ROLE DE LA VAPEUR D'EAU ATMOSPHÉRIQUE

Après avoir vu d*uiie manière générale ce qu'on doil entendre par 1 équilibre de la chaleur à la surlace de notre globe, nous avons à nous occuper de la distribution des tem- |)ératures. Si en chaque point de la terre il y avait, à chaque instant, égalité entre la chaleur perdue et la chaleur gagnée, la température serait constante. Mille causes s'opposent à cette égalité, et la température varie périodiquement suivant certaines lois, de sorte qu'il y ait toujours conservation do l'énergie. Dans les êtres vivants se passent de nombreux phénomènes (jui exigent le concours de la chaleur, dans une proportion déterminée, et aussi durant un temps limité. Il ne tant pas que l'évolution de la matière qui constitue leurs organes soit trop lente ou trop rapide : de là certaines limites de température que les êtres ne peuvent dépasser sans périr. L'homme peut subir des variations de 100 degrés de température, vivre à 56 degrés au-dessous de zéro, comme le capitaine Black, voyageant dans l'Amérique du Nord, à la recherche du capitaine Ross, et à 47°, température maxima observé à Esné on Egypte. Mais la plupart dos animaux et les végétaux sont assujettis à dos limites beaucoup plus approchées.

L'étude de la température à la surface de la terre et la rocherclie drs lois qui la régissent appartiennent à une branche de la physique récemment fondée, (pi'on appelle la météorologie. Elle a reçu depuis plusieurs années une vive impulsion tic la part d'hommes éminents : c'est par une centralisation iit'tjvo^ foJIe que colle (\u a ev\\TOYvW^Aft.'S^\\\^^.,direo-

^^ur de l'Observatoire de Paris, que l'on pourra tirer parti des nombreuses observations qui se font chaque jour dans toutes les parties du monde, et formuler des lois dont Tuti- Kté est incontestable. Nous nous bornerons ici à indiquer les causes principales des variations régulières que peut subir la température de Tair.

Considérons d'abord ce qui se passe dans un même lieu, par exemple en France, dans l'intérieur des terres.

Lorsque le soleil se lève, il envoie des rayons obliques qui commencent à échauffer l'air et le sol. Celui-ci absorbe plus de chaleur que Tair, et il échauffe à son tour les couches atmosphériques voisines par rayonnement, par conductibilité et par convection. D'un autre côté, les espaces célestes exercent sur l'air et le sol leur action refroidissante, et elle est d*autant plus intense que la température de la terre est plus élevée. Cet action est donc faible au point du jour, et c'est l'action échauffante du soleil qui l'emporte. A mesure que le soleil s'élève, ses rayons arrivent moins obliquement, et apportent plus de chaleur; la température croît graduellement, tant que le rayonnement vers les espaces célestes n'a pas acquis une intensité assez grande pour compenser l'absorption de la chaleur solaire. Apres midi, lorsque le soleil, après avoir atteint sa plus grande hauteur, est déjà un peu descendu, et que l'obliquité de ses rayons augmente tandis que leur ardeur diminue, il arrive un moment où la chaleur reçue est égale à la chaleur perdue par rayonnement. Alors a Heu le maximum de température du jour. A partir de ce moment l'action refroidissante décroît moins vite que l'action réchauffante, et la température diminue jusqu'au coucher du soleil, malgré la présence de cet astre; elle continue à décroître pendant tout la nuit. Il y a donc un minimum vers le lever du soleil : ce minimum précède un peu l'apparition de l'astre, parce que ses rayons arriveut de V^lwv^'à^^VNèx^ vi^vsk.

292 LA ClIALEUU.

d'uUeindre le sol, eL que la chaleur est diiïusée par l'air, de même que la lumière qui produit le crépuscule.

Il y a des précautions essentielles à prendre quand on veut observer la température de Tair. Le thermomètre doit être exposé au nord, à l'ombre, et garanti contre la réverbération des murs voisins; Tair doit circuler librement autour de lui et avant de l'observer, il faut le faire tourner pendant quelques instants dans l'air, pour éviter les effets du rayonnement- Quand on a pris pendant un jour la température d'heure en

Fig. 92. — Thermomètres à maxima et à minima.

heure, on calcule la température moyenne du jour, en faisant la somme des vingt-quatre observations, et divisant cette somme par vingt-quatre. On arrive au même nombre, en prenant la demi-somme des températures maxima et minima du jour ; ce qui permet de substituer aux vingt-quatre observations horaires deux observations, faites une seule fois par jour, à l'aide d'instruments spéciaux qui marquent euxmêmes le maximum et le minimum. L'appareil le plus simple se compose de deux thermomètres fixés horizontalement sur une même planchette (fig. 92). L'un est à mercure, et sert pour le maximum; l'autre est à alcool, et indique le minimum. Pour cela, la colonne de mercure du premier A pousse (hvanl eJJe, quand la tem^^érature s'élève, un petit cylindie

de Ter, qui reste en place quand la température s'abaisse ; la Colonne d*alcool du second thermomètre B contient au contraire un petit cylindre d'émail, qu'elle entraîne par adhérence lorsque Talcool se contracte, et qu'elle laisse en place lorsque l'alcool se dilate. La différence d'action dans ces deux thermomètres tient à ce que le mercure, ne mouillant ni le fer ni le verre, ne peut passer autour du petit cylindre de fer; tandis que l'alcool, mouillant à la fois Témail et le verre, enveloppe complètement le cylindre d'émail. Supposons ce cylindre placé au bout de la colonne d'alcool ; si l'alcool se contracte, il entraîne le cylindre sans cesser de l'envelopper; si au contraire il se dilate, il le laisse en place en passant dans Fintervalle qui çxiste entre le cylindre et le tube de veri'e. Pour se servir de l'appareil, on abaisse le côté de la tablette situé à droite ; les petits cylindres sont alors ramenés par la pesanteur aux extrémités des colonnes thermométriques. On replace la tablette horizontalement, et vingt-quatre heures après, on note la position des deux cylindres. On les ramène de nouveau aux extrémités des colonnes thermométriques, et ainsi de suite. On n'a donc ju'une douMe observation à faire chaque jour.

Les moyennes diurnes éprouvent dans le même lieu des Variations qui dépendent de la saison. A partir du solstice l'hiver, la durée du séjour du soleil au-dessus de l'horizon :^ugmente chaque jour jusqu'au solstice d'été, en même temps que le soleil s'élève de plus en plus haut dans sa révolution diurne. Il agit donc de plus en plus fortement, et la Lerre finit par s'échauffer plus le jour qu'elle ne se refroidit la nuit. Au solstice d'été, l'action solaire est à son maximum ; mais l'action refroidissante des espaces célestes ne la compense pas encore : la compensation n'a lieu que quelque temps après, lorsque l'action solaire est dans sa décroissance, par suite de la diminution du jour et de la hauteur du soleil.

!29& U CUALKUH.

A ce moment, la température moyenne diurne atteint son maximum. Puis, jusqu'au solstice d'hiver, la terre se refroidit plus la nuit qu'elle ne s'échauirc le jour, et la température s'abaisse.

Comme une foule de causes locales ou accidentelles s'ajoutent à la cause précédente pour compliquer les variations de la température moyenne de chaque jour, on fait disparaître leur effet, en calculant les moyennes mensuelles de plusieurs années. Pour cela, ou divise par le nombre des jours du mob la somme des moyennes diurnes; on a une moyenne mensuelle; on répète ce genre de calcul sur les moyennes de chaque mois obtenues pendant un grand nombre d'années. Voici les résultats calculés par Bouvard pour Paris, d'après seize années d'observations.