H- IO

Août

I901. No. I. PHÉNOMÈNES DE MAGNÉTISME TERRESTRE

leau 3.

d’été.

Fort Rae

Christiania

Pawlowsk

Dp .

IOO

KR. BIRKELAND.

M.-N. Kl.

Tableau 4.

Jan Mayn Hiver

Jour

1 Temps de Gottingue

D p . io 5

Hp. io®

Janvier

Février

Mars

té

Mai

Juin

Juillet

Août

Fort

Rae

ver

Octobre

Novembre

Décembre

Janvier

Mars

té

Avril

— no

Mai

Juin

Juillet

IQOI. No. i. PHÉNOMÈNES de magnétisme terrestre.

Christiania

Hiver

Jour

Temps de Güttingue

H v . io 5

Janvier 15

Février 1

Mars 1

Eté

Mai 15

Juin 1

Juillet 1

Août 1

Pawlowsk

Hiver

Octobre 15

Mars 1

Juillet 15

Eté

14 . Passant à la discussion de nos résultats, nous allons examiner d’abord les figures se rapportant à Bossekop, Jan Mayn et Fort Rae pour 1882—1883.

On voit immédiatement par ces figures qu’en général, dans ces localités, il y a dans le cours d’une même journée deux directions de courant bien marquées.

Pour Bossekop, les courants les plus forts sont dirigés vers le Sud- Ouest pendant la première partie de la nuit, et à ce qu’il semble plus vers le Sud et plus tard dans la nuit en été qu’en hiver. Un autre courant, dirigé vers l’Est-Nord-Est se manifeste dans l’après-midi, mais de meilleure heure en été qu’en hiver. Presque tous les courants passent au Nord de Bossekop; ce n’est qu’assez tard en été que la ligne médiane du courant recoupe le méridien de Bossekop au Sud de cette localité.

KR. BIRKELAND.

M.-N. Kl.

Si l’on examine les planches relatives à Jan Mayn, on y retrouve des directions de courant analogues à celles de Bossekop, surtout pendant les mois d’été. Il y a pendant la nuit un courant dirigé vers le Sud-Ouest, un peu plus tard qu’à Bossekop, mais avec des vecteurs de courant plus dispersés — et un courant vers le Nord-Est dans le cours de l’après-midi.

Ce qui est surtout intéressant et important ici, c’est qu’on voit les mêmes courants qui passaient au Nord de Bossekop passer presque tous au Sud de Jan Mayn. C'est ce qui se manifeste clairement sur les courbes originales des intensités verticales pour les jours-termes à Bossekop et à Jan Mayn. On voit que dans ces deux localités les variations vont trèssouvent de conserve, mais en sens exactement inverse.

Ces faits prouvent deux choses :

i°. Que tous les courants dont il s'agit circulent bien dans l’atmosphère, ainsi que nous le prévoyions. Si en effet on les supposait se propageant dans le sol, la même ligne médiane de courant devrait aller simultanément au Sud de Bossekop et au Nord de Jan Mayn avec la même direction que précédemment, mais à cela près que dans chaque cas, le courant irait dans un sens opposé à celui qu’il avait précédemment. Mais cela est impossible, étant donnée la situation géographique relative de Bossekop et de Jan Mayn. Notre raisonnement ne tient nul compte de l’hypothèse d’ailleurs fort invraisemblable de deux courants de même direction et à variations semblables et synchrones, l’un au Sud de Bossekop, l'autre au Nord de Jan Mayn.

2°. Ensuite, que dans les régions polaires les courants en question sont nettement délimités et concentrés. Il est probable que la largeur de la partie prédominante du courant n’a jamais dépassé beaucoup 500 kilomètres pour les jours-termes en question de 1882 —1883. Si l’on admet que les courants se meuvent dans les mêmes couches atmosphériques où on observe les aurores boréales les plus élevées, soit à 200 kilomètres environ, on se fera ainsi provisoirement une idée approchée de leur répartition.

Nous pouvons aussi nous former une idée de l’intensité de ces courants au cours de perturbations considérables. On peut en effet s’attacher à des cas où les perturbations de l’intensité verticale sont égales de grandeur, mais de sens inverse pour les stations de Bossekop et de Jan Mayn. En pareil cas, il est rationnel d’admettre que le courant moyen à passé entre les deux localités à égale distance de chacune d’elles, à condition toutefois que les perturbations correspondantes dans le plan horizontal indiquent des directions de courant permettant pareille hypothèse. Cette

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dernière condition a toujours été remplie sans plus dans les cas spéciaux examinés par moi.

Si maintenant Ton suppose tout le courant concentré suivant sa ligne médiane, le champ magnétique entourant ce courant sera déterminé approximativement par la formule

Jan Mayn

Fig. 4 -

Bossekop \

où i est l’intensité du courant en ampères et a la distance en centimètres à la ligne médiane. Si p. ex. on prend un cas datant du 2 janvier 1883 à 2 h 20 m , heure de Gottingue, on trouve pour les deux stations une perturbation de l’intensité verticale égale

à environ 0.0015 C. G. S.

Les perturbations des éléments horizontaux indiquent les directions de courants rapportées sur la fig. 4 ci-jointe.

Comme nous l’avons déjà dit, nous admettons provisoirement que la hauteur du courant audessus de l’horizon est d’environ 200 kilom.

Nous négligeons partout la courbure de la Terre, attendu qu’elle ne peut ici affecter le résultat que de 1 pour cent, tandis que dans les cas mentionnés subséquemment les erreurs ne dépassent pas 2 pour cent.

En exécutant les calculs, on trouve ici

i = 317000 ampères.

Un calcul analogue donnera pour la date 15 octobre 1882 1 h 45 m heure de Gottingue, i = 556 000 ampères

1 février 1883 22 h 5m —«— 350000 —

15 juillet 1883231135m — 520000 —

Nous pouvons maintenant nous faire une idée sur le point de savoir si la hauteur de 200 kilom est tant soit peu exacte, en nous rendant compte de l’intensité que devrait avoir un courant perturbateur passant droit audessus de Bossekop un jour où, aux autres stations, les perturbations ont été de même ordre qu’aux jours mentionnés ci-dessus.

On peut admettre que la ligne médiane du courant passe justement au-dessus de Bossekop, lorsque la perturbation de l’intensité verticale est négligeable, tandis que les perturbations de l’intensité horizontale sont exceptionnellement grandes.

KR. BIRKELAND.

M.-N. Kl.

En faisant ainsi les calculs, avec une altitude de 200 kilomètres pour le courant, on trouve

au 15 novembre 1882 i h 45 m temps de Gottingue i = 497000 ampères

I juillet 1883 i h 35 m 983000 —

Nous ferons remarquer qu’en réalité l’intensité a dû être notablement

plus grande, les courants ayant probablement été répartis sur toute une ceinture assez large, s’étendant de part et d’autre de Bossekop.

Nous voyons donc que les valeurs de l’intensité i que nous venons de calculer en dernier lieu sont notablement plus grandes que celles trouvées par l’autre méthode. Il est donc probable que l’altitude admise, soit 20okilom., a été prise trop élevée, et il se peut que 100 kilom. soit une valeur moyenne répondant mieux à la réalité.

On trouverait certainement pour l’intensité du courant et son altitude, des valeurs bien plus exactes qu’ici, si l’on avait eu, pour y enregistrer les perturbations, trois stations très-rapprochées, et situées de telle sorte que la ligne médiane du courant passât au-dessus de la station intermédiaire, les deux autres stations étant situées de côtés opposés par rapport à la zone couverte par le courant. On eût alors pu recourir à une méthode de calcul plus satisfaisante, et trouver les valeurs cherchées par approximations successives.

II y a encore une autre possibilité pour mesurer l’altitude où circulent les courants en question. Comme on le sait, on a constaté dans les régions polaires la formation de nuages allongés, lumineux pendant la nuit. Ces nuages sont probablement produits par les courants qui nous occupent, et dans ce cas, on pourrait, en mesurant leur altitude, en tirer des conclusions quant à l’altitude minimum du courant lui-même au-dessus de la surface de la Terre. —

Prenons maintenant, à titre comparatif, les observations du Fort Rae. Ici l’on voit par les figures que le courant le plus prononcé est dirigé vers l’Ouest entre 14 et 15 heures, temps de Greenwich.

Dans la nuit, on trouve d’ailleurs presque toujours un autre courant dirigé vers le Sud-Est.

Il semble qu’au Fort Rae les courants aient tourné d’environ ioo° dans le sens opposé à celui des aiguilles d’une montre, relativement aux courants simultanés de Bossekop et de Jan Mayn Presque tous les courants du matin ont passé au Sud du Fort Rae, tandis que, surtout en hiver, plusieurs de ceux de la nuit ont passé au Nord de la même station. Il convient de remarquer que la direction des courants en question semble partout, à Bossekop, à Jan Mayn et à Fort Rae, coincider à peu près

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avec celle de la ceinture aurorale qui, comme on le sait, passe assez près de ces trois stations.

En outre, si nous nous rappelons le mode de construction des figures que nous discutons successivement ici, il en résultera déjà clairement que les courants en question ont une période diurne; nous verrons qu’ils tournent autour de la Terre en 24 heures dans le sens apparent du Soleil, quoique leur vitesse de rotation varie certainement aux différentes heures de la journée.

Si maintenant l’on considère les figures 8, 9, 10 et 11 de la planche II, qui représentent les courants les plus essentiels pour Christiania et Pawlowsk pour les jours-termes en question, on retrouve là aussi, pour les mois d’été surtout, des courants très-caractéristiques, et correspondant sans doute aux courants dont nous venons de parler.

Nous aurons plus tard l’occasion de discuter encor^ ces figures.

15 . Revenons enfin à nos résultats pour -Ros«ekdp en 1899—1900. Pour poursuivre de plus près les courants dont ils nous fournissent la notion, courants représentés par la fig. 1, pl. II, j’ai cherché à emprunter les matériaux de comparaison dont j'avais besoin au plus grand nombre possible d’observatoires magnétiques, disséminés sur une grande partie de l'hémisphère boréal.

A Potsdam déjà, lorsque je pus comparer tous les matériaux enregistrés par nous à ceux réunis simultanément à Potsdam, je remarquai que sur 16 jours des 3 mois considérés, nos courbes et celles relevées à Potsdam contenaient un grand nombre de parties tout à fait concordantes. Je fis alors choix de 6 de ces jours, pour chercher à obtenir les photogrammes correspondant à ces jours pour un aussi grand nombre d’endroits que possible.

Comme je l’ai déjà dit, j’ai, grâce à la grande bienveillance des directeurs des observatoires magnétiques de Pawlowsk, Copenhague, Potsdam, Paris, Greenwich et Toronto, réussi à obtenir des photogrammes provenant de toutes ces localités.

Pour 5 de ces jours, les 4 —5 et n —12 février, les 3—4, 13—14 et 15—16 mars, les courbes correspondantes sont reproduites sur les planches III à VII, après avoir été, au moyen d’un pantographe, transformées de façon à pouvoir être comparées directement. Les parties des courbes reproduites sont comprises entre midi, temps de Greenwich, d’un jour, à 8 heures du matin le lendemain.

A Haldde, nous n’avons en général pour les jours en question que l’intensité verticale, attendu que les jours où des tempêtes magnétiques envahissaient de vastes portions du globe, les forces perturbatrices H p et

KR. BIRKELAND.

M.-N. Kl.

D p étaient trop-grandes à Haldde pour que pour les raisons déjà indiquées, leur enregistrement pût réussir complètement.

L’intensité des perturbations dans les différentes localités peut être déduite des courbes ici reproduites en connexion avec le tableau ci-dessous, qui indique les valeurs des éléments magnétiques en C. G. S. répondant à chaque millimètre des ordonnées des courbes.

Haldde

Pawlowsk

Copenhague

Potsdam

Paris

Greenwich

Toronto

Discutons maintenant

de plus près

les photogrammes relatifs

aux sept stations mentionnées précédemment, et reproduits par des méthodes mécaniques aux planches III à VII.

On remarque immédiatement qu’il y a tout spécialement vers l’heure 21 (temps de Greenwich) un déplacement relatif des perturbations des

No. 1.

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