EURE CASE

Les extrêmes observés à Genève de 1853 à 1883 ont été: pour le maximum: juillet 1874 . . . 24.69 DD MINIMUMEMENTIEN LEA MEN ER)

Outre la variation périodique annuelle, il y dans la température du lac une variation lustrale (!), et cela de deux manières.

a) La température de la couche superficielle, stratiñfiée thermiquement, varie d’une année à l’autre suivant que la température de l'été est plus ou moins élevée. Cette variation n’est pas très-importante; d’après les observations que je possède, la surface du lac s'élève chaque année à plus de 20°; elle ne dépasse jamais 25° C.

b) Les couches profondes sont sujettes, elles aussi, à une variation lustrale. Ce n’est pas ici le lieu de développer le mécanisme assez compliqué de ce phénomène ; je me bornerai à donner les résultats généraux. À la suite d’un hiver froid et prolongé les couches profondes du lac sont refroidies par convection ; leur température s’abaisse de quelques dixièmes de degré. Aïnsi, après le grand-hiver de 1880, le fond du lac Léman a passé de la température de 5.2° qui règnait en 1879 à celle de 4.6°; il s’est donc refroidi de 0.60.

D'une autre part, en dehors de ce cas de la pénétration par convection du froid d’un hiver rigoureux, la masse profonde du lac se rechauffe lentement, soit par l’action de la chaleur centrale (*), soit par la conduction de la chaleur dès la surface vers le fond (*).

1880 me font changer d'avis. Alors que le Petit-lac était couvert de radeaux de glace et que sa température était par conséquent à 0° à la surface, les lectures faites par les observations de Genève, à 1 mètre de profondeur, dans le Rhône, ont toutes donné des chiffres relativement élevés; des six jours où le lac a été ainsi congelé, la température la plus basse mesurée dans le port de Genève a été de 3.22 le 10 février. J’en conclus que l’eau qui s'écoule par le Rhône de Genève n’est pas seulement l’eau superficielle du lac, mais qu’elle est abondamment mélangée aux couches profondes, lesquelles en pareil cas étaient plus chaudes que la surface (x).

(1) Pour plus de commodité et de précision j'appellerai variations lustrales les variations qui sont liées à une périodicité irrégulière durant plusieurs années; je distinguerai donc la périodicité annuelle, liée au cycle estival-hiémal, ou à la révolution de la terre autour du soleil, c’est une périodicité régulière, et la périodicité lustrale, occasionnant des variations de durée et d'intensité irrègulières, durant deux ans, cinq ans, dix ans ou plus, c’est une périodicité irrégulière dont les causes, probablement complexes, nous sont le plus souvent inconnues.

() D’après E. de Beaumont (xcvu) la chaleur centrale se dégage à travers les couches supérieures de la terre en quantité suffisante pour fondre annuellement une couche de 6.5 m/m. de glace. Cela représente 5.2 calories par d/m°. Ce chiffre a encore été abaissé par les recherches du comité de l’Association britannique (xcvin) et réduit à 4.1 calories par d/m°.

() Il est une cause de réchauffement du fond des lacs à laquelle on n’a pas encore fait attention, qui ne peut expliquer qu’une faible partie de l’élevation de température constatée, mais dont on doit tenir compte. C’est le fait de la densité plus grande du limon contenu dans l’eau des affluents. Que ce soit la poussière minérale elle-même qui descende dans les profondeurs, et en se refroidissant réchauffe l’eau qui l’entoure (le Rhône apporte annuellement dans le lac Léman plus de 200,000 m° de limon, Forel, la Reuss 150,000 m°. de limon dans le lac des IV-cantons, Heim), ou que ce soit l’eau limoneuse qui, plus lourde par la poussière impalpable qu’elle tient en suspension, descende dans une couche in-

ls à 226

One

Il résulte des sondages que j'ai continués dans le lac Léman depuis 1879 à 1884 que ce réchauffement est d'environ 0.1° par an.

Voici en effet les températures que j'ai constatées dans les grands fonds du lac Léman, entre 250 à 300 m., de 1879 à 1884. Toutes ces mesures ont été faites avec le même thermomètre et dans les mêmes conditions; elles sont donc bien comparables entr’elles.

DS A00t0DrE LE MOMENT RD 0 HPANTILAlIS SOMME An ES DOUTE SONNERIE S0novemDre les 0e Ter bHimovembre lee e Enr e DOPIÉVNICT Ie ee ER RC 00 EMA les A PEER 5.4 -

D’après ces observations, l'amplitude de la variation annuelle de la température des

grands fonds du lac Léman serait:

en période de réchauffement, entre 0.1° et 0.2°, en période de refroidissement, jusqu'à 0.62.

Quant aux variations lustrales résultant du réchauffement prolongé des couches profondes dans une série de belles années, ou du refroidissement par l’effet d’un hiver très-froid(?), j'estime qu’elles doivent s'élever à une amplitude d’un degré au maximum, soit + 0.5°.

Jusqu'à présent je n’ai parlé que des variations de la région pélagique et profonde ; mais il y a lieu de faire intervenir ici celles de la région littorale. Celle-ci est en effet soumises à des variations beaucoup plus étendues que celles du milieu du lac, et ces variations ont un effet très-curieux sur la température des grandes profondeurs du lac.

En hiver la région littorale se refroidit souvent très-bas, et tandis que la région pélagique du Grand-lac reste à 59 Fig: 2. Coupe théorique de la barre thermique littorale. environ, elle descend au-dessous de 4° et peut même arriver à zéro. Il se forme alors, ainsi que je l’ai montré ailleurs (x), une barre thermique d’eau à 4°, qui sépare la région littorale où la stratification thermique est inverse, les couches les plus froides étant à la surface, de la région pélagique où la stratification est directe, la surface étant plus chaude que le fond (Fig. 2). L'eau plus dense de cette barre thermique à 4 tend

férieure à celle à laquelle sa température l’aurait amenée, par ces deux procédés il y a apport de corps plus chauds dans le milieu froid des grands fonds, et par conséquent réchauffement de l’eau des grandes profondeurs. Par cette action la température des couches inférieures des lacs doit s’élever chaque année, mais de quelques centièmes de degré seulement.

(:) J’admets que le grand hiver de 1880 peut être considéré comme étant, à peu de choses près, l’extrême de rigueur d’un hiver de nos climats.

sans cesse à s’écouler au-dessous des eaux plus légères, et il en résulte, en particulier, un courant d’eau froide à 4°, qui descend le long des talus du lac et gagne les plus grands fonds. Il suit de là qu'à la fin de l'hiver, il doit y avoir au fond de la cuvette du lac, sous la grande masse du lac à température uniforme, une couche peu épaisse d’eau plus froide, dont la température s'approche de 4°.

J'ai retrouvé cette couche d’eau froide après le grand hiver de 1880, dans un sondage thermométrique opéré le 23 mars 1880 devant Ouchy.

2D0MmMÈENES ER REREE Sn GD DA DE) Part SU SERA 0 200: SLT REA C 280 » CR PE LR NES 474 LU) 305 » REP EC SÉRIE LI à 310 » À 4.4

Tandis que la grande masse du lac ne s’est pas refroidie au-dessous de 4.6, il y avait au fond de la cuvette une couche de 50 m. d'épaisseur, plus froide de un ou deux dixièmes de degré.

Ce courant d’eau froide à 4°, qui coule le long des talus du lac pendant les grands froids de l’hiver, est un phénomène temporaire et ne dure que quelques jours; la couche stratifiée d’eau froide qui s’accumule dans les grands fonds n’est pas bien épaisse, et elle est bientôt réchauffée par les masses plus chaudes qui l'entourent, soit le sol sous-jacent, soit l’eau sus-jacente. Mais quelque passagères et temporaires que soient ces apparitions, elles n’augmentent pas moins notablement l’amplitude des variations thermiques, qu'ont à subir les animaux de la région profonde du lac. Les variations annuelles et lustrales oscillent autour d’une température plus élevée, 5° + 0.5. Ce courant d’eau froide abaisse subitement la température de l’eau à 4° ou à peu près. Dans un climat aussi Constant que la région profonde d’un lac, une telle intempérie doit être fort sensible et fort désagréable pour les animaux.

De même que le refroidissement hiémal agit plus sur la région littorale, de même l’échauffement estival y est aussi plus intense; l’eau s’y réchauffe souvent en été de plusieurs degrés au-dessus de la température de la région pélagique. Mais ce phénomène est purement superficiel; il est sans action sur la région profonde, et nous n'avons pas à nous en occuper ici.

Nous avons vu qu'à la suite du grand hiver de 1879 à 1880 la température du Léman s'était abaissée de 0.6° environ, mais qu'elle était restée cependant à 4.6", c’est-à-dire notablement au-dessus de 4°, température du maximum de densité de l’eau. Il n’en a pas été de même pour la plupart des autres lacs Suisses, qui se sont congelés les uns après les autres. Outre les lacs de montagne qui gèlent chaque année, dans l'hiver de 1880 la congélation a saisi successivement les lacs de Morat, de Bienne, de Zurich, de Zoug, de Neuchâtel, de Constance, d'Annecy et des IV-Cantons. Il n’y a que

Os on

les lacs de Thoune, de Brienz, de Walenstadt, le Léman, le lac du Bourget et les lacs Insubriens (!) qui aient été épargnés par le gel.

La congélation des grands lacs de la Suisse est un fait rare, mais on ne peut pas le dire anormal. Plusieurs fois par siècle, on a vu se recouvrir de glace ceux qui ont été gelés en 1880. Toutefois, d’après les souvenirs historiques que j'ai pu rassembler, le lac de Thoune n'aurait gelé que 4 ou 3 fois depuis le XIV° siècle; le lac de Brienz une seule fois. Les lacs de Walenstadt, du Bourget, les lacs Insubriens et le Léman n'auraient jamais gelé. L’on peut à ce point de vue établir la loi suivante :

La congélation d’un lac sera d'autant plus hâtive ou plus fréquente, caeleris paribus,

a) que le lac est moins profond;

b) que ses talus sont moins inclinés.

c) que son altitude est plus élevée.

d) que sa latitude est plus éloignée de l’équateur.

e) qu'il est dans une région moins protégée contre les vents.

f) que ses bords sont encaissés dans une vallée à parois moins abruptes, contre les

flancs de laquelle l'air atmosphérique se refroidit plus. (R. Billwiller.) (Cxxxvi).

g) qu'il a emmagasiné moins de chaleur dans l'été précédent.

h) qu'il s’est écoulé moins d'années depuis le dernier hiver froid.

i) qu'il y à eu durant l'hiver moins de soleil pendant le jour et moins de nuages

pendant la nuit.

Quoiqu'il en soit, les lacs de’notre région Subalpine sont exposés à la congélation, et nous devons étudier comment ce phénomène agit sur la température des régions profondes.

L'eau ayant sa densité maximale à 4°, les allures du refroidissement de l’eau sont différentes au-dessus et au-dessous de cette température. Jusqu'à 4° le refroidissement automnal se continue, comme nous l'avons vu dans le Léman, par des phénomènes de convection; il y a, par convection, augmentation progressive de la couche superficielle de l’eau à température uniforme ; à mesure que, la chaleur se perdant par la surface, cette couche superficielle se refroidit, elle s’adjoint l’une après l’autre, en les faisant entrer dans le cycle de sa circulation thermique, les couches inférieures, dont elle prend successivement la température, dans le cours de son refroidissement progressif. [l arrive donc un moment où toute la masse du lac est à 4°; mais dès lors la convection cesse, et le refroidissement superficiel ne se propage plus dans la profondeur que par des phénomènes de conduction ; il en résulte une stratification thermique inverse de celle que nous avons constatée en été, les couches les plus froides étant à la surface en hiver.

(:) Les 9 et 10 février, les 14, 15 et 16 fevrier et le 1 mars 1880, la partie occidentale du Léman connu sous le nom du Petit-lac a été recouverte d’une pellicule glacée assez forte pour résister à la chaleur du soleil pendant le jour. Le 3 février il y eut sur le lac de Lugano formation de glace dans le bras occidental, entre Morcote et Brusino, et dans le golfe de Pontetresa. Ce sont des faits de congélation littorale ; la région pélagique de ces lacs n’a jamais été menacée par la glace (x).

Des sondages thermométriques effectués sous la glace des lacs m'ont prouvé que le fond du lac est bien à 4°, ou au-dessous. Le fond des lacs gelés descend done à une température plus basse que celle des lacs qui ne gèlent pas, et l'amplitude de la variation thermique y est plus considérable.

Je le montrerai en donnant les chiffres des sondages thermométriques exécutés dans les lacs de Morat et de Zurich, d’une part pendant le grand hiver de 1880, alors que le lac était gelé, d’une autre part au milieu de l’été suivant, au mois d'août 1880; à côté de ces chiffres j'inscris l'amplitude de la variation thermique estivale de cette année 1880, telle qu’elle résulte de la différence des deux observations.

Lac de Morat.

1880 1 février 6 août Amplitude de la variation 0 m. 0.3 19.1 ° 18.82 6) 129 18.8 16.9

20 2.0 9.6 tal