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§ 6. Causes du mouvement de l'air.

Quand l'air est en équilibre, les forces agissantes sont l'attraction de la terre et la foi centrifuge produite par la rotation de la terre. Ces deux forces ont une résultante qu'ion a pelle la pesanteur, qui varie avec la latitude et avec la hauteur. Dans la météorologie noi regardons seulement les couches d'air peu élevées et nous posons généralement la pesantei constante et désignons sa valeur par unité de masse par g.

Dans une atmosphère en équilibre la pesanteur est normale aux surfaces de niveau e la surface de la terre est elle-même une surface de niveau. En même temps la densife rfe l'air et par conséquent sa température varient seulement d'une surface de niveau à l'autre: on voit donc qu'à l'état d'équilibre les surfaces de niveau sont des surfaces d'égale pression et des surfaces isothermes. On peut approximativement regarder la terre comme sphérique et les surfaces de niveau comme des sphères concentriques avec la terre. Alors la température doit seulement varier avec la hauteur. En vérité la température ne sera jamais uniforme sur la terre et l'équilibre n'a donc pas lieu dans la nature.

Quand l'atmosphère est en équilibre, la loi de la variation de la température avec la hauteur n'influe pas sur l'équilibre, mais cest de cette loi que dépend la stabilité de l'équilibre. Il faut distinguer entre la stabilité par rapport à un mouvement ascendant et à un mouvement descendant. En imprimant à une particule d'air une vitesse ascendante, la température de la particule d'air peut changer plus rapidement ou plus lentement que la variation de température de l'air environnant. Si la température de la particule ascendante décroît plus rapidement que la température de l'atmosphère, la particule obtiendra un poids spécifique plus grand que l'air environnant, et par conséquent elle descendra quand la vitesse imprimée est consommée, et on appelle l'équilibre stable. Si la température de la particule d'air décroît plus lentement que la température de l'atmosphère, la particule obtiendra un poids spécifique moindre que l'air environnant et elle continuera son mouvement ascendant; alors l'équilibre est instable.

En imprimant à une particule d'air une vitesse descendante ou voit de la même manière que l'équilibre est stable, si la température de la particule s'accroît plus rapidement que la température de l'air environnant, et qu'il est instable, si la température de la particule d'air s'accroît plus lentement que la température de l'air environnant.

La stabilité de Tatmosphère dépend par conséquent de la loi de la variation de la 'fipeur température avec la hauteur et de l'état de l'atmosphère. Supposons que dans l'atmosphère

^ calme la température virtuelle décroisse proportionnellement à la hauteur d'après les formules

'0125 * du § 4; en imprimant à une particule d'air une vitesse faible, on peut approximativement

^^3ô calculer la variation de sa température virtuelle d'après la formule (17) du § 5. Soit m le

^ô9i coefficient de la particule d'air et m' celui de l'atmosphère calme, on voit^) que l'équilibre est

^(^07 stable pour un mouvement ascendant, quand m<m', et que l'équilibre est stable pour un

19S mouvement descendant, quand m>m\

La cause générale des perturbations de l'équilibre de l'afmosphère est la chaleur du

soleil. Le soleil communique h l'atmosphère la chaleur directement et indirectement par

^ ..^ l'intermédiaire de la surface de la terre. Cette quantité de la chaleur représente une force

vive qui peut produire les mouvements des particules d'air. L'action de la chaleur du soleil se présente sous deux formes différentes; en partie elle produit des changements de la température de l'atmosphère, en partie elle produit par la vaporisation de l'eau cies changements de la inasse de Vatmosphère. L'action directe de ces phénomènes est un changement de la pression de l'air, accompagné d'un mouvement des particules d'air, ce qui fait naître les courants d'air. Les courants d'air qui peuvent avoir des directions quelconques, tendent toujours à détruire les perturbations et à produire un nouvel état d'équilibre. On peut s'imaginer des courants permanents dans l'atmosphère: supposons qu'un échauffement continuel ait lieu dans un point et qu'un refroidissement ait lieu dans un autre, on verra qu'il en naît deux courants, en^fiff Y^^ transportant l'air chaud et l'autre l'air froid.

f^^^ La chaleur dégagée dans l'atmosphère d'une manière quelconque produit des courants

™^ «^ d'air. Nous citerons les courants d'air pendant un feu de forêt, pendant l'éruption d'un volcan.

Dans le dernier cas les vapeurs et la pluie de cendres dégagent de la chaleur. Nous saisisî^eci sons l'occasion pour faire la remarque suivante. Pendant les éruptions des volcans et les trem-

i'H^' blements de terre il est probable que des masses changent de position dans l'intérieur de la

terre. Si les masses sont assez grandes pour influer sur la pesanteur, on peut expliquer la naissance des courants^ d'air en supposant que le déplacement des masses dans l'intérieur de vân la terre produise un changement subit de la pesanteur. Ce changement sera accompagné d'un

changement rapide dans la pression de l'air, ce qui produira des courants d'air.

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