ÉTUDE DE LA PLUIE. — PLUVIOMÉTRIE

La première condition de l’étude de la pluie est la mesure de l’épaisseur d’eau qu’elle a produit en tombant à la surface du sol.

L’appareil le plus simple et le plus précis est le, pluviomètre ordinaire où l’on pèse le volume de l’eau tombée sur une surface déterminée. La pluie est recueillie, par l’intermédiaire d’un entonnoir, dans une bouteille enfermée dans une boîte de bois, contenant de la ouate 0. La figure 1 représente ce pluviomètre, dont on a retiré une des parois pour laisser voir sa disposition intérieure.

L’entonnoir en cuivre A représente à sa partie supérieure, une surface de 4 décimètres carrés, ou O”, 2249 de diamètre. L’eau de pluie qui y tombe, est recueillie à sa partie inférieure dans la bouteille B, dont on connaît le poids. Quand la pluie a cessé, on pèse cette bouteille avec l’eau qu’elle contient : on a ainsi par différence le poids de cette eau. Connaissant la surface de l’entonnoir à sa partie supérieure, il est facile de déduire de celte pesée l’épaisseur de la couche d’eau tombée sur le sol. Celle surface étant, comme nous l’avons dit, de 4 décimètres carrés, une quantité d’eau de :

400 gr. représente une épaisseur de pluie de 0"‘,01 0 40 — — 0 m ,001

Une balance ordinaire pèse facilement le gramme. Ce pluviomètre permet donc d’avoir exactement la hauteur de pluie à 1/4 de dixième de millimètre près. L’anneau de l’entonnoir doit être parfaitement circulaire ; on peut le confectionner en laiton tourne pour éviter toute déformation qui réduirait la surface. La bouteille de ce pluviomètre est pesée chaque

fois qu’il tombe de la pluie. A la fin du mois on que l’on vérifie directement par le totaliseur que additionne la hauteur de pluie, et on obtient un total nous allons décrire.

Fig. g. — Papier circulaire du pluviuscope, représenté sur i’upparett ci-dessus dont os a retiré le couvercle.

Fig. 4. — Pluviomètre do Synions.

Fig. 1. — Pluviomètre.

Fig. 2. — Pluviomètre totaliseur.

Fig- 3. — Pluviomètre de Batunct

Fig, 5» Coupe .du pluvioscopo de il, II cio è Mangon,

Le totaliseur (fig. 2) est composé d’uno grande bouteille de verre vert B, ayant au. moins vingt litres

de rapacité et surmontée d'un entonnoir E, dont l'ouverture supérieure correspond à une surface de 4 dé-

cimètres carrés. Le vase et l'eau qu’il contient sont pesés une fois par mois.

Si la bouteille B est entourée d’herbes élevées elle

peut rester à l’air parce qu’elle s’échauffe peu. Sur un sol ordinaire, il faudrait l'envelopper d’une caisse en bois pour la préserver du soleil qui déterminerait

Fig. 7, 8, 9 et 10- — Reproduction des taches formées par des gouttes de pluie sur les papier» pluvioscopique».

une évaporation du liquide. Les résultats des lectures quotidiennes et du totaliseur concordent à moins de 1/2 p. 100 quand l'installation est bien faite et lorsque les observations ont été suivies avec soin.

Dans les pluviomètres que nous venons de décrire on ne peut se rendre compte de la quantité d’eau tombée sur le sol qu’après la chute de la pluie, et après avoir fait la pesée du récipient collecteur. Il est d’autres instruments où l’eau de pluie, amenée dans des vases jaugés, monte dans un tube gradué, et peut être mesurée à chaque instant par l’opérateur. Tel est le pluviomètre à tube de Babinet.

L’eau de pluie tombée dans l’entonnoir E (fig. 3) arrive dans le réservoir A, dont la surface est moindre que celle de l’entonnoir. Des expériences préliminai-

Fig. 13. — Êvaporométrc.

Fig. 14 — Disposition d’un nouvel évaporometre.

res font connaître le rapport qui existe entre les sections de l’entonnoir et du réservoir. Le niveau de

l’eau contenu dans celui-ci est mesuré à l’aide d’un tube communiquant. Le liquide peut être vidé après l'observation par le robinet R.

On peut construire un petit appareil analogue, plus sensible et que représente la figure A.

Un entonnoir E, dont l’ouverture supérieure a

0 m ,20 de diamètre, est fixé à la partie supérieure d’un long tubeMN, de l m ,20 de hauteuret de 0 lu ,01 de diamètre intérieur. Dans ces conditions le tube a une section qui représente de la surface de l’entonnoir; il multipliera donc singulièrement l'épaisseur de la couche d’eau tombée. S'il tombe une pluie de 1 millimètre ou aura dans le tube, une hauteur d’eau de 400 millimètres. Cet appareil est fort inté-

ressant; rien n'esl plus curieux que de voir l'eau de pluie monter rapidement dans le tube vertical. On peut rendre ce mouvement très-manifeste en plaçant dans le tube un petit flotteur de liège F trèsmiuce et de couleur visible, rouge par exemple, qui suit les mouvements d’ascension de la surface de la colonne intérieure. Si la pluie est abondante, si le tube MN se remplit , l'eau en arrivant à sa partie supérieure se déverse par l'orifice O, dans un deuxième tube I‘Q. L’appareil est fixé à une planchette graduée. L’entonnoir peut être éloigné du tube gradué par l'intermédiaire d'un tuyau recourbé, placé par exemple au dehors, tandis que la planchette est fixée au-dedans, sous les yeux de l’observateur qui voit monter l’eau pluviale, tout en se trouvant à l’abri.

Les pluviomètres donnent l’épaisseur de la couche de pluie tombée, mais il y a une limite aux déterminations fournies par ces appareils. La surface du sol est parfois humectée d’une pluie, dont les gouttelettes sont extrêmement fines, et dont la durée est très-faible. L'épaisseur de la couche d’eau qu’elle produit est tout à fait inappréciable ; le pluviomètre ne l’accuse en aucune façon. Cependant elle a pu agir sur la végétation ; il est utile de mesurer la valeur de cette pluie, si minime qu’elle soit. Le pluviomètre offre un autre inconvénient ; il se tait sur les interruptions qui marquent la chute d’une pluie intermittente ; il ne dit rien non plus sur la nature des gouttelettes d’eau météorique, sur leur volume, sur leur nombre dans une surface déterminée.

Le pluvioscope de M. Hervé Mangon donne, avec une remarquable précision, ces renseignements intéressants. Cet appareil est basé sur ce fait, qu’une feuille de papier imbibée de sulfate de fer, et saupoudrée postérieurement d’une poudre de noix de galle, se colore en noir au contact d’une goutte d’eau qui y forme de l’encre.

Le papier servant à l’expérimentation de l’appareil est circulaire ; un double cadran portant les heures y a été préalablement imprimé comme le représente la figure C.

Ce papier est plongé dans une solution aqueuse de sulfate de fer, puis séché. Ou y frotte, à l’aide d’un tampon, de la noix de galle finement pulvérisée, et additionnée d’une petite quantité de sandaraque, qui le fait adhérer à sa surface. Une fois préparé, ce papier est placé sur un disque métallique horizontal très-mince, qui est fixé dans une boite métallique et qui, sous l’influence d’un mouvement d'horlogerie, accomplit en 24 heures un mouvement de rotation sur un axe central.

L'appareil est représenté en coupe dans la fig. 5 : CD est la feuille de papier imbibée de sulfate de fer et de noix de galle. AB est la boîte métallique qui le contient, II le mouvement d’horlogerie qui le fait tourner. Le couvercle EF est fixe ; il est retenu sur la boîte au moyen de la vis V. 11 porte au centre une ouverture GII, où est adaptée une glace transparente, permettant de lire les graduations du ca-

dran central imprimé sur le papier représenté en plan dans la figure 6. IK est une ouverture longitudinale à travers laquelle les gouttes de pluie tombent à la surface du papier, sur la zone portant les graduations du grand cadran excentrique. Chaque goutte de pluie qui a touché le papier reste imprimée en noir. Quand ce papier a accompli sa rotation, on y trouve donc marquées les gouttes de pluie, leur grandeur, leur nombre, sur une surface déterminée. On voit l'heure à laquelle elles ont tombé ; on voit enfin les interruptions dont leur chute a été marquée. Celles-ci sont indiquées par l’absence de taches à la surface du papier.

A défaut de cet appareil, on peut se contenter, pour des expérimentations moins rigoureuses, de simples feuilles de papier, ayant exactement un décimètre carré de surface, et imbibées, comme nous l’avons indiqué, de sulfate de fer, où l’on frotte de la noix de galle en poudre. On prépare à l’avance un certain nombre de ces papiers; on les enferme dans une petite boîte de fer blanc plate que l’on tient dans sa poche à la façon d’un portefeuille. Partout où l’on se trouve on peut se rendre compte, à l’aide de cet appareil, de l’intensité delà pluie qui tombe. On place une des feuilles du papier préparé sur le couvercle de la boîte, on l’expose à la pluie pendant 1 5, 50 secondes ou une minute même, suivant l'abondance des gouttes d’eau météoriques ; quand cela est fait, on remet dans sa boîte le papier qui porte désormais les traces de chaque goutte d’eau de pluie, et une fois rentré, on en compte le nombre. Par une multiplication, ou arrive ainsi à obtenir exactement 1e nombre de gouttes qui sont tombées pendant un temps donné sur une surface d'un hectare. Les spécimens ci-dessus (fig. 7, H, 9 et 10), donneront une juste idée des variations d’aspect, de volume, de nombre que peuvent présenter les gouttes de pluie au sein de l’atmosphère. I.a figure 7 représente les taches formées par une pluie très-fine, presque insensible, sorte de condensation de brume du matin; le papier pluvioscopique a été exposé à l’air pendant une minute. La ligure 8 donne les gouttes d’une pluie fine pendant une minute; les figures 9 et 10, des gouttes de pluies torrentielles d’orage pendant sept secondes seulement.

11 ne suffit pas de recueillir les eaux de pluie, do mesurer leur volume, etc., il est intéressant de prendre leur température au moment de leur chute. Ces déterminations donnent quelques indications précieuses sur l’état thermométrique des régions supérieures d’où proviennent les eaux météoriques. L’appareil, représenté dans les figures 1 1 et 12, permet d’obtenir à ce sujet des résullats très-exacts.

L’eau de la pluie tombe dans l’entonnoir métallique E (fig. 12), et remplit le tube cylindrique MN, où un thermomètre T a été fixé à l'aide d'un bouchon. Le réservoir du thermomètre est baigné dans l’eau de pluie; on lit extérieurement la température. Les cavités intérieures O, O de la boîte sont remplies d'un corps isolant, Ici que la ouate, que l’on introduit

facilement par le couvercle inférieur AB, dont l’appareil est muni.

Après avoir rapidement passé en revue les différents pluviomètres et pluvioscopes, nous examinerons les appareils qui permettent d’apprécier la quantité d’eau qui s'évapore d’une surface déterminée dans l'atmosphère, et qui portent le nom d evaporomètres.

Une grande cuve remplie d’eau AB, de 0 m ,60 de profondeur et de l m ,20 de large, est enfouie dans le sol (fig. 13).

Une petite flèche métallique F, dont on peut abaisser ou élever la pointe fixée à une vis, est placée à la surface du liquide. Après un espace de temps appréciable, après 12 heures par exemple, une certaine quantité d'eau a disparu par l'évaporation; on la mesure en ramenant la flèche au niveau de l’eau, et en comptant, à l'aide d'un vernier fixé à l’appareil, la longueur dont on l’a lait descendre.

Cet appareil offre un inconvénient: il est difficile de bien apprécier la position où la pointe de la flèche affleure exactement la surface du liquide. 11 est préférable de plonger la flèche dans l’eau en la contournant deux fois à angle droit, et de faire les mesures en faisant paraître hors de l’eau son extrémité pointue. Cette disposition est représentée en F', à gauche de notre figure 13.

M. Hervé Mangon a étudié le plan d’un nouvel évaporomètre, où la quantité d’eau évaporée sera mesurée très-exactement à l’aide de la balance, et au moyen d’un artifice ingénieux que nous allons décrire.

'’AB est le vase extérieur, destiné à fournir une surface d’eau à l’évaporation (fig. 14). 11 est mis en communication au moyen d’un tuyau de plomb Cl), avec un petit vase A'B' placé dans le cabiuel de l’observateur. Un tube E, mobile autour d’un genou l), peut être relevé ou abaissé à volonté. Le vase A'B' est construit de manière à offrir une surface ayant a J 0 de celle du grand vase AB. l*ar le principe des vases communiquants les niveaux des deux vases seront toujours situés sur le même plan horizontal ; si le niveau du vase AB a baissé par l’évaporation, celui du vase A'B' s’abaissera dans la même proportion. On mesurera exactement l’abaissement du niveau de l’eau du vase A'B' en le pesant avant et après l’évaporation du liquide contenu dans le vase AB. Gaston Tissanbieii.

— La suite prochainement. —