TEMPÉRATURE

1 • Chttleur.

Lorsqu'ils ont voulu remonter à l'explication des phénomènes du monde physique, les savants modernes se sont trouvés en présence d'un fluide universel dans lequel tous les fluides impondérables semblent se confondre, en subissant certaines modifications.

Quoique l'essence de l'impondérable calorique soit encore hypothétique, nous savons qu'il ne faut pas le confondre avec la chaleur.

JicS ESSAI DE CLIMATOLOGIE.

Le premier constitue l'effet ; le second, la cause même de la sensation \

Un corps qui se trouve dans le voisinage d'un autre, dont la température est plus haute ou plus basse, s'échauffe ou se refroidit; cet échange se fait de deux manières, par la condiiclibilité et par le rayomtement.

La conchictihilité c'est la propriété des corps de transmettre la chaleur par l'intermédiaire de leurs molécules : ce pouvoir est différent dans les divers corps de la nature; en général plus une substance est poreuse, et moins elle est conductrice.

Le rayonnement , c'est la transmission de la chaleur au moyen de rayons calorifiques qui traversent facilement un certain nombre de corps, et l'air pur en particulier.

Tous les corps de la nature, toutes les particules de la matière contiennent du calorique à l'état libre ou latent, et rayonnent perpétuellement les uns vers les autres ; il résulte de là un échange continuel de température entre eux, parce que les uns absorbent ce que les autres perdent par le rayonnement \

Le calorique peut donc être regardé comme la force antagoniste de la cohésion.

Les manifestations ordinaires de la chaleur se présentent dans les actions mécaniques, électriques, moléculaires, chimiques et vitales qui se produisent autour de nous ; aucune composition, aucune décomposition ne s'opère sans l'intervention du calorique, qui traduit ses effets par un dégagement de chaleur dans les combina i-

* Lavoisier et Fourcroy ont appelé calorique l'agent supposé des sensations de chaleur.

s La capacité calorique des corps, c'est la quantité de chaleur nécessaire pour élever chacun d'eux à la même température.

{'-^s diverses quantités constituent les chaleurs spécifiques.

sons chimiques, par un abaissement dans les dissolutions \

La source principale de la chaleur universelle réside dans l'action du Soleil, et varie suivant la hauteur de cet astre au-dessus de l'horizon ^

En suivant, par un beau jour, la marche du Soleil, on reconnaît, sans secours d'instruments, que l'intensité de la chaleur diminue avec sa hauteur, parce que l'atmosphère absorbe une partie de ses rayons lumineux ; à mesure que le Soleil s'abaisse vers l'horizon, ses rayons sont obligés de traverser une plus grande épaisseur d'atmosphère pour arriver jusqu'à nous.

L'influence de celte chaleur solaire diminue aussi à mesure que la latitude augmente, et Sir Herschell qui au cap de Bonne-Espérance avait vu le thermomètre monter à 48°, 3 sous l'action directe des rayons solaires, n'a trouvé en Europe que le chiffre 29", 5.

On appelle lempérature, l'impression plus ou moins sensible que fait éprouver au corps humain la masse d'air qui l'environne, selon qu'elle est plus ou moins chargée de chaleur ; cette impression se mesure par le thermomètre ; par conséquent la température d'un lieu c'est la valeur numérique, exprimée en degrés de l'échelle thermométrique, de la (Quantité de chaleur contenue dans l'air qui l'entoure, et ses températures moyennes diurnes, mensuelles et annuelles représentent l'expression dernière, énoncée par un seul chiffre, de toutes les

* La température presque invariable des animaux est entretenue principalement par Taction chimique de la respiration : le principe vital préside constamment à la production du phénomène.

2 La hauteur du soleil au-dessus de Thorizon est un élément trés-iraporlant dans l'étude de son action calorifique, car on sait qu'une surface est d'autant plus échauffée par une source de chaleur éloignée, que la ligne menée de celte source h cette surface se rapproche le plus de la perpendiculaire.

làO ESSAI DK CLIMATOLOGl!-.

influences climatologiques, auxquelles ce lieu s'est trouvé soumis pendant les périodes de vingt-quatre heures, d'un mois, d'une année ^

2,, Ther222»mètre.

Depuis leur invention au seizième siècle ' les thermomètres ont peu varié dans leur forme, qui se compose toujours d'un réservoir en verre ou en cristal, sphérique ou cylindrique, soudé ou soufflé, à l'extrémité d'un tube dans lequel on a introduit un liquide.

Ils sont fondés sur ce principe qu'en se réchauff'ant, tous les corps augmentent de volume, dans une proportion différente pour chacun d'eux.

Les premiers physiciens mesuraient les températures parles différences absolues des volumes du liquide qu'ils employaient, et ils admettaient que ces différencesétaient proportionnelles aux températures.

On reconnut de bonne heure la nécessité de déterminer sur chaque instrument un point fixe, servant de point de départ pour son échelle, cupable de déterminer le volume initial que les variations de température devaient augmenter ou diminuer.

A cet effet Hooke proposa pour point fixe celui auquel

* Si l'on pouvait observer le thermomètre d'iieure en heure, la nuit comme le jour, on imrait la véritable marche de la température pendant la journée complète. (La première série horaire est due à Cinnisello de Padoue.)

Le procédé arithmétique consiste à additionner entre eux les degrés de température de toutes les heures, et à diviser celle somme par 24. Pour déterminer la leinpéralure moyenne d'un mois, on additionne ensemble la température moyenne diurne de tous les jours de ce mois, et Ton divise cette somme par 50. La sonmie des tempéialures des trois mois [décembre, janvier et février) divisée par 3, nous donne la température moyenne de la saison d'hiver. Entin, la somme des moyennes des quatre saisons divisée par 4, représente la moyenne annuelle ou de Tannée entière.

2 Imaginé par Galilée, suivant les uns, par Drebbel, suivant les autres,

s'arrêtait le liquide soumis à la température delà congélation de l'eau.

Les recherches de Newton le déterminèrent à ajouter au premier point proposé par Hooke un second point, celui de l'ébullition de l'eau. Cette idée heureuse des deux points fixes conduisit à éliminer la mesure du volume du liquide. Réaumur prenant pour points ceux de la congélation et de l'ébullition de l'eau, à 0° et 80°, employa l'esprit-de-vin comme liquide thermométrique.

Roëmer substitua le mercure à l'esprit-de-vin et adopta l'échelle dite depuis de Farenheit\

Enfin Celsius proposa, en 1742, de diviser l'intervalle des points fixes en cent parties ou degrés, d'où le nom de thermomètre centigrade.

Vers la même époque Christyn, de Lyon, imaginait aussi la division centésimale en comparant les volumes du mercure aux deux points fixes, volumes qu'il trouvait dans le rapport des nombres 6,600 à 6,700 dont la différence est égale à 100.

L'étude des lois qui régissent les variations de température de l'air atmosphérique, prouve leur dépendance immédiate de faction solaire; à mesure que cet astre s'élève sur l'horizon, la chaleur augmente ; elle diiniiiue dès qu'il est couché. Il y a donc chaque jour deux époques auxquelles correspondent un maximum et un minimum de température \

Le thermomètre monte régulièrement pendant la ma-

* Le point de glace fondante correspond à la 52* division ; le point d'ébullilion, à la 212^; Tintervalle est partagé en 212 — 52 = 180 parties. Audessous de 52, on compte jusqu'à zéro ; au-dessous de zéro, les degrés sont négatifs.

- Les instruments qui indiquent eux-mêmes la mesure absolue de ces températures sont connus sous le nom de thermométrographe. Les plus exacts ont été imaginés ou construits par Rutherford, Six, Bellani, Bunten, Wal'erdin,

152 ESSAI DE CLliMAÏOLOGIE.

tinée, à partir du moment où le Soleil paraît à l'Orient.

Entre deux et trois heures de l'après-midi, un peu plutôt en hiver, un peu plus tard en été, la colonne liquide de l'instrument atteint la plus grande longueur; c'est le moment de la forte chaleur de la journée ouïe maximum.

Depuis trois heures de l'après-midi, le thermomètre baisse graduellement, et un peu avant le lever du soleil (environ une demi-heure), la colonne est plus courte qu'à tout autre moment; c'est l'instant du plus grand froid ou du minimum.

Aux autres heures, l'extrémité de la colonne marque des degrés intermédiaires, entre le maximum et le minimum.

Mais deux fois par jour, vers neuf heures du matin et neuf heures du soir, la température est telle, qu'elle représente approximativement la chaleur moyenne de la journée, c'est-à-dire une température dans laquelle le froid de la nuit se trouve compensé par la chaleur du jour^

Pendant que les températures mensuelles, calculées au moyen de plusieurs années, varient très-notablement entre elles, la moyenne annuelle reste toujours à peu près la même'.

Cette moyenne, déduite d'un petit nombre d'années, pourra donc être considérée comme l'expression de la vérité, dont elle s'approchera d'autant plus, que le nombre des années sera plus considérable.

* Cette méthode serait plus précise, si la température ne changeait pas (rès-rapidement au moment où elle oscille vers la moyenne.

- L'oscillation thermométrique mensuelle moyenne, c'est la différence moyenne qui existe, dans le cours de plusieurs années, entre le degré le plus élevé et le degré le plus bas du thermomètre dans chacun des mois de Tannée.

r/AlR. 155

S. Isothermes.

Dans nos zones tempérées, les moyennes mensuelles et annuelles présentent une concordance remarquable dans leurs résultats. Depuis le milieu de janvier, la température s'élève d'abord lentement, puis rapidement en avril et mai ; ensuite elle croît moins vite jusqu'à la fin de juillet où elle atteint son maximum. Elle baisse d'abord lentement en août, plus rapidement en septembre et en octobre, et descend à son minimum dans le milieu de janvier.

Cette marche est si constante, qu'on peut calculer les moyennes mensuelles d'un lieu à l'aide d'un petit nombre d'éléments.

En cherchant les jours où la température est égale à la moyenne, et ceux où elle atteint son maximun et son minimum, Kaemtz a trouvé : minimum de température, 14 janvier; — moyenne, 24 avril et 21 octobre; — maximum, 26 juillet.

D'après Arago (Observatoire de Paris de 1665 à 1825), les jours du plus grand froid tombent en général dans la deuxième semaine de janvier.

Ceux de la plus grande chaleur sont irrégulièrement distribués en juillet et en août.

La loi de cette marche de la température, se déduit aisément de la position du Soleil par rapport à notre hémisphère.

Il faut naturellement tenir compte, et de la hauteur du Soleil, et du temps qu'il reste au-dessus de l'horizon, et du plus ou moins d'intensité du rayonnement nocturne.

En réunissant par des lignes tous les points dont la température moyenne de l'année est la même, on obtient des courbes que de Humboldt a tracées le premier sur les

154 SSAI DE CLIMATOLOGIE.

cartes, et qu'il a désignées sous le nom d'isothermes (îVo;, égal; 0cp/aoç, chaleur), mais comme cette température varie avec la hauteur au-dessus delà mer, il faut réduire ces températures à ce niveau ^

Si l'on se borne à réunir sur une mappemonde tous les lieux dont la moyenne hibernale est la même, il en résulte des courbes appelées isochimènes (îVoç, égal ; yji[jMv, hiver) ; celles qui passent par les points où les moyennes estivales sont égales, se nomment isothères (r(7oç, égal; Qipoç, été).

Les lignes d'égale température, avec leur point de départ de l'équateur thermique, s'écartent fortement des lignes géographiques : elles suivent des courbes trèsinégales, très-capricieuses, mais très-importantes à connaître pour le géographe et le naturaliste.

Nous avons déjà eu occasion de constater les progrès sérieux que cette détermination de de Humboldt avait imprimé à la climatologie '.

L'examen attentif des isothermes démontre aussi que l'hémisphère austral possède, dans les latitudes élevées, une température plus basse que l'hémisphère boréal.

Nous devons attribuer cette différence à la configuration particulière du continent austral, et à sa plus grande masse d'eau.

L'hémisphère austral ne possède pas les courants équa-

' La France est comprise entre les isothermes de 20 et de 10°.

Dans rétat actuel de nos connaissances sur les températures moyennes des principales villes de l'Empire, il est impossible de tracer ces lignes avec quelque certitude.

D'une manière générale, on peut dire que les isothermes vont de Test à l'ouest en s'élevant vers le nord. Ainsi, Strasbourg et Bruxelles, Genève et Nantes sont sensiblement sous les mêmes isothermes, quoique leur latitude soit fort différente.

- Kaemtz, Berghaus, Johnston et Petermann ont successivement complété l'œuvre du maître.

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toriaux, poussés dans Taiitre hémisphère vers les hautes latitudes, par les vents de sud-ouest.

Peut-être faut-il aussi faire intervenir dans l'explication l'inégale température des hémisphères, le rayonnement du sol vers les espaces célestes, rayonnement dont l'intensité peut varier suivant les diverses régions de l'espace, comme l'a indiqué Pouillet (Martins).

On voit par là, que d'éléments concourent à la modification de la température sur un lieu déterminé :

Différence de latitude; hauteur relative au-dessus du niveau des mers ; étendue, forme et direction des continents; proximité d'une grande masse fluide; présence ou absence de certaines perturbations atmosphériques.