dépendantedel'heure de l'explosion

indépendante de

rheuredel'explosion.

Mouvement.

Krak.- I.O.-E.

Krak.-II.E..O.

HII.O.-E.

lUV.E.-O.

Vitesse

en mètres par

seconde.

dépendantedel'heure

de l'explosion.

indépendante de

rheuredel'explosion.

Vitesse à 10 kil. audessus de la surface de la terre.

La vitesse de l'onde aérienne est donc d'environ 7i 7 plus petite que celle du son à 0** Cels., ou égale à la vitesse du son à — 30° Cels.,

puisque

Dans son second voyage autour du monde, l'onde n'a éprouvé,

comme on l'a vu, qu'une diminution de vitesse de 5 milles par

heure, c'est-à-dire, pas même de V2%- Ce^^ perte très faible me

parait indiquer que le mouvement ne s'est pas opéré à la surface

de la terre, — car alors il aurait certainement été troublé beaucoup plus, tant par l'obstacle des hautes montagnes situées sur son passage, que par toutes sortes de courants atmosphériques, — mais à une hauteur considérable au-dessus du sol.

tlne seconde preuve de ce fait se trouve dans la vitesse elle-même, qui est notablement moindre que la vitesse du son à O'' Gels., et rend donc probable que le mouvement a eu lieu à une température très basse, par conséquent dans les couches élevées et froides de l'atmosphère. A la vérité, il n'est pas encore démontré que des ondes aériennes aussi démesurément longues doivent posséder exactement la même vitesse que les ondes sonores, beaucoup plus courtes; mais, le peu que nous savons, par les expériences de Regnault (889*), sur la vitesse des tons bas et hauts, parait indiquer que les premiers se propagent un peu plus rapidement que les seconds, que les ondes longues possèdent donc une vitesse un peu plus grande que les ondes courtes, bien que la différence soit très faible. En aucun cas, d'après ces expériences, nous ne pouvons attribuer à nos longues ondes du Krakatâu une vitesse moindre que celle du son.

Si nous admettons, en conséquence, qui nos ondes aériennes se transmettaient tout juste avec la même vitesse que le son, le mouvement doit avoir eu lieu, comme nous l'avons énoncée plus haut, à — SO"* Gels. (Cela suppose que la vitesse du son à 0"* Gels, s'élève à 352.3 mètres; Regnault, pour le bruit du canon tiré à l'air libre, trouva la vitesse un peu plus petite, savoir de 330.7 mètres à O"" Gels.; une vitesse de 313.5 mètres con*espondrait alors à une température de — 27^7 Gels.).

La hauteur à laquelle règne en moyenne une température de — 30° Gels, ne saurait être donnée exactement, parce que le décrois^ sèment de la température, à mesure qu'on s'élève au-dessus de la surface de la terre, ne peut suivre une loi régulière. Les courants atmosphériques continuels, les masses de nuages et de brouillards, l'humidité variable de l'air, toutes ces circonstances exercent une influence perturbatrice; et effectivement, les observations faites en Suisse et pendant les ascensions en ballon ont montré que l'accrois-

sèment d'altitude, pour lequel la température baisse de l"* Gels , varie l)eaucoup. Sur les montagnes de rAmérique du Sud, près de Téquateur, HuMBOLDT a trouvé une différence de ^0"" Réaumur pour une

différence d'altitude de 15000 pieds de Paris, par conséquent en

moyenne 1** R. pour 760 pieds, ou environ V Gels, pour 200 mètres (asT).

D'après ce chiffre, si nous supposons que la température moyenne à la surface soit de + 20" Gels., la température de — 30** Gels, se trouverait à une hauteur de KO X 200 = 10000 mètres, ou à 10 kilomètres au-dessus de la surface de la terre.

M. James Glaisher observa, le 5 Septembre 1862, à 8000 mètres d'altitude une température de — 19** Gels., à 11000 mètres — ti"" Gels., de sorte que la température de — 30** Gels, n'aurait vraisemblablement été atteinte ^u'à la hauteur d'environ 15000 mètres (889*).

l)e ces chiffres très discordants nous pouvons seulement conclure, avec beaucoup de probabilité, que le mouvement de l'onde aérienne du Krakatau a eu lieu à une altitude d'au moins 10 kilomètres, et qu'il s'est propagé avec la vitesse du son.

A cette altitude règne une pression d'environ 220 millimètres de mercure, qui n'est que la fraction 0.29 de la pression atmosphérique au niveau de la mer. Gette circonstance ne peut toutefois avoir eu de l'influence sur la propagation de l'onde aérienne, car, suivant la théorie, la vitesse doit être indépendante de la pression de l'air, et, pour le son, ce résultat a été confirmé expérimentalement de différentes manières (889').

Une comparaison attentive de tous les barogrammes devra décider jusqu'à quel point les ondes aériennes, qui se propagèrent dans différentes directions autour de la surface terrestre, s'accordaient en vitesse avec celle de Sydney. Le mémoire de M. Rtkatchew (888^) nous apprend que la vitesse moyenne vers Pavlovsk était de 510.1. mètres par seconde, et pour la moyenne de 17 stations européennes l'auteur trouve 309.7 mètres; les valeurs relatives à quelques-unes de ces stations s'écartent beaucoup toutefois, de la moyenne, et ordinairement il existe aussi une grande différence entre la vitesse

E. — 0. et la vitesse 0. — E. Pour l'heure de Texplosio», M. Rykatghew

obtient, par des méthodes différentes, 9** 23™ et 10** 39™, résultats

qui présentent tous les deux une erreur d'environ Vi heure, due

probablement, en majeure partie, à la circonstance que le mouvement

de l'onde' ne s'opérait pas toujours avec la même vitesse.

Le mouvement parait aussi se faire plus lentement au-dessus de

la mer qu'au-dessus de la terre. Ainsi, par exemple, l'onde qui alla

à Moltkehafen, dans l'île de la Géorgie du Sud et qui dut exécuter

tout le trajet par mer, arriva en ce point, d'après une copie des

.barogranuBes, que M. Neumater, de Hambourg, a eu la bonté de

de m'envoyer, le 27 Août à midi 20™ (temps local). La différence de

temps étant de 9*" 26™, cet instant correspond à 9^ 46™ du soir, temps

de Krakatau. Pour parcourir ce trajet, long de 6685 milles marins,

l'onde avait donc eu besoin de 9** 46™ + 12»» — 10»» 2™ = 11»» 44™,

ce qui suppose une vitesse de = 569.74 milles par heure,

notablement moindre que la vitesse trouvé pour Sydney. On serait

par suite tenté d'attribuer la perturbatjon à l'explosion de 10^ 52™, auquel

cas le temps emptoyé deviendrait 9»^ 46™ + 12»»— 10»» 52™ = 10»* 54™

et la vitesse = 613.50 milles par heure, c'est-à-dire de très

peu supérieure à la vitesse pour Sydney. Mais il est difficile d'admettre que le baromètre de Moltkehafen eût seulement enregistré l'explosion de 10»» 52™, sans marquer trace de^ l'éruption beaucoup plus violente de 10»» 2™. La 2*^ perturbation n'est pas distincte dans les barogrammes; la 3^ présente 2 maxima, un le 28 Août à 9»» 55™ du soir, un autre à minuit. Avec le premier maximum, l'intervalle de temps écoulé entre la 1^ et la 3^ perturbation, donc pour le parcours de la circonférence entière du globe, serait de 33»» 35™, avec le second maximum il serait de 35^ 40™. Cette dernière valeur s'accorde très bien avec le chiffre que nous avons obtenu pour Sydney, mais les barogrammes de Moltkehafen ne permettent pas d'affirmer que la seconde phase, de minuit, corresponde réellement à celle de Igh 20™ de la première perturbation.

La vitesse relativement faible entre Krakatau et la Géorgie du Sud ne doit pas être attribuée, je crois, à ce que Tonde aérienne cheminait par mer, — ce qui ne saurait guère avoir eu d'influence, puisque le mouvement se faisait à une grande hauteur au-dessus de la surface, — mais probablement à la température très basse qu'elle rencontra sur cette route. La vitesse trouvée, 569.74 milles par heure, ou 295.6 mètres par seconde, est égale à celle du son à — 60'' Gels., ce qui indiquerait, dans les couches d'air où marchait l'onde allant à la Géorgie du Sud, une tcmpérateure inférieure de SO'' Gels, à celle des couches qui étaient le siège du mouvement dirigé vers Sydney.

Des barogrammes de l'ile Maurice il résulte, suivant M. Meldrum (88S*), que les maxima des sept perturbations eurent lieu aux heures suivantes: 27 Août, \i^ 6"" du soir; 28 Août, 2^ 20"" du soir et 10^ 40» du soir; 50 Août, 1^. 55» du matin et 9^ 17" du matin; 51 Août, 1»» 48» du soir et 8^ 0» du soir. On déduit de là, pour les temps que l'onde mit à faire une fois le tour du globe:

de I— m 341» 54». de II— 1V55M5».

de III— V oi^ 57». de IV— VI 36»> 1 5».

de V— VII 54h 45».

En moyenne, de l'E. à l'O., 54i> 58». En moyenne, de l'O. à l'E., 55»» 44». Il y a donc ici une grande différence de vitesse entre le mouvement de l'E. à rO. et celui de l'O. à l'E. ; en outre, les dQux chiffres pour le mouvement de II — ^IV et de IV — VI s'accordent très mal entre eux; enfin, l'instant de la première perturbation (27 Août, 1 i^ 6» du soir) ne se laisse pas concilier avec l'heure de l'explosion, IQh 2», lorsqu'on exécute le calcul avec la vitesse que l'onde avait de I — m. On inclinerait peut-être à mettre en partie ces irrégularités sur le compte d'un défaut de sensibilité du barographe; mais telle ne saurait être la cause, puisque l'instrument marqua même — quoique faiblement — une 8® perturbation, le 2 Septembre, entre 7 et 9 heures du matin. Un examen détaillé de toutes les perturba- ••'^os barométriques notées sur la terre entière, après l'éruption du au, pourra seul donner les éclaircissements nécessaires. En

attendant, les irrégularités de la plupart des barogrammes rendent déjà très probable que le mouvement ne se faisait pas toujours avec une vitesse uniforme. Immédiatement après la violente explosion, au voisinage de Krakatau, cette absence d'uniformité se conçoit aisément; mais, ailleurs aussi, par des vents locaux, la vitesse peut avoir été augmentée ou diminuée en différents points, ce qui doit nécessairement conduire à un chiffre fautif dans le Calcul de l'heure de l'explosion au moyen des barogi*ammes.

Une autre source d'erreurs peut se trouver dans l'insuffisance de sensibilité des barographes; la plupart des barogrammes sont aussi à trop petite échelle pour permettre des mesures tant soit peu exactes; enfin, pour les observations de ce genre, les seules indications vraiment utiles sont celles des barogi*aphes qui inscrivent la pression sans interruption aucune, comme courbe continue. Les instruments qui ne donnent l'état barométrique que toutes les 10 ou 5 minutes laissent subsister une incertitude de plusieurs minutes quant n l'in-

stant d'un maximum ou d'un minimum.

Ces divei*ses causes ne suffisent toutefois pas pour expliquer les très notables différences de vitesse que Tonde aéinenne présenta dans certaines directions, entre autres, vers Sydney et vers la Géorgie du Sud. La vitesse vei's Toronto est également très différente de celle des stations européennes, mais il m'a été impossible, sur les très petits barogrammes publiés, de reconnaître sûrement les phases correspondantes des quatre perturbations, et d'en déduire les vitesses. Si l'on prend pour ces phases les mêmes temps que le général Strachey {Nature N«. 738), on trouve pour les vitesses:

De Kr. — L 0. — E. 6f3.3 milles marins,

De Kr.— II. E.— 0. 589.4 »

De I— m. 0.— E. 564.7 .

De II— IV. E.— 0. 594.5 »

chiffres dont les grandes inégalités rendent douteux que les 4 vrais maxima des perturbations aient été choisis. Néanmoins, abstraction faite du premier chiffre, qui très probablement est trop fort, les autres, quoique plus ou moins erronés, montrent suffisamment que

KRAK.ATAU II 25

toutes les vitesses sont notablement inférieure^ à la vitesse moyenne pour les stations européennes et pour Sydney^ tandis qu'elles se rapprochent plus de la valeur trouvée pour la Géorgie du Sud.

Or, les deux grands cercles de Krakatau à la Géorgie du Sud et à Toronto étant précisément ceux qui passent près des pôles, il est permis d'en conclure que les ondes aériennes se mouvaient plus lentement au-dessus de ces pôles que dans les autres directions, et que leur vitesse moindre doit être attribuée à la température très basse des couches d'air, qu'elles y traversaient.

La différence de vitesse des ondes aériennes, dans des directions différentes, ne semble donc due que pour une petite partie aux causes mentionnées plus haut; il est probable qu'elle dépend essentiellement des inégalités de la température des couches élevées de l'atmosphère, au-dessus de différentes régions de notre globe.

L'onde, qui suivant notre calcul avait besoin en moyenne de 55^ 30" pour parcourir la circonférence de la terre (vitesse = 608.45 milles), doit être revenue à Batavia aux instants suivants:

t^*^ retour, 28 Août, 9^ 45™ du soir. Temps de Batavia, 2« » 30 Août. 9^ 15" du mat. » » 3*^ » 31 Août, 8^ 45" du soir. » » » 4« • 2 Sept., 8^ 15" du mat. » » » ('). Ce sont là les heures d'arrivée de l'onde qui se propageait de l'O. à l'E. L'onde qui allait à Batavia de l'Ë. à l'O. doit y être arrivée chaque fois 16 minutes avant les heures indiquées.

Le diagramme de la pression de l'usine à gaz du 27 au 28 Août, fig. 16, présente, le matin du 28, quelques oscillations, qui proba-

(^) Si Ton admet qu'à chaque nouveau trajel aulour de la terre la vitesse de l'onde diminuait de 3 milles par heure, comme nous l'avons trouvé ci-dessus pour le premier trajet entier, la circonférence de la terre aurait été parcourue avec les vitesses 606.95, 605.95. 600.95 et 597.95, en 35»» 35», 35>» 46«, 35»» 57» et 36>» 7«, et Tonde serait revenue à Batavia le 28 Août à 9>> SO*» du soir, le 30 Août à 9^ 36» du matin, le 31 Août à ^ 33™ du soir et le 2 Septembre à 9^ 40"» du matin.

blemeni ne doivent être attribuées qu'à des variations de la pression dans l'usine même.

Le tracé du 28 au 29 Août ne montre^ le soir, rien de particulier; le premier retour de l'onde, à 9^ 45"*, ne fut pas inscrit, - parce qu'à ce moment la pression intérieure était forte, de même qu'elle l'avait été le 26 au soir. Le tracé du 29 au 50 Août a malheureusement disparu, et jusqu'à présent, bien que j'aie fait mettre une annonce à ce sujet dans les journaux de Batavia, il n'est pas retrouvé.

Le diagramme du 30 au 31 Août n'est reproduit ici, fig. 17, que comme tracé normal, propre à servir de terme de comparaison pqnr celui du 27 Août.

La feuille du 31 Août au 1^' Septembre est de nouveau perdue. Le tracé du 1^*" au 2 Septembre, flg. 18, enfin, n'offre à 8^ 15" du matin du 2 Septembre, rien d'anormal; la petite perturbation qui se remarque à 6 heures du matin est indubitablement due au travail . même de l'usine, par exemple, à ce que le régulateur était chargé ou déchargé de poids, à ce que la pression du gaz augmentait, etc.

Sur le retour des ondes à Batavia, les diagrammes conservés ne nous apprennent donc rien.