, par son extrémité ouverte, dans une cuve à mercure.
La colonne s'abaissant jusqu'à la hauteur d'environ 76 centimètres, il en conclut que la pesanteur de l'air s'opposait à l'écoulement du mercure par la partie inférieure du tube, et il nomma baromètre (Ç:>âpoç, poids; uizpo^j, mesure) l'instrument destiné à mesurer le poids de l'atmosphère par la hauteur barométrique, c'est-à-dire par la différence de niveau entre les deux colonnes.
Sur les bords de TOcéan, ce poids se trouve donc représenté par une couche de mercure de 757 millimètres qui envelopperait tout le globe terrestre.
Le génie de Pascal ayant pressenti que la colonne mercurielle devait être plus longue au pied d'une montagne qu'à son sommet, le philosophe exécuta en 1648 sa mémorable expérience du Mon t-Dore.
Cet air a la propriété d'être éminemment élastique, à ce point, que l'espace qu'il peut occuper n'a d'autres limites que les barrières résistantes dont il est entouré.
L'élasticité de l'air obéit à cette loi formulée par Mariotte,c< le volume d'une masse d'air donné est en raison inverse des pressions. »
Ceci suppose nécessairement l'existence, entre les molécules de l'air, d'une force répulsive, en vertu de laquelle ces molécules tendent à s'éloigner l'une de l'autre.
Si l'air est pesant et élastique , il doit exercer une pression constante et considérable sur tous les corps à la surface de la terre et des eaux seulement; cette pression s'exercera dans tous les sens avec une égalité parfaite, de dehors en dedans et de dedans en dehors.
L'esprit se préoccupe, au premier abord, d'une pression aussi considérable ; mais bientôt la réflexion nous fait voir que ce fluide pénétrant par tous nos organes^
154 ESSAi DK CLIMATOLOGIE.
^on élasticité lui permet de se faire partout équilibre, et qu'en réalité c'est sur lui-même qu'il pèse bien plus que sur la matière dont nos corps sont composés.
N'y a-t-il pas en effet, chez tous les êtres organisés, des fluides élastiques à l'état de liberté dans les poumons et les intestins, ou à l'état de dissolution dans le sang et les humeurs?
Cette même élasticité donne à l'air une mobilité extrême, qui nous permet de le diviser, de le déplacer dans tous les sens, pour l'exécution de nos mouvements.
Évaluons les différences de pression produites par les variations de la colonne barométrique , puisqu'elles doivent se Iraduire par des effets considérables sur l'organisme.
Au niveau delà mer, sous une pression de 760 millimètres, l'atmosphère pèse 1035 grammes sur une surface de i centimètre carré; la superficie de l'homme étant représentée par un rectangle ayant un mètre de base, et pour hauteur la taille de l'individu, il s'ensuit qu'une personne de taille moyenne, supportera dans ces conditions un poids de 16,000 kilogrammes (pouvant atteindre le chiffre de 20,600 pour un homme à stature élevée.)
A mesure que l'on s'élève dans les montagnes, la colonne de mercure destinée à faire équilibre au poids de l'air, tend à baisser, et à 1000 mètres, cette diminution atteint le chiffre de 400 livres (au sommet du Chîmborazo, de Ilumboldt n'était plus que sous une pression de 376 millimètres^).
11 suit de là que les poumons de l'homme sous des vo-
* Sur les montagnes un peu élevées, le mercure baisse de 1""" par 10", 5 environ de hauteur; à de fortes élévations rabaissement de 1°"" correspond à une hauteur plus considérable, ce qui doit être attribué à la diminulioi> progressive de la densité de Tair^
L'A in. 155
lûmes identiques, et pour des ampleurs thoraciques égales, reçoivent un air qui a perdu 1/8 de sa densité et de son poids normaux.
Ces circonstances provoquent l'évaporation insensible et rendent l'air plus sec et plus froid.
I.es variations des baromètres nous montrent que la pression atmosphérique subit des modifications continuelles.
 des intervalles plus ou moins éloignés, cette pression arrive, par une série d'oscillations, à un état maximum, pour passer ensuite à l'état contraire. Ce phénomène n'est pas limité à une localité donnée : il se produit sur une suite de points formant à la surface de la terre une ligne plus ou moins étendue , essentiellement mobile , cette ligne se déplace suivant des vitesses et des directions qu il importe d'étudier avec soin.
Quételet,paranalogieavecce qui se passe sur les mers ^ appelle onde atmosphérique l'intervalle qui sépare deux lignes de pression maximum \
On se rend compte des variations continuelles du baromètre, au moyen de lectures successives enregistrées avec soin.
' Voici les principales conclusions d'un mémoire de Quételet :
1° L'atmosphère est généralement traversée par plusieurs systèmes d'ondes différentes. Ces ondes interfèrent et produisent, pour chaque lieu de la terre, un état spécial de pression.
2° Au milieu de tous les mouvements particuliers, il se prononce un système d'ondes prédominant, qui semble rester à peu près constant pour un même climat.
5" Les ondes atmosphériques semblent se propager avec moins d'obstacles à la surface des mers, qu'à l'intérieur des terres.
4° La vitesse, avec Inquelle les ondes se propagent, est très-sensible (en moyenne, 6 à 10 lieues à l'heure).
5° Les directions des vents n'ont pas de rapports apparents avec les directions des ondes atmosphériques ; ainsi que les ondes sonores, elles se transmettent dans toutes les directions, malgré l'obstacle des vents, lesquels? peuvent, à la vérité, en modifier Tinlensilé et la vitesse^
loG ESSAI DE CLIMATOLOGIE.
Pour obtenir la vraie moyenne journalière de la pression atmosphérique, il faudrait observer le baromètre à toutes les heures du jour, et diviser par 24 le produit additionné de toutes les observations \ mais ordinairement l'on se borne à prendre la moyenne arithmétique de trois observations ^
La colonne barométrique est sujette à des oscillations continuelles, périodiques ou diurnes, et accidentelles ou variables.
Sous réquateur, de Humboldt a retrouvé les premières avec une constance, une précision telles qu'elles pouvaient indiquer l'heure, comme une horloge.
Sous nos latitudes, en partant de midi, le baromètre baisse jusqu'à 5 ou 5 heures, moment où il atteint son minimum, puis il remonte, et son maximum tombe entre 9 et il heures du soir.
Il baisse de nouveau, son second minimum est vers 4 heures du matin, et son second maximum à 10 heures ".
L'amplitude des oscillations diurnes va en croissant de l'équateur au pôle : elle est de quelques millimètres sous la ligne, elle dépasse 40 millimètres dans les hautes latitudes.
La pression est moindre en éié qu'en hiver ;• en même temps on remarque pendant l'année une double période : à partir de l'hiver, la pression diminue jusqu'à l'équi-
* On suivra la même marche pour avoir les moyennes d'un mois, d'une saison, d'une ou plusieurs années.
- des observations sont prises à. . . 18 heures, 2 heures, 10 heures, ou à 19 — 2 - 9 -
Ce chiffre représente sensiblement la pression barométrique moyenne d'où l'on peut déduire Tamplilude de Toscillation diurne, c'est-à-dire la ditïérence que Ton oblient en soustrayant la moyenne des yninima de celles di&smaxima.
. ^ A Paris, les calculs de Bouvard on|'fixé les deux maxima à 9 heures du matin et à 9 heures du soir; la hauteur moyenne n'éprouve annuellement que de faibles différences. ,., j, . ,
noxe, puis elle «nugiimenle en été sans atteindre néanmoins la moyenne hibernale : on retrouve ensuite en automne des traces d'un second minimum, puis la courbe remonte jusqu'en hiver ^
La constance et la périodicité des oscillations barométriques prouve l'existence d'une loi physique, d'où elles dérivent. Toutefois les causes de ces variations diurnes ne sont pas parfaitement déterminées.
Dove attribue toutes les oscillations à la pression de l'air sec et de la vapeur d eau : ses calculs sur la tension de la vapeur d'eau à chaque heure du jour lui ont fait reconnaître l'existence d'un maximum et d'un minimum diurnes ; dans cette constatation, il est difficile de ne pas tenir compte de l'action calorifique du soleil.
La coïncidence des oscillations du baromètre avec les changements dans le temps n'indique pasde toute nécessité la liaison intime des deux phénomènes. Elle tient trèssouvent à la position particulière du continent européen.
La baisse du baromètre dans un pays démontre que sa température est plus élevée que celle des contrées avoisinantes (soit parce qu'il s'est échauffé directement, soit parce que les autres se sont refroidies.)
L'ascension du baromètre prouve au contraire que ce pays devient plus froid que ceux qui l'entourent.
Les vents exercent une influence marquée sur la hauteur de la colonne mercurielle.
La moyenne monte de i""",? à S'"",^ par les vents de nord, nord-est, nord-ouest et est, et baisse de O^^jS à 3"°", 7 par ceux de sud, sud-ouest, sud-est et ouest.
Le baromètre est très-haut quand le vent souffle entre
* Ce fait que la hauteur barométrique est moindre en été qu'en hiver, résulte surtout des changements de pression atmosphérique, et démontre d'une manière évidente les mouvements de Tocéan aérien sur toute la surface du globe.
le nord et l'est; il est très-bas quand la direction du vent oscille entre le sud et l'ouesi.
En tenant compte de la présence des continents, on voit qu'en Europe le baromètre atteint son maximum quand le vent souffle du nord et de l'intérieur des terres.
Le minimum coïncidé avec les vents océaniques.
Le baromètre s'élève d'autant plus que l'air se trouve plus serein et plus sec ; il baisse par les temps de pluie et surtout à l'approche des ouragans. Dans les zones tempérées il fait beau, et très-beau, à mesure que la colonne mercurielle s'élève et atteint sa plus grande hauteur: lorsqu'elle vient à baisser, le ciel se couvre de nuages, et la pluie ne tarde pas à tomber.
C'est à l'approche des tempêtes, que se manifestent les plus forts abaissements du baromètre; ordinairement ces grandes variations s'opèrent avec rapidité, et à de courts intervalles elles annoncent des perturbations atmosphériques très-étendues.
s. Ëf.cts de la pressioBi atmospliériqtie.
Tout ce que nous venons de dire des relations de l'homme avec l'atmosphère, prouve à l'évidence que la pression atmosphérique n'est pas moins indispensable à l'entretien de la vie que l'oxygène lui-même.
En général, le point du baromètre où s'accomplit avec la plus entière perfection le jeu des fonctions vitales, est celui qui varie entre 760 millimètres et 764 millimètres.
A Paris, la hauteur moyenne de 761 miUimètres nous représente la pression la plus favorable à la santé du plus grand nombre des individus, au plein exercice de leurs facultés, aux manifestations les plus puissantes de leur vie morale.
Si la pression atmosphérique est indispensable au jeu des organes et à l'entretien de la vie, quelle sera l'iii"
L'AIR. ir>9
fîuence exercée sur le corps humain par une différence de pression? Dans quelles limites et dans quelles circonstances se manifestera-t-elle?
En principe, l'homme peut exister dans toutes les contrées du globe, et partout les fonctions essentielles s'exécutent avec intégrité.
Les lieux habités sont placés à des hauteurs très-diverses, et leurs populations soijt soumises normalement à des pressions extérieures très-différentes :
HAUTEUR DU IJAllOMÈTIiR. l'RKSSIOM PAR CENTIMÈTRE CARRi'.
LOCALITÉS. millimètres. grammes.
Bords de la mer. ... 760 1035
Paris 756 1028
Quito 555 752
An.isana 470 659
Et cependant, comme malgré cette différence les êtres organisés sont aussi bien portants à Antisana qu'à Paris, il faut admettre d'une part que la diversité de pression moyenne ne constitue qu'un caractère secondaire des climats, de l'autre, qu'il s'opère une sorte d'acclimatement, une adaptation particulière aux conditions physiques qui les entourent.
Gavarret donne une autre explication de ces phénomènes.
Pour lui, les vrais dangers delà diminution de la pression extérieure viennent du dégagement des gaz normalement dissous dans le sang. Chez les êtres qui vivent habituellement sous une pression atmosphérique très-faible, la proportion des gaz du sang se modifie, de manière à se mettre en équilibre avec les pressions extérieures, et à faire ainsi disparaître toute cause de perturbation.
Examinons successivement les conditions principales d'un air très-condensé et d'un air plus ou moins dilaté.
Leur différence est capitale, car pendant que le pre«^
mier accroît la vigueur des organes, sans jamais engendrer de fâcheux effets, le second produit ordinairement de graves désordres.
Toutefois comme l'un et l'autre constituent un modificateur énergique, agissant à notre insu sur l'organisme, ils ont donné dans les mains de thérapeutistes habiles des résultats favorables.
; a. Air compr'mié: — Le^ noms deTriger, Hamel, Pravaz, Tabarié, Polet Watelle\ François% Foley" se rattachent aux intéressantes études entreprises sur l'air comprimé, soit pour la construction des ponts, soit pour les appareils thérapeutiques.
La première sensation qu'éprouve une personne renfermée dans un bain d'air comprimé, c'est de croire le poids de son corps diminué de beaucoup.
11 y a exaltation de la puissance musculaire, modification notable de la circulation; le pouls est plein, résistant, fréquent; le sang se portant en plus grande quantité vers les organes intérieurs et vers les centres nerveux, on observe une véritable excitation des facultés intellectuelles.
Les actes delà digestion et des différentes sécrétions s'accomplissent avec aisance.
Les ouvriers qui ont travaillé à la construction du pont de Kehl sur le Rhin, c'est-à-dire dans un :Jr comprimé et humide, ont éprouvé les phénomènes suivants : bourdonnements d'oreilles; obtusion de l'ouïe dans les premières minutes; respiration aisée, plus profonde,
' Annales d'hygiène publique et de médecine légale, 2^ série. Paris, 1854, l. I,p. 241.-
- Dei^ effets de l'air comprimé sur les ouvriers travaillant dans les caissons servant de base aux piles du pont du grand Rhin. {Annales S hygiène, 2" série, 1800,1. XIV, p. 289).
'' Du travail dans r air comprimé, {*ims,\'i^(i7).
moins Iréquenle ; ampliation de la capacité pulmonaire; circulation d'abord accélérée puis ralentie ; au début augmentation et plus tard^ par une pression plus forte, diminution de l'appétit chez les ouvriers.
b. Air dilaté. — En étudiant les effets de l'air dilalé, il faut distinguer avec Lombard les altitudes moyennes et les altitudes élevées, celles au-dessous de 1,000 mètres et celles au-dessus, les alpines et les alpestres.
D'après ce que nous avons dit plus haut, si un individu, consomme à Paris (à 760 millimètres de pression) dans ses seize aspirations 8 litres d'air à la minute, soit 480 à l'heure, dès qu'il se trouvera transporté à 1,000 mètres de hauteur (71 0 millinî êtres de pression) il éprouvera une perte de 60 litres par heure, soit 1440 litres par jour; et comme les gaz qui circulent dans nos organes sont en rapport de densité avec le poids de l'atmosphère, ils doivent nécessairement, dans leur circulation avec les liquides qu'ils accompagnent, présider avec une force moindre aux transformations physiologiques \
Voici succinctement les observations que nous avons faites sur les enfants, aux Eaux-Bonnes, à une hauteur de 755 mètres :
Pendant les premières semaines de leur arrivée aux Pyrénées, ces jeunes êtres subissent l'influence du changement d'air, de la pureté de l'atmosphère, de l'exercice; leur activité vitale augmente, et il s'opère dans
* Si Ton veut connaître les modifications de Tair respiré, il faut établir les calculs suivants :
L'oxygène figure dans Tair pour 25/100 ; mais si un litre d'air pèse 1«',20 au bord de la mer, sous une pression de 760'"'°, il ne pèse pins que [^%iO sur la montagne, à une hauteur de 700 mètres par exemple. En conséquence, il y aura en moins 25 milligrammes par litre d'oxygène, soit H grammes pour une heure et 264 grammes pour la journée.
Tout le monde comprendra qu'une différence aussi notable doit exercer une action directe et immédiate sur la respiration pulmonaire et sur Théliiatose.
