CHAPITRE III

LES SAISONS

MÉCANISME ASTRONOMIQUE DES SAISONS SUR LES DIFFÉRENTES PLANÈTES. — SAISONS TERRESTRES MÉTÉOROLOGIQUES. — LEURS INFLUENCES SUR LA VIE DES PLANTES ET DES ANIMAUX.

L'action générale du Soleil à la surface de la Terre varie, comme tout le monde le sait, d’une semaine à Tautre, du jour au lendemain. La cause de ces variations a été déterminée par la science aussi bien que l’intensité de l’action générale. Saisons et climats sont expliqués géométriquement par l’inclinaison variable du sol relativement aux rayons solaires. Et par la même comparaison géométrique nous connaissons également la valeur des saisons sur les autres planètes de notre système.

Pour nous rendre exactement compte des variations de température suivant les saisons successives de l’année, il est nécessaire que nous connaissions précisément d’abord le mécanisme astronomique auquel les saisons elles-mêmes sont dues.

Nous avons vu cjue le globe terrestre circule en un an autour du Soleil et tourne sur lui-même en un jour. Supposons d’abord que l’axe de rotation soit perpendiculaire au plan dans lequel la planète se meut : ce qui est à peu près le cas de Jupiter, dont l’équateur n’est incliné cjue de trois degrés. Pendant toute la durée de l’année, le jour est égal à la nuit (fig. 78), le Soleil demeure dans le plan de l’équateur, et son élévation reste la même pour chaque point du globe tous les jours de l’année. Dans cette situation de l’axe, il n’y a pas de saisons, et la température décroît lentement de l’équateur aux pôles. Il n’y a pour ainsi dire qu’une zone tempérée sur toute la planète. ■<

Supposons, au contraire, que l’axe de rotation soit couché sur le plan dans lequel la planète se meut (fig. 79). Au solstice fi, le Soleil se trouve à l’extrémité de l'axe, et ])lane directement sur le pôle : l’équateur a le minimum de température. Un quart d’année plus tard, le Soleil se trouve sur l’équateur. Après la demi-année écoulée, c’est l’autre pôle qui ale Soleil à son zénith. Puis il repasse de nouveau par l’équateur, avant de revenir sur le pôle par lequel nous avons commencé. Dans cette situation, dont approche la planète Vénus, son inclinaison étant de 55 degrés, les saisons sont à leur maximum d’effet; chaque point du globe est soumis tour à tour à la rigueur du plus grand froid et à l’ardeur de la plus haute température. Il n’y a pas de zones tempérées, mais des zones torrides et glaciales empiétant sans cesse l’une sur l’autre.

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Supposons enfin qu’au lieu d’être dans la première ou dans la seconde de ces positions extrêmes, l’axe de rotation soit dans une situation intermédiaire, incliné, par exemple, de 67 degrés (fig. 80) : nous avons dans ce cas des saisons qui, sans être extrêmes, sont néanmoins très sensiblement marquées. C’est le cas de la Terre que nous habitons. Son axe de rotation fait avec l’écliptique l’angle que je viens d’inscrire, c’est-à-dire que son équateur est incliné sur le plan de l’écliptique suivant un angle de 23 degrés. C’est cette obliquité de l’écliptique qui nous donne nos saisons.

L’axe de rotation de notre planète restant toujours parallèle à lui-même pendant le cours entier de la translation du globe autour du Soleil, on voit qu’aux deux positions extrêmes de l’orbite le pôle Nord et le pôle Sud se présentent tour à tour au Soleil sous un angle maximum de 23 degrés. C’est l’époque des solstices. Au solstice du pôle Nord, c’est-à-dire d’été pour notre hémisphère, le 21 juin, le Soleil s’élève jusqu’à

Fig. 78. — Planète- dont l’axe Fig. 7g. — Planète dont l'axe Fig. 80. — Planète dont l’axe

est perpendiculaire. est couché. est incliné.

23 degrés au-dessus de l’horizon de ce pôle. Une situation symétrique se présente à l’opposé au solstice d’été du pôle Sud, qui est le solstice d’hiver pour le nôtre et qui arrive le 21 décembre.

Le 20 mars, à l’époque de l’équinoxe de printemps, le plan de l’équateur passe par le Soleil. Les deux pôles de la planète sont alors symétriquement placés par rapport au Soleil, et le cercle de séparation de l’hémisphère éclairé et de l’hémisphère obscur est précisément un méridien. 11 en résulte que chaque point du globe, emporté parla rotation diurne, décrit dans la lumière la moitié de la circonférence, et dans l’ombre l’autre moitié : la durée du jour est partout égale à celle de la nuit.

Mais à mesure que la Terre va s’avancer dans son cours, comme l’axe garde la même situation, le pôle Nord s'offre de plus en plus aux rayons solaires, et le cercle de rotation diurne d’une latitude boréale fait progressivement un plus long chemin dans la lumière que dans l’ombre. La durée du jour surpasse celle de la nuit, et par conséquent la quantité de chaleur reçue.

Tel est lé simple mécanisme des saisons. Examinons ce qui se passe dans la distribution de la température.

Le 21 mars, l’horizon de Paris par exemple, comme toute autre surface de notre

1^2 L’ATMOSPHÈRE

liémisplièrc, est ccliaulï’é pendant douze heures consécutives ; mais, en même temps, cette surface est refroidie par voie de rayonnement vers l’espace pendant les mômes douze heures de jour et pendant les douze heures de nuit qui leur succèdent, c’est-àdire en tout pendant vingt-quatre heures. 11 n’est pas possible de dire a priori si la perte surpasse le gain, mais considérons le jour suivant.

l^e 22 mars, les rayons solaires échaulferont l’horizon pendant un peu plus de douze heures. Quant au refroidissement par rayonnement, il s’opérera comme la veille pendant vingt-quatre heures. Or ce qui prouve incontestablement que l’action échauffante, quoique ne s’exerçant que pendant environ douze heures, est supérieure à cette é))o(pie de l’année à l’action refroidissante, que l’horizon a plus gagné qu’il n’a jierdu.

l'ig. 8i. — La tiaiislation de la Terre autour du Soleil, et les saisons.

c’est qu’abslraction faite des circonstances accidentelles, la température du 22 mars surpasse généralement celle du 21.

Nous arriverons au môme résultat en comparant la température du 23 à celle du 22, et ainsi de suite. ^

IjCS rayons caloriliques du Soleil produisent des effets de plus en plus considérables jus([u’au 2J juin, parce qu’ils exercent leur action pendant des périodes graduellement plus longues, les jotirs aiigmcutcnt sans cesse de longueur jusqu’à l’époque du solstice, ’houtefois celLc cause, quoitpic prépondérante, n’est pas la seule qui agisse pour l’accroisscmeut de la température.

L’incliiuiison des rayons solaires diminue à mesure qu’on approche de l’été ; du 21 marsan 21 juin, ces rayons nous arrivent de plus en plus haut à midi, échauffant davantage le sol et les objets.

Une troisième cause tréchaulfement, également influente, doit être signalée ici, dirons-nous avec Arago. Le Soleil |)eiit être considéré comme le centre d’une sphère d’oii ])artiraient des layons dans toutes les dii’cctions i maginables. Or, si à unecertaine

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distance du centre de cette sphère on suppose un horizon d’une étendue déterminée exposé à l'action de ses rayons divergents, cet horizon en embrassera un nombre d'autant plus considérable qu’il se présentera à eux dans une direction plus voisine de la perpendiculaire. Qui ne voit que, dans tous les midis compris entre le ai mars et le

Ê 21 juin, un horizon quelconque dans nos climats se présente, en ell’et, aux rayons

solaires dans des directions de plus en pins voisines de la pcrj)endiculaii'c ■ ' Ainsi, en résumé, depuis le 21 mars jusqu’au 21 juin, l’horizon de l’ai is reçoit de

}.] jour en jour plus de rayons solaires; ces rayons arrivent sous des inclinaisons de plus

en ])Ius f’avoi’ablcs pour l’absoiption ; cidîn leur action a chaque jour iiiu' plus grande durée.

L’accroissementde tem|)érature ne s’arrête pas au 21 juin. En effet, les jours restent plus longs (pie les nuits, notre liéinisplière continue de recevoir plus de chaleur pendant le jour qu’il n’en perd pendant la nuit; cependant, les rayons solaires devenant de plus en plus obliques diminuent graduellement d’intensité ; on arrive vers le i4 juillet à égalité entre le gain et la perte. C’est le maximum de la température annuelle.

Maintenant remarquons que depuis cette époque jusqu’au 21 décembre les jours deviennent de plus en plus courts; ([ue l’action solaire va sans cesse en diminuant; que ces rayons arrivent de plus en plus affaiblis, parce qu’ils traversent des couches atmosphériques plus étendues et moins diaphanes ; (jue l’inclinaison de la lumière à midi et des heures voisines de ce moment de la journée, par rapport à cet horizon ou à tout autre situé dans l’hémisphère nord, et comptée à partir de sa surface, devient de plus en plus grande et est alors moins propre à l’absorption ; que cet horizon reçoit une quantité de rayons solaires sans cesse décroissante. De toutes ces raisons réunies, il résulte que la température de tout horizon situé dans l’hémisphère nord doit toujours aller en diminuant; mais il n’est pas évident de soi-même qu’il y aura compensation, le 21 décembre, jour du solstice d’hiver, entre le rayonnement vers l’espace et les causes échauffantes, qui ont été sans cesse en s’affaiblissant.

L’observation montre, en effet, qu’à Paris la compensation parfaite n’arrive que vers le 9 janvier; c^est, abstraction faite des causes accidentelles, la première semaine de janvier qui est la plus froide de l’année. A partir de cette époque et jusqu’au iZj juillet suivant, la température va toujours en augmentant, ainsi que nous l’avons déjà expliqué en prenant le 21 mars pour point de départ.

Toute cette série de raisonnements s’appliquerait à l’horizon d’un lieu situé dans l’hémisphère sud, comme Paris est situé dans l’hémisphère nord. Seulement nous trouverions, et ce résultat est conforme aux observations, que les mois les plus chauds dans l’hémisphère nord seraient les plus froids dans l’hémisphère sud, et réciproquement.

4'oltaire tournait en dérision notre globe, parce qu’il se présente au soleil de biais et gauchement . On peut remarquer que le ridicule ainsi jeté sur notre pauvre planète offre une compensation, car cette position gauche est précisément ce qui porte la vie chaque année aux deux pôles opposés. Sans elle, celte vie terrestre ne serait pas ce (ju’elle est. Pourtant la situation de Jupiter est évidemment préférable. Les habitants des mondes qui jouissent d’un printemps perpétuel doivent se demander s’il est possible de vivre sur des terres comme les nôtres, affligées de saisons si disparates.

Rien n’est plus utile que de porter un regard d’ensemble sur les opérations de la nature, de s’élever au-dessus des idées étroites de ceux qui n’ont point perdu de vue leur clocher natal, pour étendre ses regards sur le pays et même sur la partie du monde (ju’on habite. L’Europe, fière de sa population de 342 millions d’hommes, avec sa puissance intellectuelle et guerrière, occupe la zone tempérée, et par les deux caps extrêmes de l’Espagne et de la Grèce n’atteint même pas le 36® parallèle, laissant encore toute l’Afrique sejitentrionale et toute l’Egypte entre elle et la zone torride. Aussi,

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d’après la tendance naturelle qui nous porte à donner une importance exclusive à ce qui nous entoure, il nous semble toujours bizarre d’entendre parler des chaleurs intolérables de décembre et de janvier qu’éprouvent les habitants de l’autre hémisphère, au cap de Bonne-Espérance, dans l’Australie et le Chili. Les froids de juillet et d’août, dans les mêmes' contrées, ne nous paraissent pas moins étranges. Cependant, puisque les saisons sur la Terre offrent déjà bien des circonstances extraordinaires, combien n’en trouverions-nous point, en allant non pas de notre pôle européen, asiatique et américain au pôle opposé, mais bien de la région ardente où la planète Mercure se meut sous les feux d’un Soleil sept fois plus chaud qu’il ne l'est pour la Terre, jusqu’aux 'confins du système solaire, où Neptune occupe provisoirement la dernière place, recevant des rayons neuf cents fois plus froids que ceux qui, pour notre Europe, font ces grandes divisions de l’année, le printemps, l’été, l’automne et l’iiiver, dont les productions sont si capitales pour l’homme, tandis que rien de semblable n’existe dans les latitudes intertropicales !

Les saisons astronomiques sont comptées à partir des équinoxes et des solstices. Le printemps commence le 20 mars, l’été le 21 juin, l’automne le 22 septembre et l’hiver le 21 décembre. Ce sont toujours là pour chaque année, — à un jour près, à cause des six heures supplémentaires (365 j. 6 h.), — les époques astronomiques du commencement des saisons.

Evidemment ces époques ne devraient pas être appliquées aux saisons météorologiques^ qui sont en définitive, pour nos impressions et nos appréciations directes, les véritables saisons. Elles devraient être établies de part et d’autre à égale distance du maximum et du minimum moyens de la température, le milieu de l’été étant le i4 juillet, le milieu de l’hiver étant le 9 janvier.

La classification la plus simple, et qui se trouve en même temps suffisamment adaptée à la marche moyenne de la température, est celle que la plupart des météorologistes emploient aujourd’hui. L’année est partagée en quatre périodes de trois mois pleins. L’hiver se compose des mois de décembre, janvier et février; le printemps, des mois de mars, avril et mai ; l’été, de juin, juillet et août; l’automne, de septembre, octobre et novembre.

Sur l’hémisphère austral, les saisons sont inverses des nôtres. A notre solstice d’hiver, au 21 décembre, le Soleil arrive là-bas à sa plus grande hauteur : c’est leur solstice d’été. A notre solstice d’été, au 21 juin, le Soleil arrive pour eux à son minimum de hauteur au-dessus de leur horizon ; ce sont leurs jours les plus courts et leur hiver. Quand nous avons l’automne, nos antipodes ont le printemps, et vice versa. On se rend facilement compte de cette inversion en considérant l’inclinaison constante de l’axe de rotation terrestre et la translation annuelle du globe autour du Soleil.

C’est à la succession harmonique des saisons que la Terre doit son éternelle pai ure et sa vie impérissable. Chaque printemps apporte la résurrection à la surface de la planète rayonnante, qui rajeunit dans une adolescence sans fin sous les fécondes caresses dont l’enveloppe l’astre radieux. « Saisons, filles chéries de .Jupiter et de

L’ATMOSPHERE

Thémis, s’écriait déjà il y a trois mille ans le premier poète Orphée, vous qui nous comblez de biens! saisons verdoyantes, deuries, pures et délicieuses! saisons aux couleurs diaprées répandant une douce haleine! saisons toujours changeantes : accueillez nos pieux sacrifices, apportez-nous le secours des vents favorables qui font mûrir les moissons. »

Ainsi sont maintenant déterminées les causes qui donnent naissance aux variations de la température suivant le cours de l’année.

Figurons-nous la Terre accomplissant en un an sa course autour du Soleil, et revenant à la même position après avoir présenté successivement ses deux pôles aux rayons de l’astre de la lumière et de la chaleur. Si nous partons du printemps, nous voyons les neiges qui ont recouvert une grande partie des continents septentrionaux disparaître, pour faire place à une active végétation ; les arbres se couvrent de verdure, et les plantes que l’hiver a fait jiérir renaissent de leurs graines pour rivaliser de feuillage avec les végétaux permanents ; les Heurs, les graines, les rejetons assurent la reproduction, et les espèces sociales, tant les plantes que les arbres, envahissent le sol par le seul bénéfice de la force d’association. C’est ainsi que nous observons d’immenses forêts do pins, de chênes et de hêtres, et des plaines sans bornes couvertes exclusivement do chardons, de trèfle et de bruyères. Une des plus curieuses conséquences de la marche bien observée des saisons, c’est que les riches moissons qui alimentent en Europe le quart du genre humain sont, quant à leur cause, dues à l’hiver tout autant qu’au printemps, qui développe les céréales, et à l’été, qui les mûrit.

En effet, si le blé n’était pas astreint à périr dans l’hiver, si ce n’était pas, suivant l’expression des botanistes, une plante annuelle, elle ne monterait pas en épis et ne produirait pas les utiles récoltes qui, depuis Gérés et Triptolème, ont assuré l’alimentation des populations nombreuses de l’Europe, et même ont donné naissance à ces populations. Pour se convaincre de cette vérité, il n’y a qu’à descendre plus au midi dans l’Afrique, dans l’Asie et dans l’Amérique. Dès que l’on arrive dans un climat oû l’hiver ne tue point nécessairement les céréales, la plante devient vivace comme l’herbe l’est chez nous ; elle se propage en rejetons, reste constamment verte et ne produit ni épis, ni grains. Là, ce sont d’autres végétaux, comme le millet, le maïs, le dourà et diverses racines, qui donnent les fécules nutritives.

A la fin du printemps et au commencement de l’été, le Soleil, qui s’est avancé vers le nord, fait pulluler tlans notre hémisphère, et jusqu’auprès du pôle toutes les es])èces animales, comme il fait naître et se développer les espèces végétales. Quadru- [)èdes, oiseaux, poissons, anqihibies^ insectes, mollusques, animaux microscopiques, })euplcnt les terres et les mers septentrionales, soit par naissance locale, soit par immigration.

Si nous suivons le Soleil dans sa marche rétrograde vers le sud, nous voyons la chaleur de la saison baisser avec la hauteur du Soleil à midi, les jours de douze heures reparaître, puis l’automne finissant avec des jours de huit heures et des nuits de seize heures, et enfin l’hiver, dont les jours sont do même longueur que ceux d’automne, mais qui, succédant à une saison froide, est pour cette raison encore plus froid que

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l’automne, de même que l’été, dont les jours sont semblables à ceux du printemps, est bien plus chaud que celui-ci, parce qu’il verse ses rayons sur des régions déjà échauffées.

A peine les jours sont-ils arrivés à leur plus grande durée, qu’ils diminuent rapidement ; à peine la jeunesse a-t-elle brillé, que l’automne de la vie s’annonce. Mais aussi à peine les jours ont-ils raccourci, qu’ils grandissent de nouveau. Nous n’en pouvons espérer autant sur cette Terre pour nos jours d’hiver, dont la destinée est de s’éteindre dans les glaces du tombeau.