TABLEAU
Des observations faites le soir dit 19 août 1813.
6 h. 45 mi 7 heures. 7 h. 20 m. 'l h. 40 m. 8 h 45 m. quatre haleur pied.% d.e l'air ati- à (150,82) 60 CI ,5 (15 ,82) 59 CI (ISO ,0) 58»MM5) 54Q(»V«0 dessus de l'herbe. J I» del. planche laine Ur53Q,5 (izo,92) 54°,5 (121114,) 510,5 (10°,82 ) 48",5(9°,12) 44oi5 (G»,y>] ^iée.
~pwU^on!'meme}549i5(ia°47) 530 (1111,65) !IlCl (10",55) 4,*,5(8«,57) 4.0,5 (50,82) — de la-surface 1 de la planche > 58° (.4°,45) 57°(i3°,85; 55°,5.(i3?,oa) élevée. J
du gezon. (1) } 53° (11°,65) SICI (1.00,5S) 490,5 (9°,72) 49" (g-,45) 42C1 (5g, 55)
(1) Dans ces expériences, au contraire de ce qui arrive or-dinairement, l'herbe était presque constamment plus froide que les substances filamenteuses, quoic^a'elles fussent placées sur la planche élevée.
Des expériences semblables, faites dans le même lien, pendant les soirées du 25 août et du 17 septembre, don-nèrent des résultats aussi ressemblans, mais moins con-sidérables 5 la plus grande différence entre la température de la laine ou du duvet, tant qu'ils étaient sans augmen-tation de poids, et celle de l'air, ayant été, la première de ces soirées , seulement de 40 (20,20), et la seconde seulement de 6° ( (20,75 ). Les raisons en étaient en grande partie, sinon en totalité, qu'une étendue considérable du ciel était couverte de nuages, et que l'air étaitcommunément dans cet état d'agitation qu'on nomme petite brise ( gentle breeze ).
Le soir de mes premières expériences, j'avais oublié de mesurer la température de la planche élevée avant de. placer les thermomètres dessus; cette précaution fut prise les deux soirées suivantes, dans la première des-quelles sa surface supérieure , au commencement de l'expérience, fut trouvée 40 ( 20,20 ) plus chaude que l'air ; et dans la seconde, elle avait la même température que l'air. De plus , durant la première des dernières soi-rées, to grains de laine à laquelle on avait ajouté 3 grains d'eau, ayant été mis sur la planche élevée près des thermomètres, au bout de 45 minutes la touffe fut trouvée avoir perdu 2 \ grains par l'évaporation, pendant le temps que la laine sèche était devenue plus froide que l'air de plusieurs degrés.
Je fis une quatrième expérience de cette nature le 7 janvier dernier, dans le jardin de Lincolns-Inn Fields, en plaçant 10 grains de laine sur une feuille de carton qui était posée sur la neige. Au bout de 35 minutes la laine était de 5° (2P,75) plus froide que l'air, sans posséder aucun poids additionnel.
Ayant ainsi confirmé la justesse de ma précédente con-clusion , que le froid observé avec la rosée est la cir-constance essentielle, et par conséquent que la formation de ce fluide a précisément la même cause immédiate qne l'apparition de l'humidité sur les parois extérieures d'un vase de verre ou de métal, quand on vient d'y verser un liquide beaucoup plus froid que l'air, je me servirai par la suite de ce fait pour l'explication de plusieurs phénomènes naturels.
I. On voit maintenant que la variété, dans les quantités de rosée qu'on trouve sur différens corps exposés à J'air en même temps, pendant la nuit, mais en différentes situations, est due à la diversité de température qui existait entre ces corps.
II. Conformément à l'opinion de M. Wilson et de M. Six, le froid qui accompagne la rosée doit toujours être proportionnel à la quantité de ce fluide, ce qui est contradictoire avec l'expérience. Mais si on accorde que la rosée est de l'eau précipitée de l'atmosphère par le froid du corps sur lequel elle paraît, le même degré de froid dans le corps précipitant peut être accompagné de beau-coup , de peu , ou même de point du tout de rosée, selon l'état actuel de l'air à l'égard de l'humidité et de toutes les circonstances qui existent en même temps.
III. La formation de la rosée, à la vérité, non-seule-ment ne produit pas de froid, mais, de même que tout autre précipitation d'eau de l'atmosphère, elle produit de la chaleur : j'infère cela en partie de ce qu'il parut fort peu de rosée les deux nuits du plus grand froid que j'aie jamais observé à la surface de la terre, relativement à la température de l'air, deux nuits qui avaient succédé à
( 59 ) une longue sécheresse; et en partie de ce que la nuit la plus abondante en rosée que j'aie vue était accompa-gnée, durant la majeure partie de sa durée, d'un degré de froid peu considérable. Cette nuit, la différence entre les températures de l'herbe et de l'air était d'abord de 70 à ( 4), 2 ) ? rosée étant alors fort peu abondante ; niais lorsqu'elle le fut devenue, la différence de ces tem-pératures n'excédait jamais 40 (a°,ao), et souvent n'était que de 3° ( i°,63 ).
Afin d'obtenir, quoiqu'indirectement, quelque con-naissance de la quantité de froid que la formation de la rosée avait empêché de se manifester à la surface de la terre, dans celte nuit dont je viens de parler, je fis l'ex-périence suivante : à io grains de laine, ayant la même forme et la même étendue que les touffes employées pour la collection de ce fluide, j'ajoutai 21 grains d'eau, quan-tité égale à celle que 10 grains de laine mis sur l'herbe cette nuit avaient attirée dans l'espace de 8 heures. La. laine mouillée ayant été alors placée dans une soucoupe de porcelaine, sur un lit de plume, dans une chambre dont la porte et les fenêtres étaient fermées, sa tempé-rature , durant les 8 heures suivantes, examinée plusieurs fois, fut trouvée uniformément de 40 ( 2°,2o) moindre que celle d'une soucoupe sèche sur le même lit; la tem-pérature de l'air dans la chambre n'ayant pas changé de plus d'un demi-degré dans le cours de l'expérience, à la fin de l'expérience la laine retenait encore 2; grains d humidité. Si cette quantité eût aussi été évaporée, le froid uniformément produit pendant les 8 heures, aurait été très-probablement de 40 ( 2,47). Mais comme la production de la rosée, durant quelques parties de la
( 60 ) nuit, était en raison plus grande que 21 grains pour 8 heures, on doit ajouter i° ou 20 ( o°,55,i°,io ) pour ces temps, qui augmenteront l'effet de la rosée en diminuant l'apparition du froid pendant leur durée, à environ 6° (3°,3o), sur la supposition, qui ne peut être éloignée de la vérité, que la rosée a été attirée aussi abondamment par l'herbe que par la laine qui était placée dessus.
La différence entre les températures de l'herbe et de l'air observée moindre dans les matinées que celle qui se présente le soir, doit être également attribuée, en partie, à la plus grande quantité de rosée qui paraît à la première époque qu'à la seconde.
Un fait plus remarquable, tirant une explication de la même source, c'est la différence qui survient dans un temps fort froid, le ciel étant clair et calme, entre les températures , pendant la nuit, de l'air et des corps placés à terre *, cette différence est plus grande que dans un temps également calme et clair, mais en été ; puisque , en conséquence des rapports bien connus de l'atmosphère avec l'humidité dans un temps fort froid, toute diminution de la température d'une portion d'air en contact avec un corps froid sera accompagnée d'une précipitation d'eau beaucoup moindre qu'une égale diminution ne le serait en été, en supposant que l'air, avant son contact avec le corps froid, fût, dans les deux cas, également près de son point de réplétion.
IV. Dans des nuit bien calmes, une portion d'air qui vient en contact avec de l'herbe froide, la surface étant unie , ne la quittera pas immédiatement, vu que cet air est devenu spécifiquement plus lourd que l'air supérieur par une diminution de sa chaleur 5 mais il s'avancera ho..
( ci ) nzontalement, et sera appliqué successivement aux difïe-^ tentes parties de la même surface. Ainsi, l air qui suit cette marche doit à-la longue ne plus avoir d humidité précipitable; à moins que le froid de l herbe qu 'il touche ne vienne à augmenter. Par là, on explique en grande partie la raison qui fait que , pendant des nuits telles que nous ve. nons d'en citer, les substances placées sur la planche élevée. acquièrent plus de rosée que d'autres de même nature placées sur l'herbe, quoiqu'elle commence à se former beaucoup plus tôt dans la seconde situation que dans la première, celles sur la planche élevée ayant reçu de l'air qui avait préalablement perdu moins de son humidité.
Nous voyons aussi maintenant une raison pourquoi une légère agitation de l'atmosphère, quand elle est bien chargée d'humidité, augmente la quantité de rosée, puis-que de nouvelles parties d'air sont amenées plus fré.. quemment en contact avec la surface froide de la terre, que si l'atmosphère était entièrement calme.
V. La rosée, conformément à la cause immédiate que j'ai assignée pour sa production, ne peut jamais se for-mer , dans les climats tempérés, sur les parties nues d'un. corps humain vivant et sain, puisque leur clialeur.,u'est jamais moindre pendant la nuit, dans de, J.els climats ^ que celle de l'air. Au fait, je n'ai jamais aperçu de rosée sur aucune partie de mon corps, quoique mon attention ^e fut beaucoup occupée, pendant les trois dernières années, de tout ce qui était relatif à ce fluide,, et que j'eusse été, pendant cette période, beaucoup exposé nuitamment en plein air. D'un autre côté , dans les contrées fort chaudes, les parties découvertes d'un corps humain peu-vent quelquefois, en raison de leur froidure plus grande
( 62 ) que celle de l air, condenser de la vapeur aqueuse de l'atmosphère, et, par là, se couvrir de rosée réelle, même pendant le jour.
VI. Quand on expose nuitamment des hygromètres composés de substances animales et végétales à un ciel clair, ils deviennent plus froids que l'atmosphère ; et ainsi, en attirant de la rosée, ou, conformément à une observation de Saussure (i), en refroidissant simplement l'air qui leur est immédiatement contigu, ils marquent un degré d'humidité plus considérable que celui qui existe actuellement dans l 'atmosplière. Cela sert à expli-quer une observation faite par M. de Luc (a) , que dans un temps serein et calme, 1 humidité de l'air, telle qu'elle est déterminée par un hygromètre, augmente vers et après le coucher du soleil avec une rapidité plus grande qu'on ne peut l attribuer à une diminution de la chaleur générale de l'atmosphère.
Ces exemples suffisent pour démontrer l'importance du fait, que les corps deviennent plus froids que l'atmo-sphère avant de se couvrir de rosée, et pour expliquer plusieurs phénomènes atmosphériques. Sous ce point de vue, la recherche de la cause de la rosée aurait pu être faite en tout temps, depuis l'invention des thermomètres, sans autre secours accessoire ; mais, selon moi, on n'au-rait peut - être point pu en donner une théorie complète ■ (1) Hygrométrie, p. 25.
(2) Introduction à la Physique terrestre, 1.11, p. 491.
( 63 ) avant les découvertes sur la chaleur que MM. Leslie et le comte de Rumford ont fait connaître dans leurs ouvrages.
Les expériences les plus ordinaires sur la communica-tion de la clialeur entre les corps en plein air, se bornent à ce qui arrive durant le jour. A cette époque, les corps placés près d'un autre se trouvent toujours avoir la même température, à moins qu'il n'existe quelque raison bien évidente pour que le contraire ait lieu. Ainsi, il pa-raîtra sans doute étrange à plusieurs personnes d'en-tendre dire qu'un corps mis en contact de tous côtés avec d'autres corps à la même température que lui, deviendra ensuite, sans avoir éprouvé de changement chimique , plus froid qu'ils ne le sont, et restera tel pendant plu-sieurs heures. Cependant ces circonstances se rencontrent dans les substances qui attirent la rosée, quand elles sont placées sur la surface de la terre, dans une nuit tranquille et sereine, et elles sont en accord parfait avec la doctrine de la chaleur, reconnue aujourd'hui universellement pour être juste.
Pour rendre cela plus facile à comprendre, suppo-sons un petit corps qui lance librement du calorique rayonnant , et qui possède en commun avec l'at-mosphère une température de 3a° ( o°,o ), que ce corps soit placé, pendant que l'air est calme et clair, sur un mauvais conducteur de calorique déposé à la surface d'une grande plaine bien exposée , et ad-mettons qu'un firmament de glace existe à une hau-teur quelconque dans l'atmosphère 5 la conséquence doit être que le petit corps, ainsi exposé, deviendra promptement plus froid que l'air environnant \ car, tan-dis que son calorique rayonne par en haut, il ne peut
(64 ) ên recevoir de la glace une quantité suffisante pour com* penser sa perte ; la terre ne peut non plus lui en trans-mettre beaucoup, puisqu'il y a un mauvais conducteur interposé entre eux; et il n'y a aucun solide ou fluide, excepté 1 air, pour lui en communiquer latéralement, soit par rayonnement ou par sa propriété conductrice. En conséquence, ce petit corps, à moins qu'il ne reçoive de F air à-peu-près autant de chaleur qu'il en émet, ce qui ne peut être regardé comme possible , d'après -l'état de calme présent de l'atmosphère, et la difficulté avec laquelle la chaleur se communique d'une portion d'air à. une autre dans un tel état, ce petit corps deviendra plus froid que l 'atmosphère, et condensera la vapeur aqueuse des parties contiguës , si elles en contiennent assez pour permettre cet effet. Mais on rencontre les mêmes phénomènes dans une praitie de niveau et bieil découverte , lorsque la rosée s'y dépose pendant une nuit tranquille et sereine. Les parties supérieures de l'herbe envoient des rayons de leur calorique dans les régions supérieures de l'atmosphère qui, étant vides, ne ren-voient conséquemment aucune chaleur en, échange. Les parties inférieures, en raison de leur faible propriété con-ductrice, transmettent peu de chaleur de la terre aux parties supérieures, qui, dans le même temps, n'en re-cevant qu'une petite quantité de l'atmosphère, et rien d'aucun autre corps latéral, doivent rester plus froides que l'air, et condenser en rosée sa vapeur aqueuse, si celle-ci est assez abondante, eu égard au décroissement de la température de l'herbe (i).
(I) J'ai adopté dans cette explication l'hypothèse de
Ce sujet peut encore être éclairci, en se rappelant ce qui arrive dans l'expérience qui a été faite pour prou-ver la réflexion du froid.
Dans la forme la plus simple de cette expérience, un petit corps, la boule d'un thermomètre, ayant la tempéra-ture de l'atmosphère, est placé devant un corps froid plus grand, rendu égal, en effet, à un corps plus grand encore, par le moyen d'un miroir métallique concave. Dans cette situation, le petit corps envoie de la clialeur au plus grand, sans en recevoir l'équivalent, et en conséquence il devient plus froid que l'air, par lequel sa chaleur rayonne, quoiqu'il reçoive continuellement du calorique de l'air en contact avec lui, ainsi que des murailles et des meubles contenus dans l'appartement où se fait l'expé-rience. Pour cette raison, il se formera aussi prompte-ment de la rosée sur le thermomètre dans cette expérience, que cela aurait lieu sur un thermomètre suspendu en plein air, nuitamment et par un temps clair, pourvu que les deux instrumens fussent également inférieurs à la tem-pérature de l'atmosphère, et que celle-ci fut , dans les deux cas, également près de son point de réplétion d'hu-midité (i).
lU. Prevost de Genève, sur le rayonnement constant de la cha-leur par les corps en contact avec l'atmosphère, même quand ils sont exposés à l'influence de corps plus chauds qu'eux-mêmes, vu qu'il paraît s'accorder parfaitement avec tous les phénomènes de la communication de la chaleur qui ne (lé. pendent pas de la propriété conductrice. Je ferai par la suite un fréquent usage de cette hypothèse.
(i) Cette expérience ayant été attribuée, il y a quelques années, à M. Piclet de Genève, diverses personnes ici ont
Regardant maintenant comme établi que des corps si-tués sur ou près de la surface de la terre , deviennent, dans certaines circonstances, plus froids que l'air am-biant, en envoyant plus de calorique rayonnant au ciel qu'ils n'en reçoivent de quelque part que ce soit (i) , je prouvé qu'elle se trouve dans plusieurs écrivains étrangers beaucoup plus anciens j mais il n'est pas venu à ma connais-sance qu'on ait fait mention de ce qui était su depuis long-temps en ce pays, comme on le voit dans l'extrait suivant d'une lettre écrite par M. Oldenbourgh à M. Boyle en i665. « J'ai rencontré l'autre jour dans le discours astrologique de sir Christophe Heydon , une expérience qu'il assure avoir es-sayée lui-même, indiquant que le froid accompagne la lumière réfléchie lorsqu'on emploie des sections sphériques concaves ou des sections paraboliques qui, dit-il, réfléchissent aussi sensiblement le froid actuel de la neige ou de la glace , qu'elles réfléchissent la chaleur du soleil. Il Boyle's Works.
(i) Le comte de Rumford a présenté la conjecture suivante dans un Mémoire imprimé dans les Transactions philoso-phiques pour 1804. « Le froid excessif, dit cet auteur , qu'on sait régner en toute saison sur le sommet des hautes mon-tagnes et dans les régions supérieures de l'atmosphère, et les gelées qui surviennent si souvent pendant la nuit à la surface des plaines basses, au printemps et en automne, dans des temps bien clairs et calmes, semblent indiquer que des rayons frigorifiques arrivent continuellement à la surface de la terre, de chaque partie du ciel Il. Mais il ne donne aucune expérience pour prouver qu'une telle communication existe réellement entre le ciel et la terre , pendant la nuit. Il ne pa-rait point, par aucun de ses écrits que j'ai vus, qu'il ait supposé que la surface de la terre fût plus refroidie par ces
( 67 ) présenterai d'abord quelques remarques sur l'étendue et l'usage de ce fait, et j'en appliquerai ensuite la connais-sance à plusieurs des phénomènes décrits dans la première partie de cet essai, et à quelques autres dont je n'ai pas . encore parlé. La terre doit, en tout temps, envoyer du calorique rayonnant vers le ciel; mais si le soleil est à quelque hauteur au- dessus de l'horizon, dont le degré est jusqu'ici indéterminé, et probablement varié suivant la saison et plusieurs autres circonstances , la chaleur qu'il envoie à la terre surpassera, même dans les endroits. abrités de ses rayons directs, celle que la terre lance vers le ciel. Le 24 juillet, j'ai suspendu à midi, en plein air, au-dessus du gazon, pendant que le ciel était entière-ment couvert de nuages très-épais et le temps calme, deux thermomètres sensibles dont l'un était nu et l'autre enveloppé de papier doré. Dans deux observations, ayant entre elles uu intervalle de 10 minutes , le thermomètre dans l'enveloppe dorée était 20 ( 1°, 10 ) plus bas que celui qui était nu. On mit alors une enveloppe de papier blanc au-dessus de la dorée, après quoi, au bout de cinq minutes l'instrument couvert fut trouvé à la même hauteur que l'autre. L'enveloppe extérieure blanche ayant ensuite été ôtée, en laissant la dorée, on trouva, au bout de quelques minutes , que les instrumens différaient encore de 2Q ( 10)• Durant ces expériences, un thermomètre sur le gazon indiquait ( i°,io ) de plus que celui nu dans l'air, et 4° (20,20) de plus que celui dans l'enveloppe rayons frigorifiques que l'air au travers duquel ils passent, ou que quelques corps fussent plus refroidis que d'autres par ces rayons.
( 68 ) dorée. 11 est évident, d'après cela, que la chaleur rayon-nante du soleil doit, ce jour-là, avoir été transmise en quantité considérable au travers des plus épais nuages, puisque, non-seulement la surface de la terre était plus chaude que l'air, mais même qu'un petit corps recouvert d'une substance qui ne recevait pas facilement l'impres-sion du calorique rayonnant, était plus froid qu'un autre qui était découvert. J'observai également, le 2 janvier der-nier à midi, pendant un brouillard épais, un thermo-mètre posé sur le duvet, qui était mis sur le gazon entière-ment incrusté de gelée blanche : il était 2° (i°,ro) plus chaud que l'air, et 1° (o°,55) plus chaud que l'herbe (i).
Cependant, dans une nuit calme et sereine, lorsque, par conséquent, il existe peu d'empêchement à l'évasion par rayonnement de la chaleur de la terre au ciel, et que aucun calorique ne peut être envoyé par le soleil vers le lieu d'observation, il devrait se produire sur la terre un degré immense de froid , si les circonstances suivantes ne se combinaient pour le diminuer; 10 l'impuissance de tout corps d'empêcher entièrement le passage de la cha-leur par communication de la terre aux substances pla-cées sur elle; 2° la chaleur que les objets latéraux en-voient par rayonnement à ces substances ; 30 la chaleur communiquée aux mêmes substances par l'air; 40 la cha--
(i) Un autre fait analogue, qui se présenta en même temps, fut que, quoique la température de l'air se trouvât à 5o° (—I°,IO) , la gelée blanche des arbres diminuait rapide-ment ; la matière solide de ces végétaux interceptant le calorique rayonnant qui avait pénétré du soleil à travers le brouillard , le convertissait en chaleur de température.
( G9 ) leur qui est dégagée pendant la condensation en rosée de la vapeur aqueuse de l'atmosphère.
L'étendue de l'effet de toutes ces compensations sur la production du froid par le rayonnement nocturne de la chaleur des corps sur la surface de la terre, ne peut, dans l'état présent de nos connaissances, être estimée avec jus-tesse 5 mais les faits font voir que, malgré leur action, le froid produit par cette source doit être souvent fort con-sidérable.
M. Wilson a une fois observé une différence de 16° (8°,85 ), due à cette cause, entre les températures de la neige et de l'air. En prenant la dernière température, néanmoins, il se servit d'un thermomètre nu, à l'occasion de quoi, d'après ce que j'ai déjà mentionné, il faut ajou-ter environ 2° (i°,io) aux 160 qu'il a observés , afin d'ob-tenir la différence réelle entre la chaleur de la neige et de l'air dans ce temps.
2°. Si M. Wilson, comme je l'ai dit ci-devant, eût placé un thermomètre sur quelque substance coton-neuse en contact avec la neige, il aurait très-probable-ment trouvé un froid de 20° ( n°,io) au moins plus considérable que celui de l'air, tel qu'il est marqué par un instrument nu, et par conséquent au moins de ( 12,°2o ) plus fort que le froid réel de l'atmosphère en-vironnante.
3°. Le lieu d'observation de M. Wilson n'était pas très-favorable à la production d'un grand froid, provenant du rayonnement de la chaleur, pendant la nuit, de corps placés à la surface de la terre ; c'était près d'une grande ville d'où il se dégageait beaucoup de fumée, et au voisinage im-médiat y à ce qu'il me semble t d'après ce qu'il dit, d'un
( 7° ) ou de plusieurs bâtimens considérables, et dans tut climat abondant en humidité.
4°. Aucune observation de M. Wilson n'a été faite une heure ou deux après le coucher du soleil, temps auquel, suivant mes expériences, arrivent ordinairement les plus grandes différences entre les températures de l'air et des corps à la surface de la terre.
Si, alors, on faisait de telles expériences dans une atmo-sphère encoreplus froide que celle dans laquelle M. Wilson a fait les siennes, au milieu d'une grande plaine éloignée de toute cité, exempte de tout objet de quelque nature que ce soit élevé au-dessus du sol, et dàns une contrée remarquable par la sécheresse de sôn air, toutes circons-tances qui peuvent se trouver en Russie durant l'hiver, on trouverait probablement, dans quelque nuit tranquille et sereine, une différence de 30° (i6°,65 ) au moins entre un petit thermomètre placé avec sa boule nue (i), au milieu ou au côté sous le vent d'une couche de substance cotonneuse, occupant un espace sur un champ d'herbe ou sur un lit de neige d'une ou de deux verges carrées en étendue, et un semblable thermomètre enfermé dans une enveloppe de papier doré et suspendu dans l'air à quel-ques pieds au-dessus de l'autre. Je crois que deux ther-momètres ainsi placés, même dans ce pays , pourraient quelquefois être trouvés ne différer pas beaucoup moins que de 300 ( i6°,65 ). Je n'ai jamais fait moi-même d'expériences avec une substance cotonneuse qui eût plus de quelques pouces carrés de surface, ni dans une nuit
(i) L'effet serait peut-être augmenté un peu , en recou-vrant la boule d'une couche mince de noir de fumée.
( 71 ) bien froide, l'atmosphère étant claire et calme , et le lieu d'observation éloigné de grandes masses de bàtimens.
Mais même la production d'un froid de 3oo ( i6°,65) ne paraît pas être la plus considérable que l'on puisse concevoir du rayonnement du calorique vers le ciel et pendant le nuit, par des substances sur la surface de la terre. Car les expériences de M. Pictet(i), de M. Six (2), et je puis ajouter de moi-même, établissent que, en ex-ception à la règle générale , la chaleur de l atmosphère , dans les nuits claires et calmes, augmente avec la dis-tance de la terre. Conformément aux expériences de M. Six, l'atmosphère, à la hauteur de 220 pieds (67 mè-tres) , est souvent, dans de telles nuits , de i oO (5°,55) plus chaude qu'elle ne l'est à 7 pieds ( -)-, i ) au-dessus de la terre. En conséquence, si je suis capable de faire voir, comme j'espère le pouvoir bientôt, que l air , à une petite hauteur, devient plus froid que celui qui est fort haut, à cause de son voisinage de la, surface de la terre , pré-cédemment refroidie par son rayonnement vers le ciel, il s'ensuivra que ces ioO (5°,55) doivent être ajoutés au froid déjà mentionné j et par suite, qu'un corps sur la terre peut devenir, pendant la nuit, au moins de 400 (220, 20) plus froid que l'air qui se trouve à deux ou trois cents. pieds au-dessus, par le rayonnement de son calorique vers un ciel clair.
J'ajouterai avec la plus grande défiance, peu de mots sur quelques effets utiles du rayonnement de la chaleur de la terre pendant la nuit, quoique bien pénétré du danger
(1) Essai sur le Feu, chap. x.
(2) Phil. Trans., 1384 , and iUS8. 1
( 72 ) de l'erreur auquel on s'expose quand on cherche à ap précier les ouvrages de notre Créateur.
Si le calorique rayonnant qui vient du soleil à la terre pouvait s'accumuler, il détruirait bientôt la constitution actuelle de notre globe (i). Ce mal est prévenu par le rayonnement nocturne de la chaleur de la terre vers le ciel, lorsqu'elle n'en reçoit que peu ou point de chaleur en retour. Mais, par la sage économie des moyens qu'on retrouve dans toutes les opérations de la nature, l'em-pêchement de ce mal est rendu la source d'un grand bien positif. Car, la surface de la terre devenant, par cette raison, plus froide que l'air environnant, condense une partie de la vapeur aqueuse de l'atmosphère en ro-sée , de l'utilité de laquelle il est inutile de parler ici. On peut remarquer, cependant, que ce fluide paraît princi-palement là où il est le plus nécessaire, sur l'herbe, sur les plantes basses, évitant en grande par tie les rochers, la terre nue et les masses considérables d'eau (2). De plus,
(i) Le comte de Rumford dit: (t N'est-ce point par l'ac-tion de ces rayons (frigorifiques) que notre planète est re-froidie continuellement, et qu'elle peut conserver la même température moyenne pendant des siècles, malgré les im-menses quantités de chaleur qui sont produites à sa surface, par l'action continuelle des rayons solaires ? Il Phil. Trans. 1804, p. 181.
(2) Je n'ai point d'observations directes pour appuyer cette assertion , concernant les masses d'eau considérables. Toute-fois , je la soutiens juste , parce que aussitôt que la surface de l'eau a éprouvé le moindre refroidissement par le rayonne-ment, ses particules doivent descendre à cause de l'augmen-tation de leur gravite ; et être remplacées par d'autres qui
( 73 ) par une autre sage disposition, sa production tend à empêcher le dommage qui pourrait provenir de sa propre cause, puisque la précipitation de l'eau sur les parties tendres des plantes doit diminuer la froidure dans celles qui l'occasionnent. Enfin, j'observerai que l'apparition de la rosée ne se borne point à une partie quelconque de la nuit, mais qu'elle a lieu pendant toute sa durée par les moyens les plus simples et les plus efficaces. Car, après qu'une partie de l'air a déposé son humidité sur la sur-face plus froide de la terre, elle est éloignée par cette agi-tation de l'atmosphère qui existe durant les temps les plus tranquilles, et fait place à une autre dont la quantité d'eau n'est pas encore diminuée. De plus, à mesure que la nuit s'avance, une portion d'air qui avait déposé auparavant toute l'humidité que les circonstances permettaient alors, acquiert, par l'effet du refroidissement général de l'at-mosphère , la faculté d'en donner une nouvelle quantité, quand elle revient en contact avec la terre.
I. Le premier fait que j'essaierai d'expliquer ici, est l'empêchement total ou partiel du froid provenant du rayonnement dans les substances sur la terre, par l'inter-sont plus chaudes. Il est donc impossible que toute la masse ait été assez refroidie , dans le cours d'une seule nuit, pour condenser en rosée une quantité considérable de la vapeur aqueuse de l'atmosphère. Outre cela, j'ai trouvé que même une petite masse d'eau , comme il en sera fait mention plus particulièrement dans la dernière partie de cet essaie n'ac-quiert quelquefois aucun poids, malgré son exposition à la rosée, dans l'espace d'une nuit entière favorable à la forma-tion de ce fluide,
( 74 ) position de quelque corps solide entre elle et le ciel. Il paraît venir évidemment de ce qu'un corps supérieur arrête la chaleur d'un corps inférieur, laquelle tend à monter. Le corps inférieur , à la vérité, rayonne par en haut comme s'il n'y avait pas d'obstacle entre lui et le ciel; mais la perte qu'il éprouve par là est plus ou moins compensée par ce qu'il reçoit du corps supérieur. C'est de cette ma-nière qu'il faut se rendre compte de la chaleur des sub-stances qui étaient abritées du ciel par la planche élevée , le toit de carton et les cylindres creux de terre et de car-ton. Dans ces exemples , on ne peut supposer que les substances interposées aient renvoyé plus de chaleur qu' elles n'en recevaient. Mais dans des cas où il existe des masses considérables de matière solide à découvert, qui sont plus chaudes que l'atmosphère à cause de là chaleur du jour précédent ou pour d'autres raisons, le corps exposé recevra plus de calorique qu'il n'en perd. Par exemple, il me paraît certain que les maisons qui entourent Lincoln's-Inn Fields ont influé sur mes ther-momètres pendant les expériences nocturnes , plus qu'elles ne l'auraient dû par la simple émission d'une quantité de calorique équivalente à celle qu'elles rece-vaient de la surface du jardin. Il n'est cependant pas ab-solument nécessaire qu'un corps soit exposé lui-même au ciel dans une nuit claire et calme pour devenir plus froid que l'atmosphère ; l'exposition à l'influence d'un autre corps situé convenablement suffit pour la production d'un léger degré de ceteffet. Ainsi, j'ai toujours trouvé la laine attachée en-dessous de la planche élevée dans une telle nuit un peu plus froide que l'air, et la raison de ce fait paraissait bien être que la laine, dans cette situation, était
( 75 ) en quelque façon exposée à l'influence de l'herbe, qui était devenue considérablement plus froide que l'atmosphère, à cause du rayonnement de sa chaleur vers le ciel.
II. Aucune expérience directe ne peut être faite pour déterminer la manière dont les nuages empêchent ou di-minuent la production d'un froid, dans la nuit, sur la surface de la terre, plus grand que celui de l'atmosphère; mais on peut, je crois, conclure avec assurance de ce qui. est dit dans l'article précédent, qu'ils produisent cet effet presque tout-à-fait, en envoyant du calorique rayonnant à la terre, en retour de celui qu'ils interceptent dans son as-cension de la terre vers les cieux. Car, quoique, le ciel se couvrant tout-à-coup de nuages dans une nuit calme, un thermomètre nu, suspendu dans l'air, monte ordinairement de 2° à 30 (1°,10 à 1°,65), il faut attribuer une faible partie de cette élévation à la chàleur dégagée par la con-densation de la vapeur aqueuse dans l'atmosphère, comme l'a supposé M. Wilson (1)5 puisque, en conséquence de la discontinuation de cette partie du froid indiquée par le thermomètre, qui était due à son propre rayonnement vers un ciel clair, la température de l'atmosphère peut paraître augmenter de 2" (10,10) , quoiqu'elle n'ait reçu aucune addition réelle en outre, la chaleur qui se dégage dans la condensation de la vapeur, pendant la formation d'un nuage, doit être bientôt dissipée ; au lieu que l'effet d'une grande diminution, ou d'un empêchement total de l'appa-rition , sur la terre, d'un froid plus grand que celui de l'air, sera produite par un ciel nuageux. pendant toute la durée d'une longue nuit.
(1) Editub., phil. Trans., 1, 1Ô7.
Les nuages épais qui sont près de la terre doivent par-ticiper à la chaleur de l'atmosphère inférieure, et par con-séquent envoyer à la terre presque autant de chaleur qu'ils en reçoivent d'elle par rayonnement. Mais aussi les nua-ges épais, qui sont fort haut, quoiqu'interceptant égale-ment la communication de la terre avec le ciel, doivent, à cause de leur élévation, être plus froids que la terre, et lui envoyer moins de calorique qu'ils n'en reçoivent d'elle j c'est pourquoi elle pourra avoir à sa surface des corps plus froids de plusieurs degrés que l'air. Dans la première partie de cet essai , j 'ai rapporté un exemple d'un corps devenant pendant la nuit, sur la terre, de 50 (20,7 5) plus froid que l'air, quoique le ciel fût entièrement cou-vert de nuages élevés (1).
(t) M. Prevost de Genève, dans son ouvrage sur le calo-rique rayonnant, a déja rendu ainsi, par conjecture , raison de l'effet des nuages pour diminuer le froid de l'atmosphère et de la surface de la terre pendant la. nuit j mais il ne paraît pas avoir connu que leur effet est beaucoup plus grand, sur la température de la surface de la terre, que celui qti'ils produisent sur l'air. Mon explication de l'influence des nuages sur la température de la surface de la terre durant la nuit est une conséquence directe des faits que j'avais observés relativement à l'empêchement de production du froid sur la terre, par rayon-nement , par l'interposition de corps solides entre elle et les cieux, et qui se sont présentés à moi en 1812. L'ouvrage de M. Prevost, à la vérité, fut publié en 1809 j mais je ne l'ai pas vu avant l'été de 1813 , quand il me fut envoyé par sou parent, le docteur Marcet de Londres, qui me dit en même temps qu'il croyait cet exemplaire le seul qu'il y eût dans
Les îles et les parties de continent qui touchent à la mer, étant, par leur situation, sujettes à un ciel nuageux, seront moins froides en hiver, que les contrées fort éloi-gnées de tout océan, et cela, outre les raisons qu'on en donne ordinairement, parce que la quantité de chaleur qu'elles perdent par le rayonnement nocturne vers le ciel est plus petite.
III. Les brouillards, comme les nuages, doivent arrêter le calorique qui émane de la terre, et s'ils sont denses et . d'une étendue perpendiculaire considérable, ils doivent lui en rendre une quantité égale à celle qu'ils reçoivent. Aussi M. Wilson n'a trouvé aucune différence pendant la nuit, dans un temps fort brumeux, entre la température de la surface de la neige et celle de l'air. Plusieurs de mes ob-servations tendent à confirmer celles de M. Wilson. Un exemple, cependant, comme je l'ai dit ci-devant, s'est présenté à moi, d'une différence, dans la nuit, de 90 (50) entre les températures de l'herbe couverte de gelée blan-che et de l'air, pendant un brouillard fort épais. Une remarque de M. Leslie, sur la constitution des brouil-lards, contribue à l'explication de ce phénomène. Car ce la Grande-Bretagne, excepté un qu'il avait envoyé lui-même à Edimbourg.
Note à la seconde édition. Je ne sus qu'après l'impres-sion de la première édition de cet Essai, que M. Prevost avait publié son opinion sur l'effet des nuages pour empêcher le refroidissement nocturne de l'atmosphère et sur la surfacede la terre , depuis aussi long-temps que l'année 1792, dans un ouvrage intitulé : Recherches sur la Chaleur.
( 78 ) philosophe dit (1), en conclusion d'expériences faites avec son photomètre, que dans les bruines et les brouil-lards bas , la diminution de la chaleur du soleil est petite lorsqu'on lat compare à ce qu'elle est quand le ciel est obscurci par une masse épaisse de nuages. On accor-dera volontiers, je présume, que le même état de l'at-mosphère qui permet à la chaleur du soleil de passer abondamment, donnera aussi un passage facile au calo-rique rayonnant de la terre. Maintenant, il y a plusieurs raisons de croire que le brouillard pendant lequel l'herbe se trouvait de 9° ( 5°) plus froide que l'air, n'était pas fort élevé au-dessus de la terre. 10. Le baro mètre avait descendu quelques jours auparavant, et c'est t ne obser-vation commune que les grands brouillards se produisent rarement pendant qu'il est en mouvement. 20. Le jour qui précédait l'observation, l'air, après avoir été extrême-ment brumeux pendant près d'une semaine, était devenu assez clair pour permettre l'aspect du soleil durant toute l'après-midi, quoiqu'il régnât encore une obscurité suffi-sante dans la partie la plus basse de l'atmosphère pour empêcher beaucoup la vue des objets sur la terre dont on était fort près. 3°. Le jour qui suivit l'observation , le brouillard fut encore beaucoup moindre 5 le lendemain il disparut èt fut remplacé par de la neige. Il est à remarquer aussi que le soir en question, l'état de l'herbe, qui était le sujet de l'expérience, fut extraordinairement favorable à la production du froid, puisqu'au contraire de l'expérience générale, elle était aussi froide que le duvet. Si donc cette dernière substance, en raison de la régularité beaucoup
(1) On heat and Moislure , p. 5y.
( 79 ) plus grande des phénomènes qu'elle présente, est prise pour point de comparaison auquel on doit rapporter les résultats de différentes nuits, on verra que le brouillard dont je parle maintenant, quoiqu'il n'empêchât point com-plètement la production du froid par rayonnement, doit l'avoir beaucoup diminué. Car, un soir précédant, lorsqu'il y avait peu de brouillard, et que l'atmosphère était dans le même état qu'à l'autre, relativement à la tranquillité, la dif-férence entre le duvet et l'air était de 120 (6°,65 ) 5 et un autre soir, quinze jours après, au même lieu d'observation, la différence entre les thermomètres dans les mêmes si-tuations qu'auparavant, fut de 140 î (8°,02) , l'air étant alors sans "^uillard. Si l'atmosphère eût été aussi tran-quille ce eïr que les précédens, on aurait certainement vu une plus grande différence. En conséquence , je conclus que les brouillards ne fournissent en aucun cas d'excep-tion réelle à la règle générale, d'après laquelletout ce qu'il peut y avoir, dans l'atmosphère, de capable d'arrêter ou d'empêcher le passage du calorique rayonnant, empêchera ou diminuera la production d'un froid, pendant la nuit, à la surface de la terre, plus grand que celui de l'air voisin.
Il résulte encore de ce qui a été dit dans cet article, que l'eau déposée sur la terre, pendant un brouillard de nuit, vient quelquefois de deux sources différentes , dont l'une est une précipitation d'humidité d'une partie considéra-ble de l'atmosphère , par suite de sa froidure générale ; l'autre, qui est une formation réelle de rosée due à la con-densation, par le moyen du froid superficiel de la terre, de l'humidité de cette portion d'air qui vient en contact avec elle. Dans un tel état de choses, tous les corps devieu--
( 80 ) dront humides, mais particulièrement ceux qui attirent le plus vite la rosée dans un temps clair (i)f Toutefois, je n'ai pas eu la faculté de justifier celte conclusion par l'observation , depuis qu'elle s'est présentée à mon es-prit.
IV. Quand des corps se refroidissent par rayonnement, l'intensité de l'effet observé doit dépendre, non-seulement de leur pouvoir rayonnant, mais en partie aussi de la facilité plus ou moins grande avec laquelle ils peuvent soutirer la chaleur par transmission des substances plus échauffées avec lesquelles ils sont en contact. Ainsi, dans les nuits claires et calmes, l'herbe fut toujours plus froide, et quelquefois beaucoup plus , que le chemina gravier , quoiqu'une petite quantité de sable placée sur l'herbe fût aussi froide qu'elle. Dans ce cas , la différence de tempéra-ture entre le chemin de'gravier et le sable dépendait évidem-ment des quantités différentes de chaleur qu'ils recevaient chacun des parties Inférieures. La même raison s'applique à la rosée, qui paraît en quantité plus grande sur de petits copeaux de bois que sur la même substance en masse plus dense et plus compacte, et aux substances filamen-teuses et cotonneuses, qui deviennent plus froides que toutes les autres, même que le noir de fumée, que M.Les-lie met à la tête des meilleurs rayonnans solides du calo-rique. Car le noir de fumée que j'ai exposé, étant à une épaisseur d'environ deux lignes, possédait par conséquent un fond de chaleur interne qui se serait communiquée
(i) L'humidité observée nuitamment par Musschenbroeck ,en Hollande, et appelée par lui rosée, me paraît avoir élé de cette nature. Voyez la quatrième partie de cet Essai.
( 81 ) plus promptement à sa surface froide, que la chaleur des parties inférieures des substances cotonneuses ne pou-vait parvenir à leur surface supérieure.
Ce sujet est éclairci par l'expérience suivante : un soir qu'il faisait de la rosée, j'enfonçai, dans du terreau de jar-din non comprimé, un verre à boire ayant un fond épais et plat, jusqu'à ce que son bord fût au niveau de la terre environnante , et en même temps je plaçai un vase sem-blable , avec sa cavité aussi vers le ciel, sur la surface du terreau. Le matin, l'intérieur du verre enfoncé était en-tièrement sec, pendant que celui de l'autre était couvert de rosée. J'appliquai alors la boule d'un petit thermo-mètre sur e fond dans chaque vase , et je trouvai que le chaleur du fond du verre enfoncé était de 56° (i3°,3o); mais la même partie de celui qui était à la surface n'était qu'à 49°^ (9°,7*ï). En même temps la température de l'air était à 53° ( 11065 ). De cette manière, on voit évidem-ment la raison de la sécheresse du premier vase, et de l'humidité du second.
De là aussi dérive la cause pour laquelle les parties sail-lantes de dînerons corps ont été observées, par M. Wil-son, incrustées de gelée blanche, pendant que leurs parties plus centrales et plus massives en étaient exemptes (i).
V. Des corps exposés au ciel durant une nuit claire doivent lui envoyer tout autant de calorique rayonnant, quand il fait du vent, que si l'air était bien tranquille. Mais dans le premier cas, on ne trouvera leur tempéra-ture que peu ou point plus froide que celle de l'atmo-sphère , parce que le fréquent contact de l'air chaud doit
(i) Paper, in phil. Trans., 1780.
( 8* ) rendre promptement une chaleur égale, ou à-peu-près, à celle qu'ils avaient perdue par rayonnement. Une légère agitation de l'air suffit pour produire quelqu'effet de ce genre 5 quoique, comme on l'a déjà dit, une telle agita-tion , lorsque l'air est bien chargé d'humidité, rendra plus grande la quantité de rosée, parce que la condition néces-saire à une production considérable de ce fluide est plus augmentée par cette légère agitation, que l'autre n'est di-minuée par réchauffement des corps. N
VI. Un petit corps, comme un thermomètre, suspendu dans l'air, peut, même dans la nuit la plus calme, ne pré-senter que peu de froid par son rayonnement, vu qu'il est continuellement exposé au contact de nouvelles particules d'air plus chaud, à cause du mouvement progressif de ce fluide, et du mouvement descendant produit en lui par le refroidissement qu'il éprouve au contact du corps sus-pendu, et qui rend sa pesanteur spécifique plus grande. De l' autre côté, un thermomètre mis sur une table élevée au-dessus de la terre, et de plusieurs verges carrées de sur-face , aura son froid par rayonnement beaucoup moins diminué que le premier, vu qu'il n'est exposé à aucune perte de froid à cause du mouvement descendant de l'air, et que l'air qui s'approche horizontalement doit presque toujours avoir sa température préalablement abaissée en passant sur d'autres parties de la table. D'après cela, la raison pour laquelle le côté sous le vent de la table élevée est souvent plus froid que le côté au vent, devient évidente.
VII. Il y a une remarque de Théophraste (i) qui a été confirmée par d'autres écrivains, que les effets nuisibles
(i) Lib. v, c. xvi.
( 83 ) du froid se présentent principalement dans les endroits enfoncés. Si elle est restreinte à ce qui arrive dans des nuits sereines et calmes, et elle ne reste vraie, je crois, dans aucune autre circonstance, deux causes de sources différentes doivent lui être assignées : la première est que l'air étant plus tranquille dans de telles situations que dans d'autres, le froid par rayonnement, dans les corps qui s'y trouvent, sera moins diminué par des applica-tions renouvelées d'air plus chaud ; la seconde est que, par le séjour plus long du même air en contact avec la terre dans les lieux enfoncés que dans d'autres, il se dé-posera moins de rosée, et en conséquence il se dégagera moins de chaleur durant sa formation. On verra, dans la dernière partie de cet essai, qu'aux Indes orientales on fait des enfoncemens dans la terre, afin d'augmenter le froid qui survient pendant les nuits sereines. Mais ici il faut observer que si les endroits enfoncés ou creux sont profonds relativement à leur étendue horizontale, il doit résulter un effet contraire, vu qu'il se présentera un cas plus ou moins semblable à celui qui existait quand une petite portion d'herbe était entourée d'un cylindre creux.
VIII. Une observation étroitement liée à la précé-dente , savoir, que pendant les nuits claires et tranquilles, les gelées sont moins fortes sur les hauteurs que dans les plaines voisines ( i ), a excité beaucoup l'attention, sur--
(i) Théophraste remarque aussi qu'il gêle moins sur les hauteurs que dans les plaines, mais sans faire mention que cela n'arrive que dans les nuits calmes et sereines. Lib. v , 6. x M.
( «4 ) tout en ce qu elle contredit ce qui est communément regardé comme un fait bien établi, que le froid de l'at-mosphère augmente toujours avec la distance de la terre. , Ce froid moindre des hauteurs est évidemment un fait de même nature que celui observé par M. Pictet et par M. Six, relativement à l'augmentation de température, dans les nuits calmes et claires de toutes les saisons, des différentes couches de l'atmosphère, à proportion qu'elles sont plus élevées au-dessus de la terre. Comme le froid plus grand de l'air inférieur est le fait le moins compli-qué , j'essaierai d'abord de l'expliquer. A la vérité, M. Pictet en rend lui-même raison en l'attribuant à l'é-vaporation de l'humidité de la terre. Mais pour faire voir que cela n'est pas juste, il ne faut que dire que ce phé-nomène n'a jamais lieu à un degré considérable, excepté dans les nuits où il y a de la rosée, et que sa grande in-tensité est ordinairement accompagnée d'une formation abondante de ce fluide 5 car on ne peut penser que la même couche d'air déposera de l'humidité sur la terre par insuf-fisance de chaleur, en même temps qd'elle reçoit de la terre de l'humidité à l'état de vapeur transparente, ce qui sup-pose qu'elle n'est pas encore à son point de réplétion. 1
Notre atmosphère a été bien généralement regardée comme incapable d'être échauffée par les rayons du so-leil , puisqu'ils ne communiquent aucune chaleur à une portion particulière d'air dans laquelle on les concentre au moyen d'une lentille. Je ne sais point si cette expé-rience a jamais été faite avec toute l'exactitude dont elle est susceptible ; mais, en accordant qu'elle l'ait été, mon. opinion est néanmoins qu'on ne peut y ajouter aucune confiance ; car comme l'air, s'il est échauffé en totalité
( 85 ) par les rayons solaires concentrés, ne doit 1 être qu "à un faible degré durant le temps que leur foyer peut être consi-déré comme stationnaire (autrement la présente question ne se serait pas élevée ) , il est nécessaire, pour conduire l'expérience comme il convient, que, pendant toute sa durée, la même petite portion individuelle d'air reçoive constamment ce foyer 5 mais , par plusieurs raisons évi-dentes , cela ne peut arriver. Regardant donc l'argument fondé sur cette expérience comme sans force , je vais offrir plusieurs considérations qui semblent prouver que l'air est actuellement échauffé par les rayons solaires qui y entrent.
ï°. L'air réfléchit et réfracte la lumière, et tous les au-tres corps, autant que je sache , acquièrent de la chaleur quand ils agissent ainsi sur la lumière du soleil.
2°. L'air amortit et absorbe la lumière du soleil, ce qu'où tie peut supposer sans concevoir une élévation de sa température.
3°. Si l'air, considéré comme un fluide uniforme, était même incapable de recevoir de la chaleur directement des rayons solaires , ils lui en communiqueraient cepen-dant , par l'intervention des particules innombrables de matière solide qu'on aperçoit dans l'air-, au moyen de l'expérience triviale d'un rayon de soleil reçu dans une chambre obscure. Quand même on dirait que cette appa-rition ne peut se présenter qu'au voisinage de la terre, par le mélange accidentel de matière solide enlevée de sa surface par les vents, ou de toute autre manière, la réponse est, que comme ma recherche se rapporte a une ceitaine condition de l'atmosphère , il n'importe pas comment elle est produite. On ne peut rien exiger de
Il ( 86 ) plus que cela ; on retrouverait toujours cette condition de l'air que je crois être la cause du phénomène, puisque, si je puis me fier à ma mémoire à l'égard de ce qui est arrive il y a plusieurs années , je dirai qu'on peut voir les mêmes particules, au moyen de la lumière du soleil, dans ¡'air, au milieu de l'océan Atlantique. Ces particules doivent alors recevoir de la chaleur des rayons solaires qui les heurtent, et elles la communiqueront à l'air trans-parent contigu.
4 . A moins que d admettre que l'atmosphère soit capable d intercepter une partie du calorique rayonnant du soleil qui la traverse, et de la convertir en chaleur de température, il me parait impossible de trouver une rai-son suffisante de la grande chaleur qui existe, après un long calme, dans l air qui recouvre les océans Atlantique et Pacifique, à la distance de iooo milles ou plus de toute masse terrestre considérable. On ne peut la faire venir de l'eau, puisque celle-ci est plus froide que la couche in-férieure de l 'atmosphère; et personne ne supposera que ce soit la même chaleur qui a été communiquée à l'air par le dernier continent sur lequel il a passé plusieurs jours auparavant. Mais si cela était admis, il resterait une autre difficulté à lever, qui consiste en ce que, pendant toute la durée du calme, l'air se refroidit chaque nuit et se réchauffe pendant le jour (i). Si on supposait que ce qui a été dit est suffisant pour établir que l'air arrête une
(i) On trouve là une raison du grand froid des hautes régions de l'atmosphère, puisque l'air doit y être moins propre que celui des couches inférieures pour arrêter le calorique rayonnant qui y arrive.,
( 87 ) partie de la chaleur du soleil qui rayonne dans son centre, unie à la lumière, il faudrait aussi accorder deux consé-quences : la première, que l'air exerce un pouvoir plus grand de la même nature sur le calorique rayonnant qui le traverse sans lumière, puisque la chaleur du soleil passe instantanément par plusieurs corps qui refusent un sem-blable passage au calorique rayonnant des substances ter-restres } l'autre, que l'air doit être aussi capable de se refroidir par le rayonnement de sa propre chaleur ( i ), -que de s'échauffer par le calorique rayonnant qui le tra-verse, puisqu'on observe uniformément que ces deux propriétés existent ensemble, et sont proportionnelles l'une à l'autre. La vérité de la dernière conclusion peut aussi être déduite de ce fait, que, dans un temps calme y la chaleur de l'air, à quelques pieds au-dessus de la terre, diminuera quelquefois, même dans ce pays, de 18° à 20Q ( 10° à 110 10) entre le coucher et le lever du soleil, quoiqu'il ne survienne aucun changement de vent; car la faible propriété conductrice qu'on sait maintenant que l'air possède , ne permettra qu'à une petite partie de cette diminution de provenir du calorique qui passe , en vertu de cette propriété, de l'atmosphère à la terre plus froide. M. Leslie (2), à la vérité, attribue cet effet à la descente de l'air froid des hautes régions de l'atmosphère ; mais si cela était juste , on devrait trouver un froid moindre y pendant une nuit claire et tranquille , dans les couches inférieures que dans les plus élevées, ce qui est con--
(1) M. Prevost dit : « On peut supposer que les molécules-de l'air rayonnent ». Du Calorique rayonnant, p. 24.
(2) On Heat and Moislure> p. 11, aiid i32*
( 88 ) traire aux résultats uniformes des nombreuses expé-riences de M. Pictet et de M. Six. Les vents aussi, qui produisent un semblable mélange, diminuent toujours le décroissement nocturne de la température dans les par-ties les plus basses de l'atmosphère.
Ayant ainsi fait voir que l'air est capable d'absorber de la chaleur qui rayonne dans sa masse, et d'en laisser rayonner de celle qui avait auparavant formé une partie de sa température , je vais procéder à appliquer la con-naissance de ces faits à l'explication du phénomène ob-servé par IVI. Pictet et M. Six.
Ce phénomène se présente seulement pendant les nuits où les corps à la surface de la terre peuvent se refroidir par le rayonnement de leur chaleur vers les cieux. Dans les autres nuits, lorsque les corps ainsi situés n'étaient pas plus froids que l'air , j'ai observé que l'atmosphère, jusqu'à 9 pieds (3m) au-dessus du sol, limite de mes expériences , diminuait un peu en température à mesure que la distance à la terre aug-mentait. M. Six a également trouvé que, dans des nuits nuageuses , l air était quelquefois plus froid à 220 pieds au - dessus du sol qu'à une élévation de 9 pieds. Lors donc que la terre est devenue plus froide, par son rayon-nement , que l'air voisin, qui, en raison de sa faible propriété rayonnante , a lancé une moindre proportion de sa chaleur vers les cieux, l'air plus chaud doit laisser rayonner une partie de sa chaleur vers la terre, sans recevoir une compensation égale, et par conséquent il deviendra plus froid qu'il ne l'eût été aui i-ement. A proportion aussi que l'air est plus voisin de la terre, sa froidure, pour cette raison, doit être plus grande. Je
( 89 ) m'aide à concevoir ce fait (i) en contemplant la pro-duction d'un effet opposé quand la terre est plus chaude que l'air. Supposons alors que quand la terre, dans cet état, laisse rayonner par en haut une quantité de chaleur, un pied en épaisseur de l'air qui la recouvre soit ca-pable d'arrêter la millième partie de ce qu'il en reçoit, et de la convertir en chaleur de température : la con-séquence doit être que le pied suivant, en ne recevant que 999 parties de ce qui a été émis par la terre, ne peut être aussi échauffé que le premier pied, quoiqu'il ab-sorbe la même quantité proportionnelle de ce qui y entre. De cette manière, chaque pied successif acquerra une quantité de chaleur moindre que le pied précédent, et l'atmosphère aura un état semblable à celui qui est actuellement observé dans une journée de soleil et calme. Dans le jour , néanmoins, les phénomènes de réchauf-fement de l'air par le rayonnement de la terre sont ren-dus un peu confus , par la portion échauffée qui s'élève perpendiculairement et se mêle avec celle qui est plus froide ; au lieu que durant la nuit, l'air qui a été refroidi par son rayonnement vers la terre est rendu, par l'aug-mentation de sa pesanteur spécifique, le plus propre à rester dans sa position basse. Afin de simplifier l'argu-ment , je n'ai tenu ici aucun compte du refroidissement de quelque masse considérable de l'air, en conséquence du contact actuel de sa couche la plus basse avec la terre j ou par la transmission de la température d'une portion à une autre. Mais, pendant un état calme de l'atmosphère ^
(i) La même facilité est offerte en considérant le froid comme un corps.
( go ) ces effets doivent être peu considérables, quoiqu'il me paraisse impossible , dans l'état présent de nos connais-sances , de les déterminer avec quelque précision.
Conformément à la manière que j'ai donnée d'envisa-ger ce sujet, la chaleur de l'air, durant une nuit claire et calme s doit augmenter, dans les limites du phénomène, en quelque rapport géométrique décroissant, à mesure qu'on s'élève dans l'atmosphère ; et cette conclusion est si bien confirmée par les observations de M. Pictet et de M. Six réunies, que l'augmentation de température est trouvée être plus grande dans un espace donné près de la terre, que dans un espace égal qui en est plus éloigné.
Pour revenir à l'objet immédiat de cet article, c'est un fait certain, quoiqu'on puisse penser de mon explication, que , dans toute nuit claire et calme, l'air près de la terre est plus froid que celui qui en est plus éloigné, par exem-ple , à la hauteur de 220 pieds au moins, qui est la phu grande à laquelle les expériences de M. Six se rapportent. Si maintenant on suppose qu'une éminence s'élève d'une plaine à la hauteur de 220 pieds, ayant à son sommet un petit plateau couvert d'herbe 5 et si l'on y admet l'at-mosphère , pendant une nuit calme et sereine, de 10° (5°,55) plus chaude qu'elle ne l'est près de la surface de la plaine, différence qui est moindre, d'après les observa-tions de M. Six, que celle qui se présente quelquefois dans de telles circonstances, il est évident que l'herbe sur la hauteur et celle dans la plaine acquerraient un froid de 10° (5°,55) par rayonnement ; mais la première sera, 1 o° plus chaude que l'autre.
Cependant l'égalité que nous supposons ici dans le froid acquis par l'herbe, en ces deux situations, peut rarement
( 91 ) exister; car,selon une observation d'Aristote (i), fréquem-ment répétée depuis, l'air des lieux élevés est beaucoup plus agité que celui d'un terrain bas ; en conséquence le fréquent renouvellement, par cette cause, de l'air en con-tact avec l'herbe sur la hauteur, l'empêchera de devenir jamais beaucoup plus froide que la masse générale de l'at-mosphère à la même hauteur. C'est pourquoi une dimi-nution de cette manière des 10° de froid supposés pré-cédemment s'y produire par rayonnement, doit être ajou-tée à la différence de température de l'herbe dans les deux situations.
Ce qui a été dit jusqu'ici ne serapporte qu'à ce qui arrive sur le sommet de l'éminence ; mais, à l'égard de ses côtés , ils ne peuvent être qu'un peu plus froids que l'atmosphère au même niveau , même dans son état le plus calme ; car d'abord, ils ne jouissent pas de l'aspect entier du ciel; et en second lieu, l'air qui est refroidi par leur contact, en raison de l'augmentation de sa gravité, glissera en suivant leur pente, et ainsi fera place pour l'application de por-tions nouvelles et chaudes à la même surface. De plus, le mouvement excité de cette façon dans l'air, près des côtés dela hauteur, doit en occasionner un dans l'air qui est au sommet, capable, jusqu'à un certain point, de représen-ter celui de la dernière observation tirée d'Aristote, autant qu'elle se rapporte à ce qui arrive dans une nuit claire.
La hauteur de l'éminence, dans cet exemple, a été sup-posée petite, pour l'accorder avec celle des stations dont les températures ont été comparées par M. Six avec: la chaleur de l'air près de la terre. Mais des observations
(1) Meteor., lib. 1, c. x.
( 92 ) analogues s appliqueront aux montagnes d'une élévation beaucoup plus considérable. Car, en accordant d'abord que l air, à la hauteur de 220 pieds, ne soit jamais plus de 10° plus froid que celui près de la terre, ce qui n'est pas probable, et qui est même contredit par quelques obser-vations de M. Six 5 et ensuite, que l'augmentation de la chaleur de l'air, dans une nuit calme et sereine, cesse pré-cisément à la plus grande hauteur à laquelle M. Six a por-té ses observations, ce qui est àussi improbable, une ré-duction , à l'étendue de 1 o" dans la température de l'air près de la terre, rendra le froid de cette portion basse de l atmosphère plus grand qu'e celui de toute autre portion qui n est pas à plus de 25oo ou 3ooo pieds au-dessus du premier, si l'estimation est juste, qui fait une déclinaison dans la chaleur de l'atmosphère de 1 ° (o°,55) pour cha... que 25o à 3oo pieds ( go mètres) de sa hauteur, quand aucune cause contraire n'existe.
Cependant, les remarques qui ont été présentées sur la plus grande chaleur des hauteurs, pendant la nuit, dans une certaine disposition du temps,'sont strictement applicables à celles-là seules qui sont isolées et d'une éten-due latéiale peu considérable •, et c'est sur de semblables principalement, sinon uniquement, que ce phénomène a été observé. La supériorité du froid d'une plaine basse, par rayonnement, sur celui d'une vaste étendue de terrain montagneux, sera moindre pour des raisons évidentes ; et aucune supériorité de ce genre n'existera probablement dans la première situation, lorsque le terrain élevé se trou-vera non-seulement étendu , mais aplati au sommet, for-mant ce qui est appelé un plateau - à moins , à la vérité , ce qui parait actuellement le cas, que l'air d'une contrée
( 93 ) ainsi élevée ne soit communément plus agité que celui des lieux inférieurs , également de niveau.
Maintenant, on peut facilement donner l'explication d'une observation de M. Jefferson de Virginie (i), qui cependant avait aussi été faite par Aristote ( 2 ) et par Plutarque (3), que la rosée est beaucoup moins abon-dante sur les montagnes qu'elle ne l'est dans les plaines. Car, en accordant d'abord que la surface de la terre soit, dans les deux situations, également plus froide que l'.»:*r qui en est 'voisin, toutefois, comme la production de la rosée doit être proportionnelle à la diminution lotale de la température de l'air qui la fournit, au-dessous de ce que sa chaleur avait été le jour précédent, et comme une partie de cette diminution, le refroidissement général de l'atmosphère, est considérablement plus grande dans la plaine que sur la montagne, il doit nécessairement se dé-poser une plus grande quantité d'humidité dans le pre-mier de ces endroits que sur le second. Si on ajoute l'agi-tation plus grande de l'atmosphère, et la quantité moindre d'humidité dans la région supérieure que dans l'inférieure pendant un temps clair, on inférera promptement que la rosée peut quelquefois manquer entièrement sur une montagne, quoiqu'elle soit abondante au pied , dans la plaine, conformément à ce qui vient d'être observé par M. Jefferson.
IX. Les feuilles des arbres restent souvent sèches pen-dant toute la nuit, tandis que celles de l'herbe se recou--
(1) Notes on Virginia, p. 132.
(2) Meteor., lib. l, c. x.
(3) De primo frigido.
( 94 ) vrent de rosée. Comme c'est un fait analogue à la petite quantité de rosée sur les hauteurs, en en rendant compte je ferai un peu plus que d'énumérer les circonstances dont il dépend.
i °. L'atmosphère est de plusieurs degrés plus chaude, près des parties supérieures des arbres, dans les nuits où il y a delà rosée, que près de la terre. 2°. L'air, dans une situation élevée , est plus agité que dans une situation basse. 3°. L'air, à une petite distance de la terre, en raison de ce qu'il se trouve plus près d'une de ses sources d'hu-midité , en contiendra plus, dans une soirée calme, que celui qui entoure les feuilles d'arbres élevés. 4°. Il n'y a que les feuilles tout-à-fait supérieures des arbres qui soient entièrement exposées au ciel. 5°. L'inclinaison des feuilles fera que l'air qui a été refroidi par elles glissera promptement en bas, et sera remplacé par des por tions plus chaudes. 6". La longueur des branches d d'arbre , la faiblesse des rejetons et la souplesse des pé-tioles des feuilles y occasionneront un mouvement presque perpétuel , même dans ces états de l'air qu'on peut appe-ler calmes. En effet, j'ai fréquemment entendu, pendant la tranquillité de la nuit, un bruit ressemblant à un cli-quetis dans les arbres qui formaient une des limites du lieu ordinaire de mes observations , pendant que l'air in-férieur était sans mouvement.
On peut expliquer, à-peu-près de la même manière, pourquoi les arbrisseaux et les buissons reçoivent aussi la rosée plus promptement que les grands arbres.
X. Les métaux brillans exposés à un ciel clair , dans une nuit calme, recevront moins de rosée sur leur surface supérieure que les autres corps solides, puisque, de tous
( 95 ) les corps dans une telle situation, ils sont ceux qui perdent la moindre quantité de chaleur par rayonnement vers les deux , en même temps qu'ils sont capables de recevoir, par communication de l'atmosphère, au moins autant de chaleur que tout autre, et plus que tout autre, des subs-tances solides qu'ils viennent à toucher.
Si les morceaux de métal exposés ne sont pas fort petits, une autre raison contribuera un peu à ce qu'ils se recou-vrent de rosée plus tard et moins que les autres substances. Car, en conséquence de leur grande propriété conductrice, la rosée ne peut se déposer sur eux, à moins que toute leur masse ne soit suffisamment froide pour condenser la vapeur aqueuse de l'atmosphère ; tandis que le même fluide paraîtra sur un mauvais conducteur de la chaleur , quoique les parties un peu en-dessous de la surface soient plus chaudes que l'air (i).
En raison du même passage prompt de la chaleur d'une partie d'un métal à une autre , un plateau métal-lique , suspendu horizontalement dans l'air à plusieurs pieds au-dessus de la terre, aura son côté inférieur hu-mide de rosée si le supérieur l'est devenu ; tandis que la surface inférieure d'autres corps qui attirent davantage la
(i) D'après cela, je regarde comme probable que la rosée se formera quelquefois sur la boule d'un thermomètre avant que le mercure qui y est contenu ne soit refroidi au-dessous de la température de l'atmosphère. Il me paraît aussi certain que la rosée doit se déposer sur des substances qui, à cause de la minceur du prolongement de matière auquel le froid est confiné , ne produiront que peu ou point d'effet sensible sur un thermomètre qu'on y appliquera.
( 96 ) rosée, mais mauvais conducteurs de la chaleur, est sans rosée dans une situation semblable.
Un métal placé dans l'air, près de la terre , est le plus souvent assez froid pour condenser sur son côté inférieur la vapeur qui s'élève de la terre plus chaude , quoique sa surface supérieure puisse être sèche, parce qu'il possède, ou à-peu-près , la même température que l'atmosphère qui l'environne.
Comme la température des métaux n'est jamais beau-coup inférieure à celle de l'air voisin , une légère dimi-nution de leur froidure, par rayonnement, leur fera sou-vent évaporer la rosée qu'ils avaient reçue précédem-ment , quoique d'autres substances qui avaient été plus refroidies par rayonnement, attirent toujours la rosée. Pour la même raison, un métal qui a été mouillé à des-sein se séchera souvent durant la nuit, pendant que d'autres substances deviendront humides.
Une substance qui a beaucoup d'attraction pour la ro-sée , telle que la laine, si on la met sur un métal, en soutirera du calorique , et par conséquent attirera moins de rosée que la même substance mise sur l'herbe.
Un large plateau métallique se couvre moins promp-tement de rosée, étant mis sur l'herbe, que s'il était placé dans l'air, quoiqu 'à peu de pouces seulement au-dessus de l'herbe, parce que, dans le premier cas, il reçoit libre-ment, en vertu de sa grande propriété conductrice, de la chaleur de la terre ; au lieu qu'étant placé dans l'air, il résiste puissamment, par une autre propriété dont les métaux brillans jouissent à un haut degré, à l'introduc-tion du calorique rayonnant qui vient de l'herbe in-férieure. En outre, l'herbe sous le métal possède alor&
(97) -bloÎI1S de chaleur que quand elle était en contact avec lè métal, en partie parce qu'elle n'a plus qu'un petit aspect oblique du ciel, et en partie parce qu'elle reçoit l'air qui a été refroidi en passant sur d'autre herbe entière-ment exposée au ciel.
Soit un morceau de métal à la surface inférieure duquel est exactement appliquée une substance de quelque épais-seur qui attire puissamment la rosée, et qui, conséquem-ment, absorbe promptement le calorique qui lui est lancé; quand ce métal est exposé au ciel pendant la nuit, la chaleur fournie par la substance attachée, provenant de sa propre quantité originelle, et de celle qu'elle avait ac-quise par le rayonnement de la terre vers elle durànt l'ex-position , donnera à ce morceau de métal la faculté de résister plus long-temps qu'un morceau nu à la for-mation de la rosée, ou même qu'un autre morceau qui n aurait qu'une couche fort mince de matière très-attrac-tive de la rosée à sa surface inférieure. L'expérience de la croix de bois couverte d'un papier doré offre un exemple du dernier fait
Une très-petite plaque métallique est moins prompte-ment couverte de rosée qu'une grande , toutes deux égale-ment suspendues dans l'air, parce qu'elle reçoit proportion-nellement à sa grandeur plus de chaleur de l'atmosphère. D'un autre côté, une très-petite plaque mise sur l'herbe refroidie par le rayonnement, se couvrira plus vite de rosée qu'une plus grande dans la même situation , parce qu'elle présente à l'herbe environnante une surface pro-portionnellement plus grande, et que par là elle perd plus promptement sa chaleur par communication. Elle sera aussi plus promptement couverte de rosée qu'une autr e
( 98 ) fort petite plaque suspendue dans 1 ar, puisque celle-ci ? comme d'autres petits, corps également placés, doit acqué-rir continuellement plus de chaleur que la précédente, suivant ce qui a été décrit au paragraphe vi, page 82 de cet Essai.
Un morceau de métal appliqué successivement à dif-férentes portions d'herbe froide, se refroidira plus promp-tement lui-même qu'un autre morceau qu'on laisse cons. tamment sur une portion de la même herbe, et se couvrira en conséquence plus vite de rosée.
Si le côté nu d'un morceau de papier métallique est exposé à un ciel clair et calme, pendant la nuit, il devien-dra froid par rayonnement, et recevra, par communica-tion , de la chaleur de la surface métallique inférieure ; si on le retourne sens dessus dessous, il acquerra plus vite de la rosée qu'une autre surface métallique semblable qui aurait été exposée au ciel pendant toute la durée de l'expérience.
Quand un métal couvre une partie seulement de la surface supérieure d'un morceau de verre, la partie dé-couverte du verre étant exposée à un ciel clair, dans une nuit tranquille, devient promptement froide par rayon-nement f et alors en attirant à elle-même une partie de la chaleur du métal, elle fait que ce dernier se couvre de rosée plus promptement que si toute la surface exposée eût été métallique. Dans cette expérience , le bord exté-rieur de la surface métallique étant le plus près du verre plus froid, aura plus de rosée et plus vite, tandis que les parties du verre découvertes qui sont contiguës au métal plus chaud, en auront moins et plus tard, respectivement aux substances.
Un morceau de verre, couvert d'un côté de métal, étant placé sur l'herbe, ce côté en dessous , sa surface supé-rieure attire la rosée aussi promptement que s'il n'y avait aucun métal attaché à lui, puisque le métal n'a pas la faculté de diminuer le rayonnement de la chaleur de-îa surface supérieure du verre. Je conclus néanmoins des principes généraux, car je ne l'ai pas essayé "que si le même morceau de verre était élevé dans l'air un peu au-dessus de l'herbe , il prendrait plus promptement de la rosée sur sa surface supérieure, que s'il n'était pas recou-vert de métal inférieurement , parce que cette couche doit résister à l'introduction du calorique rayonnant de l'herbe plus chaude, et ainsi conserver presque sans di-minution le froid acquis par le rayonnement de la sur-face supérieure nue vers le ciel.
Les remarques précédentes s'appliquent à toute la classe des métaux ; mais les découvertes de M. Leslie , concernant la différence dans la capacité de ces corps pour le rayonnement du calorique , fournissent une explication de la diversité qu'ils offrent, à l'égard de l'attraction de la rosée, qui a été notée dans la partie pré-cédente de cet Essai. Il y est dit que l'or, l'argent, le cuivre et l'étain résistent à la formation de la rosée plus fortement que les autres substances de la même classe; mais ce sont, d'après M. Leslie, les métaux qui rayonnent le moins. D'un autre côté, le plomb, le fer et l'acier qui, se-- * Ion le même auteur, rayonnent plus que les métaux qui précèdent, ont été trouvés, par moi, prendre de la rosée plus promptement. Je ne sais si le pouvoir rayonnant du platine a été déterminé par des expériences directes ; mais comme sa propriété conductrice est faible, son rayon--
( 100 ) feement doit être fort , puisque ces qualités existent toujours en intensités opposées dans la même substance ; et, conformément à cela, je l'ai observé couvert de rosée, pendant que les quatre métaux premiers cités étaient secs. J'ignore si on a déterminé, par des expériences or-dinaires, les propriétés rayonnante et conductrice du zinc -, mais j'infère de ce qu'il se couvre de rosée plus facilement que l'or et que l'argent, qu'il rayonne la cha. leur plus abondamment qu'ils ne font ; à moins, à la vé-rité , que les morceaux dont je me suis servi, comme ils avaient été éclaircis avec du sable , n'eussent acquis un pouvoir rayonnant plus grand que celui que possèdent des morceaux bien polis, suivant les résultats de quelques expériences de M. Leslie (i).
{I) Je m'étais proposé d'ajouter ici une explication de quelques observations fort curieuses de M. Bénédict Prevost de Besançon sur'la rosée, qui ont été publiées d'abord par lui-même dans le 44e volume des Annales de Chimie , et en-suite par M. Pierre Prévost de Genève, dans son Essai sur le Calorique rayonnant ; mais, par la crainte d'être prolixe, j'ai abandonné ce dessein. Je dirai néanmoins, que si, à ce qu'on connaît maintenànt en général sur les différentes manières dont la chaleur se communique d'un corps à un autre , on ajoute les deux circonstances suivantes : que les corps deviennent plus froids que l'air avant d attirer la rosée , et que les métaux brillans, quand ils sont exposés, de nuit, à un ciel clair , se refroidissent plus que l'air, beaucoup moins promptement que les autres corps, on pourra se rendre raison de tous les phénomènes observés par M. Prevost.
Note à la seconde édition. J'ai trouvé , peu de temps après la publication de la première édition de cet Essai , que le
XI. Regardant comme probable que les corps noirs pourraient, pendant la nuit , rayonner plus abondam-ment vers le ciel que les corps blancs, je plaçai sur l'herbe, en cinq soirées différentes, des quantités égales de laine noire et blanche. Dans quatre matinées suivantes, je trouvai que la laine noire avait acquis un peu plus de rosée que la blanche *, d'où je conclus qu elle avait aussi rayonné un peu plus. Mais je remarquai ensuite que la laine blanche était un peu plus grosse que la noire , ce qui pourrait avoir occasionné la différence de leurs attrac-? tions pour la rosée. Une autre nuit, je mis sur la planche élevée un morceau de carton couvert de papier blanc , et tout auprès j'en mis un autre bien semblable sous tous les rapports, excepté qu'il était couvert de papier noirci avec de l'encre. Au jour, j'observai de la gelée blanche sur tous les deux \ mais le noir paraissait en avoir plus que le blanc. Néanmoins j'élevai un doute sur l'exactitude de cette expérience; car comme la lumière était faible lors-que je regardai les deux surfaces, la quantité de gelée blanche, quoiqu'égale sur les deux, pourrait m avoir paru plus grande sur le noir que sur le blanc , à cause du Con-traste de sa couleur avec celle de la première surface. Des essais de ce genre, comme l'a observé M. Leslie (i),
savant docteur Young avait, plusieurs années auparavant,
employé dans son grand ouvrage sur la Philosophie natu--
relle, le principe du rayonnement, pour expliquer plusieurs
des faits observés par M. B. Prevost. Au sujet de l'explication
du docteur Young, j'ai donné quelques détails dans le 28* ^ .^iniroliçs Ann. of Philos. du Docteur Thomson.
--- .1 Pl 'Ohil~at , p. t)5.
1 ( 102 ) ne donnent jamais de résultats bien certains , puisqu'un corps noir doit toujours différer d'un corps blanc, dans une ou plusieurs propriétés chimiques, et que cette dif-férence peut seule suffire pour occasionner une diversité ~ dans leurs facultés de rayonner.
Afin de rendre le sujet moins compliqué , j'ai jusqu'à présent considéré la rosée comme si elle venait entière-ment de la vapeur aqueuse précédemment répandue dans l'atmosphère; cela me paraissant être éminemment sa source la plus considérable , et aucune de mes conclu-sions , de quelque importance qu'elle soit, n'étant sujette à être affectée, même par l'établissement d'une opinion contraire. D'autres écrivains, cependant, ont regardé la rosée comme étant entièrement le produit de la vapeur émise , durant la nuit, par la terre et les plantes qui la recouvrent. D'après cette théorie, on dit que la rosée s'élève.
La première trace que j'ai trouvée de l'opinion que la rosée s'élève de la terre pendant la nuit, se présente dans l'Histoire de l'Académie des Sciences pour 1687. Elle est là exposée brièvement, d'une manière obscure , et fut probablement bientôt oubliée; car Gersten, qui l'avança de nouveau, en 1 y33, s'en regarda comme l'au-teur. Musschenbroek et Dufay l'accueillirent immé-diatement après Gersten ; mais le premier admit bientôt que la rosée tombe quelquefois. Autant que j'ai pu l'ap-prendre , aucun écrivain sur la rosée n'a , depuis , at-tribué sa production entièrement à la vapeur émise par la terre durant la nuit, excepté IVI. Webster de la Nou--
( io3 ) Telle - Angleterre ( i ). Mais cette opinion est souvent énoncée dans la conversation par des personnes peu ac-coutumées aux recherches philosophiques , surtout, je crois , parce qu'elle contredit une croyance populaire.
Le seul argument employé par les académiciens fran-v çais pour soutenir leur opinion , est, si je l 'ai bien com.. pris , qu'on observe autant de rosée sous une cloche de verre renversée que dans tpute autre situation. Mais en admettant, pour un instant, que cela soit vrai, ils ne peuvent prouver ainsi que la terre soit la seule source de ce fluide.
Gersten fut conduit à penser que la rosée s 'élève de la terre, parce qu'il en trouvait souvent l'herbe et les buissons bas recouverts, pendant que les arbres étaient secs. Par rapport à ce fait, je n'ajouterai rien à ce qui en a été dit précédemment. Mais cet argument principal est déduit d'un autre fait mentionné dans la première partie de cet Essai, qui est qu'une plaque de métal, mise sur la terre nue dans une nuit à rosée, restera sèche à sa surface supérieure, tandis que l'inférieure deviendra humide. Cela peut aussi facilement s'expliquer par ce que j'ai déjà dit; car le côté inférieur du métal, en conséquence de ce que le supérieur est en contact avec l'air et exposé à un ciel clair , est plus froid que la terre un peu au-dessous de sa surface, et conséquemment il condense la vapeur qui vient le frapper, pendant que le côté supérieur, en raison de ce qu'il est fréquemment plus chaud que l'air et jamais d'une température qui lui soit fort inférieure, est le plus souvent incapable de condenser la vapeur aqueuse de l'at.
(i) Mem. of American Acad. v. m,
( 104 ) hiosphere (i). Gersten rapporte lui-même plusieurs faits qui réfutent son opinion. Il dit , par exemple, que les parties supérieures des buissons acquièrent plus de ro-sée que les inférieures ; que les plaques métalliques pla-cées horizontalement dans l'air prennent autant de ro-sée sur leur surface supérieure que sur l'inférieure } et que des corps convexes et cylindriques suspendus dans l'air, les derniers ayant une position parallèle à l'horizon, ne se couvriront de rosée que sur leurs parties supé-rieures.
La principale raison donnée par Dufay pour l'ascension de la rosée, est qu elle parait plutôt sur les corps près de la terre, que sur ceux qui sont à une plus grande éléva-tion. Mais ce fait trouve promptement une explication sur d'autres principes déjà énoncés. 1°. L'air bas, dans une soirée claire et calme, est plus froid que l'air élevé ) et en conséquence il est plutôt en état de déposer une partie de son humidité. 2°. Il est moins sujet à l'agitation que l'air supérieur. 3°. Il contient plus d'humidité que le supérieur, puisqu'il reçoit la dernière qui s'élève de la terre , en plus que celle qu'il possédait précédemment en commun avec les autres parties de l'atmosphère. Dufay a tâché de fortifier son argument, en exposant sur des ar-bres,, pendant des nuits à rosée, des substances semblables
(i) J'ai, de la même manière, observé, pendant une nuit nuageuse , qu'un morceau de verre mis au-dessus d'un vase de terre contenant de l'eau et placé sur la terre, se mouillait à sa surface inférieure, pendant que la supérieure était sèche : dans cette situation , le verre était assez froid pour condenser la vapeur d'eau échauffée par la terre, mais pas assez pour condenser îa vapeur aqueuse de l'atmosphère.
( io5 ) à différentes hauteurs, s'attendant que les plus basses ac-querraient toujours plus d'humidité que les autres -, mais toutes les nuits, quelques-unes des substances inférieures acquéraient moins d'humidité que quelques-unes des plus élevées.
M. Webster n'a avancé aucun fait nouveau en faveur de l'opinion dont je parle.
Ayant dit tout ce qu'il fallait pour prouver que la rosée n'est pas entièrement produite par la vapeur qui s'élève de la terre pendant la nuit, jevais faire voir qu'elle est souvent produite quand cette cause ne peut avoir que peu ou point d'effet.
I °. D'après Hasselquist et Bruce, en Egypte, un peu avant le débordement du Nil, lors donc que la terre y est dans son plus grand état de sécheresse, il paraît que la rosée devient excessivement abondante, quoiqu'il ne s'en formât que peu ou point auparavant, lorsque la terre était un peu moins sèche. La cause en est évidemment, comme on l'a dit ci-devant, dans l'air humide chassé de la Médi-terranée par le vent du nord, qui règne à cette époque.
2". M. Webster, en parlant de la gelée blanche, qu'il regarde proprement comme de la rosée gelée, dit naïve-ment , quoique cela renverse son opinion : « Cette gelée parait quand la surface de la terre est gelée elle-même , et naturellement la vapeur dont elle se forme ne peut, dans ce temps, se dégager de la terre ».
3°. J'ai moi-même, dans tous les temps de l'année , fréquemment observé que de la laine sur le milieu de Ici planche élevée , et par conséquent à l'abri de la vapeur qui s'élevait de la terre, acquérait plus de rosée que celle prise sur le gazon.
i|°. Les corps qui condensent la vapeur qui monte doivent nécessairement être plus froids quelle ; mais comme ils sont également, d'après l'opinion qu'on a sous les yeux , à la même température que l'air qui les en-toure , celui-ci devrait aussi condenser la vapeur qui s'élève. Par conséquent, la rosée ne paraîtrait jamais en quantité considérable sans être accompagnée de brouil-lard ou de bruine. Maintenant je puis assurer , après y avoir fait beaucoup d'attention , que la formation de la plus abondante rosée se concilie avec un état transparent de l'atmosphère. Hasselquist fait une semblable observa-tion à l'égard de l'Egypte, où, pendant la saison la plus remarquable pour les plus fortes rosées, « les nuits, dit-il, sont aussi brillantes d'étoiles, dans le milieu de l'été, que les nuits d'hiver les plus claires et les plus belles le sont dans le Nord. »
Mais quoique ces faits prouvent que des rosées abon-dantes se présentent sans ou presque sans l'intervention de la vapeur qui s'élève de la terre pendant la nuit, on doit cependant admettre qu'un peu de l'humidité qui se dépose, dans un temps clair et calme, sur les corps placés à sa surface ou auprès , doit être, dans les deux cas , attribué à cette source, puisque , dans mes expériences, des substances sur la planche élevée devinrent humides beaucoup plus tard que d'autres sur la terre, quoiqu'elles fussent également froides. Néanmoins sa quantité , pour cette raison , ne peut jamais être grande; car d'abord , jusqu'à ce que l'air soit refroidi par les substances qui attirent la rosée, avec lesquelles il vient en contact, au-dessous de son point de réplétion d'humidité, il sera toujours dans un état propre pour reprendre ce qui a été déposé sur l'herbe ou sur d'autres corps bas , par la va-peur chaude émanée de la terre ; de même que l'humidité formée sur un miroir par notre haleine est , à une tem-pérature douce , enlevée presqu'immédiatement par l'air environnant. Conformément à cela, j 'ai quelquefois obser-vé dans un temps calme et serein , un peu d'humidité se déposer sur l'herbe à l'ombre, plusieurs heures avant le coucher du soleil, et demeurer à-peu-près en même quan-tité jusqu'au coucher : alors elle augmentait considéra-blement quand l'humidité commençait à se montrer sur la planche élevée. En second lieu, quoique des corps situés sur la terre, après avoir été assez refroidis par le rayonnement pour condenser la vapeur de l'atmosphère, soient capables de retenir l'humidité qu'ils acquièrent eu condensant la vapeur de la terre , cependant, avant que cela n'arrive, la vapeur qui s'élève doit avoir été consi-dérablement diminuée par la surface de la terre , qui est devenue beaucoup plus froide. Ces considérations ajoutées au fait que les substances sur la planche élevée atti-raient mieux la rosée pendant toute la nuit que des substances semblables mises sur l'herbe, m'encouragent à conclure que , dans une nuit favorable à la production de la rosée, il n'y a qu'une fort petite partie de ce fluide formée par la vapeur qui s'élève de la terre, quoique je ne possède aucun moyen de déterminer la proportion de cette partie du tout ; d'un autre côté , cependant, durant une nuit nuageuse, toute la rosée qui paraît sur l'herbe peut quelquefois être attribuée à une condensation de la vapeur de la terre, puisque j'ai remarqué plusieurs fois dans de telles nuits , que la planche élevée était sèche , pendant que l'herbe était humide. Ces nuits étaient
( io8 ) calmes, et par conséquent l'évaporation de dessus l'herbe peu abondante. Quand, dans des nuits nuageuses, l'éva-poration était aidée par le vent, je n'ai jamais observé de rosée nulle part, comme cela a été rapporté dans la pre-mière partie (i).
Suivant une autre opinion , la rosée qu'on trouve sur les plantes vivantes est la vapeur condensée des mêmes plantes sur lesquelles elle paraît. Cette opinion me semble erronée pour plusieurs raisons. 1°. La rosée se forme aussi abondamment sur les substances végétales mortes que sur celles qui jouissent de la vie. 2°. L'hu-aneur transpirée des plantes sera emportée par l'air qui
(1) J'ai dit précédemment, quoiqu'appuyé sur peu d'ob-servations , que l'intervalle entre la première formation de la l'osée, l'après-midi, sur l'herbe dans les endroits ombragés , et le coucher du soleil, était beaucoup plus grand que celui entre le lever du soleil et le moment où la formation de la rosée sur l'herbe cesse au matin. Ces observations ont été faites sur des terrains exposés au soleil pendant la plus grande partie du jour. Dans de tels endroits, la chaleur reçue du soleil par les couches les plus superficielles de la terre, sera retenue plus long-temps que celle reçue par l'herbe, qui sera conséquemment assez froide , bientôt après que la chaleur du jour aura diminué, pour condenser une partie de la vapeur qui s'élève alors abondamment de la terre; au lieu qu'au matin1, il s'élèvera moins de vapeur de la terre, puisqu'elle aura alors perdu une grande partie de sa chaleur, et une pro-portion moindre de ce qui s'élève sera condensée par l'herbe, puisque la température de ce corps approche maintenant da-vantage de celle de la terre , en recevant d'abord de la chaleur du soleil réfléchie par l'air et les autres corps.
( iôg ) passe dessus , quand elles ne sont pas assez froides pour condenser la vapeur aqueuse qui y est contenue, à moins que, ce qui n'arrive presque jamais si la bruine n'existe déjà, la masse générale de l'atmosphère ne soit incapable de recevoir de l'humidité à l'état transparent. D'après cela, dans les nuits nuageuses, lorsque l'air, par conséquent, ne peut être refroidi jusqu'en-dessous de son point de réplétion d'humidité par les corps en contact avec lui, on n'observe jamais de rosée sur au-cune plante élevée de quelques pieds au - dessus du sol. 3°. Si une plante a acquis, en rayonnant vers le ciel, assez de froidure pour amener l'air en contact avec elle en-dessous du point de réplétion, l'humidité qui se forme sur elle par sa propre transpiration, à la vérité, ne s'évaporera pas alors ; mais en même temps l'atmo-sphère lui communiquera une autre hùmidité ; et quand on considère la différence dans l'abondance de ces deux sources, on peut, je pense, conclure sûrement que presque toute la rosée qui se formera ensuite sur la plante doit venir de l'air, surtout quand la froidure d'une nuit claire et l'inactivité générale des plantes en l'absence de la lumière, circonstances qui diminuent leur transpi-ration , sont prises toutes deux en compte.
Cependant on a cité une expérience pour prouver que la rosée des plantes est due actuellement au fluide qui en transpire. C'est celle où une plante, bien enfermée sous un récipient, se couvre d'humidité. Mais si on exa-mine attentivement cette expérience, on lui trouvera peu d'importance. D'abord, la plante enfermée étant exempte du froid que son propre rayonnement aurait produit dans sa situation naturelle, pendant une nuit à rosée,
( 110 ) il en transpirera une plus grande quantité de fluide que d'une plante semblable exposée en même temps en plein air. Ensuite, la petite quantité d'air contenue dans le récipient doit être bientôt à son maximum d'humidité , et dès-lors tout ce qui émane de la plante paraîtra néces-sairement sous la forme de ce fluide, quel que puisse être l'état de l'atmosphère extérieure ; tandis que , durant même la nuit la plus claire, il n'y aura qu'une partie de la plus petite quantité d'humidité émise par la plante exposée qui sera condensée à sa surface. En dernier lieu, malgré les circonstances qui favorisent la produc-tion de l'humidité sur des plantes enfermées, par leur propre transpiration, on dit (je n'ai point fait d'expé-riences 'sur ce sujet) qu'oa y observe toujours la rosée beaucoup moins abondante qu'on ne la voit sur des plantes de même espèce exposées à l'air pendant le même temps, durant une nuit calme et sereine.
