COMTE

(2) On pouvait, en quelque sorte, prévoir ce résultat, car les régions tropicales sont caractérisées par un climat très régulier, tandis que lorsqu'on se rapproche des pôles et dès qu’on à dépassé les tropiques, les variations accidentelles de la température deviennent très importantes et ont une amplitude énormément plus grande que la faible variation périodique qu’il s’agit de déceler ici.

{1h CHARLES NORDMANN.

Voici la liste des stations dont nous avons utilisé les observations (*) :

Maurice (1881 à 1900);

Iles Rodrigues (1884 à 1899);

Bombay (1875 à 1899);

Batavia (1869 à 1898);

Zi-Ka-Weï (1874 à 1899);

Hong-Kong (1883 à 1898 );

Manille (1880 à 1900);

La Havane (1870 à 1899; de 1879 à 1885, il y a lacune, les observations de ces années

n'ayant pas été publiées);

Jamaïque (1875 à 1899; dans cette série, les observations de 4 années isolées manquent, n’ayant pas été publiées);

Trinité (1888 à 1900; les observations de 189r manquent);

Port-au-Prince (1887 à 1898);

Récife de Pernambuco (1875 à 1897);

Sierra-Leone (1854 à 1886).

Dans cette liste, les stations sont rangées par ordre de longitudes Est croissantes (à partir de Paris). Les observations indiquées comme manquantes n’ont pas été publiées.

Le Tableau suivant synthétise les résultats obtenus; la colonne A contient, pour chaque année, la moyenne générale des déviations par rapport à la normale de la température de toutes les stations; on a calculé cette série de moyennes en donnant le coefficient 2 aux observations de Bombay, Batavia, Zi-Ka-Wei, Hong-Kong, Manille, dont les données résultent d’un bien plus grand nombre d'observations journalières et s'étendent en général sur un plus grand nombre d'années que pour les autres stations; on a donné à celles-ci le coefficient r. Les nombres de la colonne B (employés comme ordonnées dans la courbe ci-annexée) sont calculés de la façon suivante : chaque nombre de cette colonne est égal à la moyenne du nombre correspondant de A et de la demi-somme du nombre qui précède celui-ci et de celui qui le suit. Les nombres de la série B ont été ainsi calculés pour donner une allure plus homogène à la courbe de variation et éliminer autant que possible les irrégularités secondaires de cette courbe. Enfin, la colonne « Taches solaires » contient en regard pour chaque année les nombres relatifs des taches (nombres de Wolf); ils sont extraits d’un article de Wolfer récemment paru (voir Meteorologische Zeitschrift, mai 1902). Les nombres des colonnes À et B expriment des centièmes de degré centigrade.

(1) On trouvera à la fin de ce travail la liste des publications contenant ces observations, et que nous avons trouvées au Bureau central météorologique et à l'Observatoire de Nice. ( Voir APPENDICE. )

Années, JS 1 Taches solaires,

Déviations de la température moyenne en centièmes de degré centigrade.

LSTOE EEE —0°,29 —22 minimum 139,1 Maximum lSTIrEEEE — 9 —14 HE 9) lot m0 — 7 TOM 7 ÉVÉLAR LE AT 0 66,3 AS The r.. — 22 —13 Aa AS T0 ee — 6 —12 NET ASTON — 13 — 5 DIS TS + 13 + 8 DD ASS Te" + 20 +15 SU AS T9... to 0 6,0 LSSORE + 5 II do Tools + 33 +20 54,3 ASSAPEREr + à + 7 CAS TOR. — 9 — 10 63,7 maximum LSS ARRET — 27 —21 minimum 035 1SS0eT ee — 20 91 59,9 ASC 7 — 16 —17 DO IST — 16 — 5 JON 1SS0E EEE + 26 —+-13 6,8 TSSOPE ES + 18 +15 6,3 LIU — I + 6 PE Rs oc tee io + À SOC 18092 —- L — 5 73,0 1805. — 27 —12 minimum 84,9 Maximum SOA À — 5 78,0 ASIE un = 64,0 Rene + 25 +20 41,8 1SOTREER + 08 +25 26,2 1SISPETS + 19 +19 26,7 LROOPRESE + 10 18 HO RDS + 33 29 9,5 (2,71 Ggor)

Les courbes ci-après représentent graphiquement ces résultats; la courbe des températures a été construite en prenant pour ordonnées les nombres de la colonne B; celle des taches en prenant pour ordonnées les nombres de la colonne « Taches solaires » du Tableau précédent, et en portant ces ordonnées négativement, de façon à figurer l’inverse de la fréquence des taches solaires.

Au premier regard jeté sur ces deux courbes leur parallélisme d’allure apparaît frappant.

Une discussion un peu détaillée va nous montrer que ce parallélisme se poursuit jusque dans les détails.

1° Si nous mettons en regard les dates des maxima et des minima respectifs de la courbe des températures et de celle des taches, nous obtenons le Tableau

Minima Maxima Maxima Minima

des températures. des taches. des températures. des taches. 1870 1870 1881 1878 1884 ,5 1883 1889 1889 1893 1893 1900 1901

Comme on le voit par ce Tableau, l’accord entre les époques des minima des températures et celles des maxima des taches d’une part, et entre celles des

Fig. 2.

Variations des températures moyennes annuelles de la Terre.

CS 88 1890 1900 1902 + 030 = Te lu et -0°25 EEE ER ÉREERRREEERRREEEREEEE" +090! (à à aa | TK PT

| 2SBARE RCA

Si [| +7 & FF 1810 12 T4 16 18 1880 82 84 86 88 1890 92 94 96 938 1900 1902

Courbe inversée de la fréquence des taches solaires.

maxima des températures et celles des minima des taches d'autre part, est très

satisfaisant.

2° On sait que, dans la période des taches solaires, l’intervalle entre un mininum et le maximum suivant est plus court que l'intervalle entre ce maximum et le minimum qui le suit; les 2: périodes des taches comprises entre 1870 et 1901 n'échappent pas à cette règle. Or il est assez remarquable

que les 2 = périodes correspondantes de la température suivent également la

même loi comme il ressort clairement du Tableau suivant :

INTERVALLES EN ANNÉES DES ÉPOQUES SUCCESSIVES DES MAXIMA AUX MINIMA RESPECTIFS DES DEUX COURBES ET DES MINIMA AUX MAXIMA.

Époque 7. I Il Il IV V VI Max. taches, —— Min. taches. —— Max. taches, —— Min. taches. —— Max, taches. —— Min, taches. lachesreeerce. 8 En 6 , 8 Températures.... IT 3,5 4,5 i - Min. temp. —— Max. temp. —— Min. temp. —— Max. temp. —— Min. temp. —— Max. temp. Époque. il Il ll IV V VI

On voit qu'on peut écrire les inégalités suivantes : Pour les taches :

I LIVE et IV—-V<V--VI; Et de même pour les températures :

H--I<I--IV et IV--V<V-- VI.

De plus, il est remarquable que, pour les températures comme pour les taches, chacun des intervalles I1--IIT et IV --V est plus petit que chacun des trois autres intervalles, [-- 11, IT--IV et V-- VI (ces derniers correspondant à l'intervalle d'un maximum des taches au minimum suivant); et cela malgré les durées inégales des 24 périodes des taches considérées : on à en effet une demipériode de 8 ans (1870 à 1878), puis une période de 11 ans (1838 à 1889), puis une période de 12 ans (1889 à 1901).

3° A un autre point de vue, si nous convenons de considérer comme « riches en taches » les années pour lesquelles le nombre relatif de Wolf est > 6o, et comme « pauvres en taches » celles pour lesquelles ce nombre est 15, nous pouvons former le Tableau suivant où nous mettons, en regard des années ainsi désignées, les déviations correspondantes de la température telles qu’elles ressortent de la courbe:

Années Années riches en taches. pauvres en taches.

re ———— — RE 1 RL 602 ÉQUIPE Po LS ere diet — 0, 14 STE Se one —-0,06 ASIE RO MERE —0,07 RTS uoR CRE RER —0,05 1e 0 0000 mecs —0,09 Resa eo +0, 13 Re ER me —0, 10 LS an ruine -0,15 0e UE 0 NS D 0,21 SOON TS TER 0,06 TROP Le CAS —0,05 LOUE RE 0,18 ASUS RE Re —0,12 LODORERE RER RTE 0,29 RP ARE OO one —0 ,0) SOS A RME ER E +0,07

Moyenne....... = 0 10 Moyenne...... = +0,11

Ici encore l’accord est extrêmement satisfaisant et conforme à la lot de parallélisme des deux courbes,

4° Considérons maintenant les années des maxima et des minima des taches; pour chacune de ces années (et afin d’éliminer les influences secondaires tout en laissant une importance prépondérante à l’année considérée) caleulons la déviation de la température en prenant la moyenne du nombre de l’année et de

la demi-somme de ceux de l’année précédente et de l’année suivante; et cal- N. $

culons de même le nombre de taches pour chacune de ces années. Nous obtenons le Tableau suivant (dans lequel pour abréger nous désignerons par 96 la déviation de la température et par ÀT le nombre de taches) :

Années Années de maxima des taches. - de minima des taches. — © 0. ÔT 0. ÔT [eo] (0) ASA0: ETES —0, 19 129 ISTS PE PET E e +0, 10 9 RÉ RRe e —0,08 63 LS RENE +0,12 7 ASIA ARE —0,08 80 AOOD ST Eee +0,21 5 Moyenne — 7 12 Moyenne = +0,14

Il ressort de ce Tableau que, si l’on compare respectivement entre elles, d’une part pour les années de maxima des taches, les diverses valeurs ainsi obtenues de ST et les valeurs changées de signe de %, on voit que ces valeurs varient dans le même sens et qu'aux valeurs plus ou moins grandes de ÔT correspondent des valeurs plus ou moins grandes de — 36; d'autre part, pourles années de minima des taches, le même parallélisme existe entre les valeurs de ÔT et celles de — 50. Ainsi, par exemple, au maximum maximorum de ÔT correspond le minimum minimorum de 90 et vice versa, ce qui résultait d’ailleurs immédiatement de l'examen des courbes.

Ici encore nous voyons que les deux courbes ont la même allure, jusque dans les détails.

5° Enfin nous pouvons faire le calcul suivant qui résume et renferme implicitement la plupart des résultats de la discussion précédente.

Considérons les 25 périodes de la courbe des températures, en prenant cette fois comme origine des ordonnées l’ordonnée marquée + 0°,25 (qui correspond à l’année 1900 où le nombre des taches fut très voisin de o}, et comptons les ordonnées à partir de cette origine, positivement dans le sens négatif; si nous continuons à employer le symbole 36 pour désigner les ordonnées ainsi considérées, on voit que S représente en quelque sorte ici, pour chaque année (et toutes choses égales d’ailleurs), la différence entre ce que serait la température de l’année s'il n’y avait pas de taches et ce qu’elle est en réalité. Faisons maintenant la moyenne des ordonnées de la portion de cette courbe correspondant à la première demi-période (1830 à 1881) et multiplions cette moyenne par le nombre des années de cette demi-période, ce qui revient en somme à prendre l'intégrale de la courbe entre 1830 et 1881; prenons de même l'intégrale de la courbe pour la période de 1881 à 1889, puis pour la période de 1889 à 1900; et prenons de même les intégrales de 1870 à 188r, de 1881 à 1889 et de 1889 à 1900 de la courbe inversée des taches, les coordonnées étant de même

ISSAI SUR LE ROLE DES ONDES HERTZIENNES. 19 prises positivement dans le sens négatif, à partir de l’ordonnée : nombre de tee = 01):

Nous obtenons ainsi une double série de trois nombres, que reproduit le

: [00 Tableau suivant, avec en regard les valeurs correspondantes du rapport FT:

Fe den Périodes. se QUE ÿ ÔT. x.

t ai FES

sal | SPDOTS desde ee 297 567 Do t, — ISSL . pee LDC AUONReNRE en 216 192 0,44 t, — 1889 Re PA DÉTAUCIOETREREECE 167 200

Moyenne — 0,5 =o,06 On a donc :

Ut J

I y a donc une proportionnalité remarquablement constante entre le nombre

—— = 0,5 0,06 — constante (sensiblement). OT

total des taches solaires d’une part et la somme des diminutions des températures annuelles d'autre part, pendant chacune des périodes successives de la courbe des températures.

6° De la constance du rapport précédent il semble résulter que l’on peut attribuer, en quelque sorte (au point de vue de l’effet des taches solaires sur les températures terrestres), une signification physique moyenne à ces unités arbitraires que sont les « nombres de Wolf »; nous venons de voir, en effet, que sensiblement : |

1 &« nombre de Wolf » correspond à o°,0o1 + 0,5 = 0°,005 C.

Nous pouvons, en définitive, énoncer la loi suivante, conforme à ce qu'avait annoncé Kôppen :

« La température terrestre moyenne subit une période égale à celle des taches du Soleil; l'effet des taches est de diminuer la température terrestre moyenne : c'està-dire que la courbe qui représente les variations de celle-ci est parallèle à la courbe inversée de la fréquence des taches solaires (?). »

(1) Pour l'intégration de la courbe des températures, on a pris comme unité le centième de degré centigrade.

(2) Nous avons déduit cette loi de la discussion des données des stations tropicales, qui seules présentent un régime suffisamment régulier pour pouvoir y déceler une variation d'aussi faible

On pouvait jusqu’à un certain point prévoir qu'il doit en être ainsi : on sait, en effet, que le rayonnement des taches est moindre que celui de la photosphère (à surface égale); cela résulte de l'étude de leur spectre qui présente une absorption générale marquée par rapport au spectre de la photosphère, ainsi que des travaux bolométriques de Langley, lesquels ont établi que le noyau d’une tache émet environ 54 pour 100 seulement de la chaleur émise par un élément égal de la photosphère; d’autre part, à l’époque du maximum des taches, l'épaisseur de la couche absorbante de la chromosphère est notablement augmentée, ce qui tend encore à diminuer davantage le rayonnement du Soleil à ce moment; il est vrai qu'en revanche, lors du maximum des taches, 11 y a un plus grand nombre de facules, et l’on sait que les facules rayonnent plus de chaleur que la photosphère, ce qui doit tendre à balancer l’effet précédent.

Somme toute, la théorie était donc incapable de prévoir avec certitude laquelle de ces actions opposées est prépondérante, quoiqu’elle indiquàt une certaine probabilité pour que la Terre reçoive moins de chaleur du Soleil, lors du maximum des taches. Seule l’étude de documents expérimentaux précis, comme les données de la température terrestre, pouvait résoudre définitivement ce problème.

amplitude; il semble qu’on peut légitimement l'appliquer à toute la surface de la Terre, car on ne conçoit pas comment une variation du rayonnement solaire pourrait produire certains effets sur la température de la moitié environ de la surface de la Terre (la portion comprise entre les tropiques est égale à o,4 de la surface totale) sans agir dans le même sens sur le reste.