NEW-YORK

En 1 868, le Conseil municipal de la ville de New-York fut autorisé par la législature de TÉtat à fonder dans le Parc central un Observatoire météorologique et un Musée d*Histoire naturelle. L'établissement fut immédiatement organisé et la direction du service météorologique confiée à M. Daniel Draper.

L'Observatoire se compose de deux petites pièces au-dessus du Musée, et d'une terrasse qui recouvre une partie du même bâtiment; mais, si l'espace manque un peu, la position est une des meilleures que l'on puisse imaginer dans une grande ville. Le Parc central, qui est pour New-York l'analogue de notre bois de Boulogne, est situé sur une petite hauteur qui domine la ville; les environs ne sont pas encore complètement bâtis, de sorte que, tout en profitant du voisinage de la cité, l'Observatoire est soustrait, au moins en grande partie, aux nombreuses perturbations qu'une telle proximité pourrait amener. Si, d'autre part, les ressources du nouvel établissement sont faibles, le directeur en a su profiter avec une adresse remarquable, inventant des instruments simples et les exécutant en partie de ses propres mains; de sorte que, l'un des plus modestes par le budget, cet Observatoire est actuellement Tun dés mieux organisés. Tous les phénomènes météorologiques proprement dits y sont enregistrés d'une manière continue par des instruments de l'invention de M. Draper, et qui, pour leur exactitude et leur simplicité, mériteraient d'être plus

répandus. Les observatioDs ont commencé à être régulièrement enregistrées le i*' janvier 1869, et il n'y a jamais eu d'interruption jusqu'à ce jour. Des observations normales sont faites trois fois par jour, à 7 heures du matin, 2 heures et 9 heures du soir, pour contrôler les appareils enregistreurs. Chaque année, le Rapport du directeur, publié comme annexe du Rapport général du commissaire du Parc central, contient, en sus du tableau de toutes ces observations, leurs moyennes hebdomadaires, mensuelles et annuelles, et les travaux du directeur. Ce sont, par exemple, des Mémoires sur les variations possibles du climat de différentes villes des États-Unis, sur le mode et la vitesse de propagation des tempêtes à travers le continent et TAtlantique, etc.

En dehors des instruments inscripteurs imaginés par M. Draper, les indications du baromètre, et des thermomètres sec et mouillé (psychromètre) sont encore enregistrées par la Photographie, Comme ce dernier procédé est ancien et bien connu, nous nous abstiendrons de le décrire, pour passer aux instruments originaux. Ceux-ci sont au nombre de six :

Girouette ;

Anémomètre pour la pression du vent ;

Anémomètre pour la vitesse du vent;

Pluviomètre;

Baromètre ;

Thermomètres sec et humide.

Ces instruments se ressemblent tous par leur grande simplicité; ils n'emploient qu'un seul mouvement ordinaire d'horlogerie et fonctionnent sans le secours de rélectricité.

Girouette. — La tige de la girouette est soudée à la flèche de façon à tourner avec elle; elle traverse le toit de l'Observatoire, descend dans une des chambres et s'y termine par un tambour métallique sur lequel on enroule une feuille de papier. Un crayon qui appuie légèrement sur cette feuille tombe lentement entre deux glissières verticales, de façon à parcourir en vingt-quatre heures la hauteur du cylindre, d'une vitesse qui est rendue uniforme par un mouvement d'horlogerie. Quand la girouette tourne, elle entraîne avec elle le cylindre; le crayon, qui reste dans un plan vertical fixe, indique le changement. Sur le papier sont tracées quatre génératrices pour les points cardinaux, et im repère marqué sur le cylindre facilite la mise en place du papier, que l'on change chaque jour.

La disposition de l'instrument se comprend d'ellemême. A la description de cette girouette, M. D. Draper a oint comme exemple le tracé du i8 décembre 1869, jour d'un orage fort intéressant présentant les caractères d'un cyclone ; les moindres oscillations de la girouette sont parfaitement indiquées, mais n'empêchent nullement de discerner la position moyenne qui, le matin, était est-nord-^st. On voit les oscillations du vent diminuer peu à peu, puis un changement brusque de direction se produire ; à 8 heures du soir le vent est du sud, mais au petit nombre d'oscilhitions on juge qu'il est assez faible; à 10 heures, nouvelle saute du vent; il est maintenant du nord-ouest, et l'amplitude et le grand nombre des oscillations montreht qu'il a jrepris toute sa violence; il continue en inclinant vers l'ouest jusqu'à 10 heures du matin de la journée suivante, heure à laquelle s'arrête le tracé.

Le seul inconvénient de cet instrument est de ne pas permettre Tinscription à longue distance. Pour que la tige de la girouette n'éprouve pas de torsion, il est nécessaire qu'elle soit assez courte et que la pièce où se fait l'inscription soit immédiatement au-dessous du toit*

Anémomètre pour la vitesse du vent, — L'appareil qui sert à mesurer la vitesse du vent est Tanémomètre à coupes de ^Robinson, trop connu pour exiger une description. Quant à l'inscription^ elle se fait de la manière suivante.

La tige qui porte les quatre coupes tourne avec elles, traverse le toit et se termine dans le bureau d^observation par une vis sans fin. Cette vis commande un engrenage multiplicateur terminé par une came èti spirale d'Archimède, sur le profil de laquelle est porté un poids maintenu entre deux glissières dans la verticale du centre de la came. Celle-ci, en tournant, soulève le poids, dont la distance au centre, grâce à la nature de la courbe, est à chaque instant proportionnelle à l'angle dont a tourné la came, c'est-à-dire au nombre de tours de l'anémomètre. Le poids porte un crayon qui appuie sans cesse contre une feuille de papier tendue sur une planche à dessin qui glisse sur un rail dans un plan vertical et est tirée par un mouvement d'horlogerie, de façon à se déplacer d'environ i centimètre par heure. Le crayon trace ainsi une courbe dont les abscisses représentent le temps et les ordonnées le chemin que le vent fait parcourir aux coupes de l'anénjomètre.

L'engrenage multiplicateur est tel, que la came fait un tour entier pour un chemin de 5 milles (8046 mètres)

parcouru par les coupes ; on sait que la vitesse du vent est à peu près trois fois plus considérable, de sorte que le vent a parcouru alors i5 milles. A ce moment, la révolution de la came étant terminée, le crayon retombe brusquement le long du rayon qui la termine et reprend sa position AU bas du papier, pour remonter et retomber de nouveau après un nouveau chemin de i5 milles. On a donc la distance franchie par le vent dans un temps donné, en comptant le nombre de fois que le crayon a parcouru toute la hauteur du papier, multipliant ce nombre par i5, et y ajoutant la fraction tracée par le crayon en plus du nombre entier de hauteurs.

Dans un tracé pour le même jour que précédemment, conformément à ce que faisait prévoir la girouette, on voit que la vitesse du vent est d'abord très-grande. De lo heures du matin à 6 heures du soir, le vent n'avait pas parcouru moins de 121 milles ou 354 kilomètres; entre 2 et 3 heures, la vitesse avait même atteint 69 kilomètres à l'heure. A partir de 6 heures, le vent se calme ; la vitesse n'est même plus que d'environ 3 kilomètres entre 9 et 10 heures; puis elle augmente de nouveau et atteint 32 milles (5i kilomètres] entre 2 et 3 heures du matin, pour se réduire à 27 kilomètres entre 8 et 9 heures du jour suivant ( 19 décembre).

Cet appareil a, comme le précédent, l'inconvénient de ne point permettre l'inscription à distance.

Anémomètre pour la force du vent, — Un tambour cylindrique de métal est suspendu par une chaîne à un châssis solide au-dessus du toit. Il porte a sa partie inférieure une chaîne qui traverse le toit, pénètre dans le A<?5 Obs.^ IV. 10

bareau d'observation et se termine par one tige verticale rigide tirée de haut en bas par nn ressort spiral en acier. En an point de la tige est fixé on crayon devant lequel se ment, comme dans Tappareil précédent, one planche à dessin recouverte de papier et animée d'un mouvement de translation de vitesse connue. Quand le cylindre reste dans la verticale de son point de su^^ension, le crayon trace sur le papier une ligne horizontale; mais, que le vent vienne à souffler, le tambour s*écarte de la verticale, tire la chaîne et fait monter le crayon. La théorie |)ermettrait facilement de graduer Finstrument, mais il est plus simple de le faire par expérience, en tirant sur le tambour, par l'intermédiaire d*un dynamomètre, et déterminant la tension de ce dernier qui correspond à différentes positions du crayon. En divisant ce nombre par la section verticale du tambour, on a, pour chaque hauteur du crayon, la pression du vent en kilogrammes par mètre carré de surface.

Dans le tracé pour le 18 décembre 1869^ on retrouve tf)Utes les particularités qu'indiquait déjà l'anémomètre pour la vitesse; la pression du vent vers 3 heures avait atteint une valeur considérable, jusqu'à 102 kilogrammes par mètre carré; de ô'^So™ à io'*45™ du soir, au contraire, calme complet, auquel succède un nouveau coup de vent. Sur le tracé on voit nettement que la pression du vent est loin d'être régulière; c'est une succession de coups violents, dont la force est souvent dix ou quinze fois plus considérable que la pression moyenne pendant la tem|>éte.

Pluviomètre» — Le pluviomètre se compose d'uni*

— il! -

cuvette cylindrique de métal placée sur le toit pour recevoir Teau ou la neige, et munie à sa partie inférieure d*un tuyau qui amène Teau dans le laboratoire. En dessous de rorifice inférieur est un vase de verre suspendu par un ressort spiral d'acier, de façon qu'il s'abaisse à mesure que Teau vient le remplir. A l'extrémité inférieure du ressort spiral est fixé un crayon qui appuie sur une feuille de papier mobile, et dont la position en hauteur indique à chaque instant le poids de Peau que contient le vase, ou la hauteur d'eau tombée^ si l'on divise le poids par la surface de l'ouverture du récepteur. Pour éviter de donner de trop grandes dimensions au vase, on le munit d'un siphon réalisant la disposition connue dans les Cours de Physique sous le nom de vase de Tantale; aussitôt que l'eau vient à couvrir le siphon, il s'amorce de lui-même et vide complètement le vase; le crayon remonte en haut du papier, et tout est prêt de nouveau pour continuer l'inscription. Dans l'appareil original, le vase se vide dès qu'il est tombé un demi-pouce d'eau (12""*, 7).

En hiver, quand il tombe de la neige, elle fond constamment, grâce au courant d'air tiède qui mon te du bureau tout le long du tuyau, et elle vient donner également la quantité d'eau liquide qui correspond à la neige.

Dans la tempête du 1 8 décembre, on voit sur le tracé que le crayon quitte l'horizontale, c'est-à-dire qu'il commence à pleuvoir, à 1 1 heures du matin. La pluie continue avec une abondance variable toute l'après-midi; à 4^20" environ, le vase, étant rempli, se vide, et l'on voit le tracé remonter au haut du papier : il était alors tombé 12™'", 7 de pluie. Un peu avant 6 heures, la pluie cesse, et le tracé redevient horizontal. A minuit 10 minutes, petite averse

qui dure vingt minutes environ et donne o""**, 5 de hauteur d'eau; la pluie a dès lors cessé de tomber jusqu'au jour.

Baromètre. — Le baromètre est extrêmement simple ; c'est un baromètre à mercure dont le tube est fixe, mais dont la cuvette est suspendue à deux ressorts spiraux d'acier; quand la pression barométrique augmente, le mercure monte dans le tube, la cuvette devient plus légère et les ressorts la font monter; elle descend de même quand le baromètre baisse. Le calcul indique facilement •que ces mouvements sont proportionnels aux variations de la pression ; il suffît donc, pour inscrire ces dernières, de fixer à la cuvette un crayon qui frotte contre la feuille de papier mobUe destinée à recevoir Tinscription. Comme on dispose à volonté de la sensibilité des ressorts et du diamètre du baromètre, on pourra faire en sorte que les mouvements de la cuvette soient beaucoup plus grands que les variations de la pression, et obtenir ainsi l'ampliiication que l'on jugera la meilleure.

Cet instrument n'était pas encore construit lors de Touragan du 18 décembre; le tracé aurait certainement présenté un grand intérêt, car le baromètre, à 757"" 4 a 7 heures du matin, avait éprouvé une baisse subite énorme; il n'était qu'à 744*"" > 3 à ?. heures du soir et à «y^Quim 3 ^^ g heures; le lendemain matin, à 7 heures, il se retrouvait à 76^2 millimètres.

Thermomètre, — Le thermomètre n'a été installé qu'en 1872. M. Draper avait essayé d'abord de faire in* scrire d'une manière continue la longueur d'un fil de

cuivre, de manière à en déduire la température. Il a adopté depuis une lame formée de deux métaux soudés, et qui s*infléchit d'un côté ou de l'autre suivant les variations de la température. Les deux lames ont environ 20 centimètres de long et sont soudées sur toute leur longueur; une de leurs extrémités est serrée dans une mâchoire Gxe ; l'autre est libre et agit sur le petit côté d'un levier à bras inégaux, maintenu sans cesse en contact avec elle au moyen d'un ressort. L'autre extrémité du bras de levier, aussi grande qu'on le veut, se termine par un crayon qui appuie sur une feuille de papier mobile. Le thermomètre est gradué par comparaison une fois pour toutes aux températures extrêmes entre lesquelles il doit fonctionner. Les métaux employés étaient d'abord le zinc et le fer; depuis, M. Draper a préféré des lames doubles de laiton et de caoutchouc, qui seraient plus sensibles et donneraient, d'après lui, de bons résultats, chose étonnante au premier abord, quand (m songe à la lenteur extrême avec laquelle le caoutchouc doit se mettre en équilibre de température avec l'air extérieur.

Pour avoir un psychromètre, il suffit d'enrouler autour d'une de ces lames un morceau de toile fine que l'on maintient toujours mouillée; on peut réunir sur le même tracé les indications du thermomètre sec et du thermomètre humide.

L'Observatoire possède actuellement un certain nombre

de ces thermomètres. L'un fonctionne à l'ombre du côté

du nord; un autre, à découvert sur la terrasse ; un autre,

également sur la terrasse, est couvert de noir de fumée et

placé au milieu d'un ballon de verre fermé; il donne, par

sa différence avec le thermomètre libre, la mesure de la