TEMPÉRATURES
La température joue un rôle capital dans le développement de tous les êtres organisés et dans la plupart des phénomènes agricoles.
Les plantes exigent, pour leur développement, une certaine quantité de chaleur ; d'autre part, l'état hygrométrique de l'air, en relation directe avec la pluie, dépend de l'intensité plus ou moins grande des radiations solaires.
Il faut distinguer la température à l'ombre et la température au soleil. La température à l'ombre mesure réchauffement moyen de l'atmosphère ; la température au soleil, ou plutôt la quantité de chaleur et de lumière reçue par les plantes, est l'élément qui intervient directement dans la végétation.
L'intensité des radiations solaires dépend de plusieurs causes : des taches du soleil, de l'état nuageux du ciel, de l'atmosphère ellemême, qui peut absorber une grande partie des rayons solaires. Les radiations calorifiques sont absorbées môme par des corps invisibles. On se rappelle, en effet, l'expérience de Tyndall qui mesurait la quantité de chaleur absorbée par de l'essence d'anis ou d'orange contenue dans un tube de 2 mètres de long, et constatait qu'elle absorbait les 3/4 de la chaleur incidente. On a d'ailleurs constaté l'influence des champs de menthe sur la quantité de chaleur reçue par les cultures voisines.
METEOROLOGIE.
Uesnre des quantités de ohaleor. — PyThéllomètres. — Pour mesurer la quantité de chaleur reçue par une surface déterminée, on peut employer le pyrhéliomètre qui consiste en un tube terminé par une surface plane recouverte de noir de fumée , (fig. 9). Dans l'intérieur du tube est un liquide dont un thermomètre donne la terapérature. Le nombre de degrés dont monte le thermomètre donne une idée de la quantité de chaleur absorbée par le disque recouvert de noir de fumée.
11 faut avoir soin de placer le disque normalement aux rayons solaires. Cet appareil n'est pas d'une grande exactitude; le noir de fumée n'absorbe pas toute la chaleur incidente ; la communication de la chaleur de la surface à la masse se fait très lentement ; ainsi, retire-t-on l'appareil après cinq minutes d'exposition, on voit le thermo- j,.-, g
mètre monter néanmoins encore pendant une demi-minute.
B des températures. — On défmit arbitrairement la température en mesurant un de ses effets : nous voulons parler de la dilatation. On l'exprime par un nombre de degrés du thermomètre ; c'est un simple phénomène d'ascension d'un liquide contenu dans un récipient et qui se dilate plus ou moins suivant la quantité de chaleur qu'il reçoit, liquide dont on a constaté la situation préalablement dans deux circonstances parfaitement définies : 1° la congélation de t'eau; 2" son ébuUition. On partage l'intervalle compris entre les niveaux du liquide dans te tube capillair'c où il se meut en un certain nombre de parties égales, 100 généralement (thermomètres centigrades), et l'on appelle de^ré l'élévation de température qui produit le déplacement d'une division.
TbermomètreS' — Nous ne parlerons pas de la construction des thermomètres, des précautions qu'elle exige, nous bornant à renvoyer aux traités de physique.
Dans la pratique des observations météorologiques ayant en vue
la mesure de la température de l'air, on se sert du thermomètre ordinaire en verre, soit à mercure, soit à alcool ; la graduation est gravée sur la tige en verre, pour éviter Tiniluence perturbatrice des supports en bois ou en métal.
On vérifie le thermomètre d'expérience sur un thermomètre étalon à grande course.
Les thermomètres à minima sont formés d'une colonne à l'extrémité supérieure de laquelle est placé un index d'émail que l'alcool entraine à sa suite en descendant et qu*il abandonne quand la colonne s'élève. Le renversement du tube après lecture ramène l'index.
Les thermomètres à maxima sont de deux sortes : 1® un thermomètre à mercure porte à l'extrémité supérieure de sa colonne un index en fer que le mercure pousse devant lui et qu'il abandonne quand la température s'abaisse ; 2** le thermomètre Négretti porte à l'extrémité inférieure du tube, près du réservoir, un étranglement où la colonne se divise d'elle-même. La température étant ascendante, le mercure sort du réservoir par gouttelettes très fines qui se réunissent immédiatement à la colonne ; mais, quand la température s'abaisse, le mercure ne peut plus rentrer de lui-même dans le réservoir ; la colonne reste telle qu'elle se trouvait au moment du maximum dont on prend note. Mais si l'on redresse l'instrument, la tige en haut, le poids de la colonne, aidé au besoin d'une secousse, fait rentrer le mercure dans le réservoir : l'instrument est prêt pour une seconde observation. On le suspend dans une position presque horizontale, le réservoir un peu plus bas que la tige.
On peut encore employer pour la détermination des températures
maxima un thermomètre
— > horizontal dont la tige
présente une inflexion
^^8- *<>. coudée en V renversé qui
retient le mercure au moment du retrait dû au refroidissement
(fig. 10).
Pour les observations continues, on emploie des thermomètres enregistreurs. L'observatoire de Montsouris en utilisé de plusieurs modèles :
1** Le modèle construit par MM. Richard frères est représenté par les figures H, 12 et 13; l'organe sensible aux variations de température est un tube courbe en laiton, de section méplate.
HÉTÉOnOtOGIE.
A, tube en meta], aplati et recourbé, du système Bourdon. Ce tube renferme de l'alcool.
B, bielle transmettant le mouvement de l'extrémité bbre du tube A au levier portant la plume.
C, levier eu laiton portant la plume D.
E, tambour portant une feuille de papier quadrillé et contenant le mouvement d'horlogerie, accomplissant sa révolution en une semaine.
Ce tambour, figuré en plan, n'est qu'indiqué en élévation.
F, pièce portant l'extrémité fixe du tube Bourdon. Cette pièce repose sur une plaljoe /, /, dont la position est réslée par une vis mobile m.
b, pièce servant à protéger l'extrËmité du levier C.
c, vis servant à régler la pression de la plume sur le tambour.
d, tige servant à écarter le levier C.
», levier servant à manœuvrer la lige c,
a, cage en tftle protégeant l'instrument, Qgurée en pointillé.
hermétiquement fermé, dit de Bourdon, que Ton a rempli de 3 à 4 grammes d'alcool absolu, sans y laisser la moindre bulle d'air. Le
Echelle de ^g
Fig. i3.
remplissage étant fait à des températures beaucoup plus basses que celles qu'on pourrait avoir à subir, il y a toujours à l'intérieur un grand excès de pression. La chaleur, en dilatant l'alcool, fait changer la courbure du tube dont l'une des extrémités est absolument fixe, tandis que l'autre se déplace en actionnant une petite bielle, laquelle transmet le mouvement à un levier en laiton portant une plume. Cet index inscripteur se déplace devant un tambour mû par un mécanisme d'horlogerie et recouvert d'une bande de papier tout préparé, à ordonnées curvilignes.
2** Le tube méplat de Bourdon, au lieu d'être replié en une courbe plane circulaire, est tordu autour de son axe, en surface hélicoïdale ; la dilatation de l'alcool qui le remplit le détord d'un angle proportionnel à cette dilatation. On fixe le tube à sa partie supérieure; la partie inférieure porte directement l'aiguille qui va enregistrer sur un cylindre mû d'un mouvement uniforme les variations de la température (fig. 14).
HÉTÉOROLOGIE.
Citons aussi le thermomètre enregistreur de Bouziat : un fil de 50 mètres de longueur et de0",002de diamètre lixé à une extrémité passe sur une petite poulie à son autre extrémité qui porte un poids tenseur (fig. 15).
Pour une élévation de température de 1 degré, ce fil éprouve un allongement de 0",0012 pour 100 mètres, soit i\\v^>\\\\\\\\s^\<:<,\\\\\\j.^^;^ 0=',006; le déplacement est transmis Fig. 14.
avec amplification & une aiguille tournant autour d'un axe commandé par le fil et dont l'extrémité inscrit les variations sur un cylindre mis en mouvement par un mécanisme d'horlogerie.
Signalons maintenant quelques appa- . ,„ reils destinés & mesurer la température & distance.
S'agit-il d'un point inaccessible quant aux lectures ? Par exemple veut-on mesurer la température à une certaine hauteur au-dessus du sol? On emploie le thermomètre électrique de Becquerel : on dispose un câble composé d'un fil de fer cl d'un fil de cuivre entre le point soumis à l'expérience et le cabinet de l'observateur; une des soudures fer et cuivre de l'appareil thermo-électrique est placée à l'extrémité d'un m&t de la hauteur voulue; la seconde soudure est au cabinet de l'opérateur, dans un tube de verre plein de mercure à une température connue. Le fil de cuivre du circuit est composé de deux parties reliées par le fil d'un galvanomètre très sensible et par un interrupteur. Artificiellement on abaisse la température du meicure jusqu'à ramener le galvanomètre à zéro ; la lecture du thermomètre plongé dans Te mercure donne alors la température extérieure du point inaccessible.
M. Hervé-Mangon a imaginé un thermomètre compensateur à longue portée ; on place au point inaccessible à observer une capa-
50 nVDBAUUQUE AGMCOI^ ET GENIE RURAL.
cité G allongée (fig. 16) remplie d'air, qui communique par un long tube très an en cuivre, À, avec un manomëti'e à mercure, simple tube en V où la différence des niveaux du mercure permet de cal- '^' ' culer la température.
La deuxième branche du manomètre communique avec un tube en cuivre B fermé à son extrémité, parallèle et identique au tube A; soumis aux mêmes influences que ce dernier, il a pour but de corriger les variations qui peuvent provenir de ce tube intermédiaire. Cet appareil est gradué empiriquement.
Quelques précautions sont indispensables dans la mesure de la température propre de l'air ambiant ; les radiations directes sont, en effet, la cause d'erreurs assez importantes; il faut installer le ther-
,Fig. n. — Abri des therroomèircs de Moiilaouris.
momètre à 20 mètres environ de tout bâtiment, sous un abri formé d'une double feuille de tôle de 1 mètre carré d'étendue, inclinée
METEOROLOGIE.
suivant la colatitudc du lieu ; des écrans latéraux (plaques de tôle) et des arbustes verts disposés à Tentour, à l'exception du côté nord, servent à abriter les instruments et le sol lui-môme des rayons du soleil; ce sol doit être gazonné (fig. 17).
Pour obvier plus simplement aux inconvénients des radiations directes, Arago avait conseillé l'emploi de thermomètres auxquels on imprime un mouvement de fronde. Par ce moyen, l'écart assez marqué qui existe entre la température du thermomètre et celle de l'air se trouve sensiblement réduit. Le thermomètre fronde est le seul qui puisse donner la température de l'air en mer, la mobilité des navires ne permettant pas d'installation fixe ; c'est aussi un thermomètre d'excursion pour les météorologistes.
Pendant le jour, le thermomètre fronde accuse une température un peu plus élevée que le thermomètre abrité ; pendant la nuit la tendance est inverse.
Résultats généraux. — La température moyenne de la France est de 12 degrés; celle de Paris (moyenne de 83 ans) est de 10",8.Les températures les plus basses observées à Paris ont été: — 23**,5 en 1795; — 21%3 en 1871 et — 23%9 en 1879; au pôle Nord, la température minimum est — 58 degrés. Les températures les plus élevées qu'on ait constatées à Paris sont 38°,4, à l'ombre, en 1793, 38'',4, en 1874 et 37%2, en 1881. A l'équateur, la température maximum est 48 degrés à l'ombre.
La température des eaux (conduites, sources, rivières, égouts) est loin de présenter des variations aussi considérables que celles de l'air ambiant; elle est plus basse en été et plus élevée en hiver.
Variations diurnes. — Dans une même journée, la température passe par une série de valeurs représentées à chaque instant par les ordonnées d'une courbe sinussoïdale (fig. 18).
Le tableau ci-dessous représente les variations diurnes de la
Indication
des
années.
Température
do Pair extérieur à
Si
vu
ir9
ro.
lOh.
Mid.
IQoO
lOh.
Moyenne générale do 5 années ( 1868 - 1872).
température moyenne générale de S années (1868-1872) (fig. 19).
Température moyenne. — La température moyenne d'un jour est, en pratique, la moyenne arithmétique des températures observées, pendant un temps don- 17" .• l j . • .
* , '^ ylapiations horaires des tempera tupss
né, à des intervalles ^ j^'a
aussi rapprochés que possible. En théorie, si Ton avait une courbe
Fig. 48,
continue AMB (fig. 18) dont les ordonnées représentassent les températures et les abscisses les temps, la température moyenne serait représentée par la hauteur CD du rectangle ayant même base et même superficie que le contour CAMBE.
On a remarqué que la température observée entre 8 et 9 heures du matin est à peu près égale à la température moyenne.' Si l'on veut avoir cette dernière avec plus d'exactitude, on peut faire des observations de 4 en 4 heures, ou bien encore se contenter de deux observations faites soit à 10 heures du malin et 10 heures du soir, soit à 4 heures du matin et 4 heures du soir. La courbe des thermomètres enregistreurs permet de trouver facilement la température moyenne. Enfin, on peut trouver la température moyenne d'un jour au moyen de la formule empirique :
dans laquelle le coefficient C est déterminé expérimentalement ; il est compris suivant le mois, entre 0,357 et 0,388; les observations des thermomètres à maxima et à minima dans une même journée fournissent les autres éléments du calcul.
Variations mensuelles, — Si Ton considère la courbe obtenue avec un thermomètre enregistreur dans le courant d'une année, on remarque que cette courbe est formée d'une série de sinussoïdes
MÉTÉOROLOGIE
correspondant chacune à un jour ; elle présente un minimum vers le 15 janvier et un maximum vers le 15 juillet.
Les températures moyennes mensuelles pour une série de 10 années (1868-1877) sont données ci-dessous pour l'air à Paris, Teau de la Seine et celle des égouts (fig. 20* et 21).
Mois.
Janvier
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre . .
Octobre
Novembre. . .
Décembre . .
Moyennes .
as
Moyennes.
Air.
Seine.
Egnut.«.
Maiima.
Air.
Seine.
EgOU(9,
Minima.
Air.
Seine.
Égouts.
On voit que l'eau de la Seine, à Paris, a une température moyenne
Températures moyennes men^iLelleS (Année normale)
flLS
nj
Fig. 20.
plus élevée que celle de l'atmosphère à l'ombre ; elle est, en effet,
nYDRAUUQUE AGRICOLE ET GÉNIE RURAL.
exposée directement aux radiations solaires ; cette température subit des variations notables dans le courant d'une année.
Tempér^tupeâ moyenne^ mensuelles.
aj.oo"^
BO
