LA TOT H K IF F LL F N
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niveau du sol, dont la température proi>re et le relief communiquent aux conciles voisines des variations tout à lait spéciales.
A cette hauteur, l’amiilitude des variations de température ou d’état livgrométriipie est hien moindn* que près du sol ; les vents sont plus réf^uliers et plus foids, et im somme ce n’est que dans les stations de monlapjnes éh'vées qui* l’on retrouve des l’esultats analogues a ceux qui* fournit la Tour.
.‘57. — Ajijiiireils ciirc;iistriiiH ù lu sinl'uee du sol, rue do !' Université (Uureuu central inéléorologii/ue), les indications données (lar les instruments jilacés au sommet de la Tour Kiflel.
Aussi, dès l’origine de la construction, en nStte;, il a »'‘té installé, par les soins et sous la direction di* .M. K. Mascart, Mcnihre de, l’Institut et Directeur du Duri'au central méléorolojjfirpie de h' rance, un service di^ météorolo<^ie extrêmement iuqiortant.
Les instruments de mi'surc sont disjiosés sur la petite plate-forme de 1,60/// de diamètre ipii lei’iuinc 1a Toui‘ à 300 m du sol; à l’aide d’un câble, ils Iransmetlent électriipiement leurs indications ji di*s appareils enregistreurs situés au rez-de-chaussée du Dui’eaii central, ipii est voisin.
THAVAI X SCIENTIKIorKS EXÉCI TES A LA TOI'K
■ 'routes les observations sont relevées heure par heure : pour le veut eu vitesse et eu flirecliou, pour la lempéi’ature, pour la [)i-essiou almosphéri(pie, pour l’élal hygrométrique, etc. ; elles sont inscrites sur les registres du Bureau et leur 1‘ésuniê figure dans h' Bulletin publié (piotidiennement.
Ces observations sont central isé(‘s par M. Alfred Angot, docteur ès sciences, météorologiste titulaire du Bureau central, qui en a analysé les résultats comparativement aux observations faiti's dans le local du Bureau central ; ils font l’objet de savants Mémoir(‘S insérés dans les Annales du Bureau. Tous ceux que ces (jiiestions intéressent devront les consulter; ils renferment tous les documents détaillés et leur discussion scientifujiie. Un premier Mémoire concerne les résultats de 1889; cimj autres, ceux des années 1890, 1891, 1892, 1893 et 1894. Kiitin, un Mémoire général récapitule les observations de ces cinq années, sauf celles relatives au vent, (pii font l’objet d’un Mémoire spécial allant jusqu’en 1893.
Un deuxième Mémoire' récapitulatif allant jusqu’en 1^)99 est en préparation et S('ra ju'ocbaim'ment publié.
Cet ensemble forme un véritable monument scientiPupie qui fait le plus grand honiu'ur à son auteur.
M. Angot a résumé, dans un article jiaru dans la Xatare du 25 janvier 1890, l’ensembb' de ses observations d(' 1889. Nous le reju'oduisons ci-dessous :
« Ce qui frajipe tout d’abord dans l’observation du vent, c’est la force tout à fait imprévue (ju’il jtossède déjà à 300 m de hauteui'. Uescentet une jiremières journées d’observation (pi’on a recueillies entre le milieu de juin et le i" octobre, dans la belle saison, ont donné une vitesse moyenne de 7,05 m par seconde, ou plus de 25 km à l’heure. Beudant la même jjériode, un instruuK'nt identi(pie à celui de la Tour Uillel, jdacé sur la tourelle du Bureau centi-al iuétéorologi(jue, à 21 m au-dessus du sol et à une distance horizontale d’environ 500 m de la 'tour, indiquait seulement une vitesse moyenne de 2,24 m, c’est-à-dire un ju'u moins du tiers de ce qu’on observait au somuu't de la Tour. On savait bien (pie la vitesse du V('ut augmente av('C la hauteur; car, près du sol, les mouvi'iuents de 1 aii‘ sont gênés et retardés par le frottement contr»' toutes les asjiéi’ités, collines, maisons, arbri'S, etc.; mais on n’adnu'tlait pas jusqu’ici nue loi d(‘
variation aussi rapide. Ce fait a une très ^u-ande importance pour les études relalivcs à la navigation aérienne; il importe, «m clîet, de savoir pendant combien de temps en moyenne la vitesse du vent reste au-dessous de telle ou telle valeur, contre bujindle peut lutter avantageusement la machine du ballon dirigeable. Or, pendant la période (lue nous avons étudiée, la vitesse du vent à 300 m a été j)endant 59 |). 100 du temps supérieure à 8 m par seconde, et pendant 21 j). 100 supérieure à 10 m.
(( Les observations anémomélriques de la Tour KitTel ont mis en évidence un autre fait encore plus imprévu cjue la grandeur même de la vitesse du vent : c’est la manière dont cette vitesse varie régulièrement
dans le cours de la journée.
« L(*s deux courbes en ti’aits ph'ins de la ligure 13 donnent res- [)ectivemcnt pour la Tour KilTel et le Bureau météorologi(|U(' la loi de variation diurne de la vitesse du vent.
Au Bureau météorologicjue, comme du reste dans toute les stations basses, la vitesse est la plus faible vers le lever du Soleil (1,6 /// à 3 heures du matin I et la plus foiTe au milieu du jour (4,1 m à i heiii'c du soir). A la Tour l'hffel, au contraire, la plus petite vitesse (5,4 m) s’observe ontr(‘ 9 (T 10 heures du matin, et la j)lus grande se produit au milieu de la nuit (8,8/» à II heures du soir). C’est |)rcs(|iic exactement ce tpii se |tass(‘ au sommet des montagnes, comme au Buy de Dôme et au Bic du Midi, où la vitesse du vent est maxima pendant la nuit et minima au milieu du jour, suivant ainsi une marche inverse de celle des régions basses.
l-'if'. !5S. — Vnviation (litinw\(h In y liesse ilii vent sur In Tour Killol cl nu llurcnu luclèorolofjique.
« Cette inversion est encore mise plus mùtement en évidence par la coui'bc pointilléc de la ligure 3}}, ipii donne pour chacjue instant le rapport des vitesses du vimt à la Tour KilTel et au Bun'au méléorologiipie. Ce rapport est le plus grand (T égal à 3 entre' 2 et 4 heures du malin; le plus petit est égal à 2 entre 10 heure's du malin et 3 heures du soir; sa variation diurne présente exactement la forme caractéristique de celle de la vitesse du vent sur les montagnes. C’est certainement la
TRAVAIX SCIENTIFKJCES EXÉCI TÉS A LA TOLU
première lois que l’on signale une variation semblable à une hauteur aussi faible clans l’atmosphère.
(( Au point de vue de la vitesse du vent, considc*rée soit dans sa grandeur absolue, soit dans sa variation diurne, la Tour EilTel se rapproche donc beaucoup [)lus des stations de montagnes que des stations ordinaires. Il en est de même j>our la températui’e. En admettant, comme d ordinaire, une décroissance de r pour i8o m d’altitude, le tbennoniètre devrait être constamment plus bas au sommet de la 'l’our de i ,"6 (lu’au niveau du sol, dans la campagne des environs de Paris, à rObsc'rvatoire du Parc ï^aint-Maur, par (‘xempb'. Nous avons pris cette station comme terme de comparaison au lieu d’un point situé dans Paris même, plus j)rès de la Tour, parce cpie la température de Paris n’existe pas, à proprement parleiq elb' est absolument ai tilicielle et peut varier de plusieurs degrés suivant l’emplacement des instruments, l’état du ciel, la direction du vent, etc.
« La figure 39 donne, pour chaque mois, la dilîérence moyenne entre la Tour Eiffel et le Parc Saint-Maur, non seulement ])our la température moyenne
(ligne du milieu', mais pour la température minima de clunpie jour (ligne supéi’ieure) et pour la température maxima (ligne inférieure).
(( Dans tous les mois sans exce[)tion, au moment du maximum diurne, la température, au sommet de la 'l'our, est |)lus basse cpi’au pied; la dilïérence est même lu'aucoup j)lus grande cpie la valeur théorique i",b que nous avons indiquée et qui c‘st représentée sur le diagramme par une ligne j)onctuée; les journées sont donc relativement froides au sommet. Par contre, les nuits (minima, ligne su[>éri8ure) sont très chaudes : non seulement la dilîérence entre le sommet et la base n'atteint pas i"6, mais c’est le sommet qui est le plus chaud en valeur absolue. Au sommet de la Tour, les jouimées sont donc relativement fraîches, et les nuits chaudes; l’amplitiuh' de la variation diurne de la tem[)érature est beaucoup moindre que près du sol.
(( La cause principale de ces différences est la faiblesse des pouvoirs
l'i^. ‘Mj. — Dillérciico do tow/icniliires outra lu Tour Eiliel et l’uris.
absorbani et émissif de l’air (|iii s’échaulîe très |)eii din'ctemenl pendanl le jour el se refroidit aussi très peu peudaiil la nuit : la variation diurne de la température, à une certaine hauteur dans l’air libre, doit donc être petite; elle devient plus frpande dans les coucbes inférieures de l’atmosphère, aux(juelles se communiquent par contact les variations de température considérables que subit le sol. Dans les 200 ou 300 j)remiers mètres d’air à partir du sol, la décroissance de la température est ainsi très raj)ide le jour et très lente la nuit, où même il fait normalement plus chaud à une certaine hauteur que près du sol, quand le temps est calme et beau. Ces considérations sont vériliées de la manière la plus complète par les observations de la Tour; dans les nuits calmes et claires, en particulier, la température y est fréquemment de 5" à 6” plus haute au sommet qu’à la base.
« Des dilTérences analogues ont été observées fréujuemment dans les observatoii’es de montagnes; mais elles y sont beaucoup moins marquées. C’est (pie, dans ces stations, la masse de la montagne exerce encore une inlluence considérable, tandis (ju’à la Tour Eitï’el on est réellement dans l’air libre. C’est ainsi (pie l’amplitude de la variation diurne de la température à la Tour IvilTel, à 336 ni au-dessus du niveau de la mer, est pres(jue égale et même plubjt inférieure à celle que l’on observe au sommet du Puy de I)(vme, à 1.470 m.
« La marche annuelle de la température au sommet de la Tour (ligne du milieu, fig. 39) pai-aît, autant qu’on jieut en juger d’après cimj mois seulement d’observation, suivre les môuK's lois (pie la variation diurne; la température moyenm' simible plus basse que la normale [)endant la saison chaude, et jilus élevée, au contraire, pendant la saison froide.
(( F]n dehors de ces causes régulières, des causes accidentelles peuvent produire des dilTérences de température encore plus remar- (piables enti’c le haut (T le bas de la ’J’our EilTel. Au moment d(‘s changements de temjis, la moditication se manifeste parfois com jilètement a 300 m de hauteur plusieurs Inmres et môme jilusicurs jours avant de se produire près du sol. Le mois de novembre dernier en a fourni un exemj)I(‘ frapjiant.
« Du 10 au 24 novemlm* a régné, sur nos régions, une période de hautes pressions, avec calme ou vents très faibles venant généralement
TWWW'X SCIENTIl’ini KS KXKCi l'KS A LA 'KM l{
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de l’I'.sl, et (em[)éraUin' liasse, surloul dans les derniers jours; c’(‘st seulement dans la journée du 24, (jue 1(‘ vent passe Sud-Siid-( )uesl et deviimt lort; la températui’e remonte, le ciel se couvre (d le mauvais temps commence. ()r, à la lour, la température était encore liasse' le 21 avec vent lailile du Sud-hst, Inrsepie, vers 6 heures du soir, h* veni prend lirusejnenu'iit de la force et tourne au Sinl, jiiiis se fixe au Snd-Sud-Onest; en même temps, la température', au lieu eh' Laisser, comme elle aurait elù le laire noi’inaleme'nl, remonte de plus de 8" jusque vers 2 heures du matin le 22, comme on le voit sur la tii^ure 40, ejui re[iroeluit les courhes des thermomètres enregistreurs installés au sennmet ele la d'our et à la hase
Fig. \o. — MiircJie do la loinpdratttro au sonimcl cl à la base de la Tout- Kilïol
du '20 au 2 i uovotubro IS‘^9.
(pilier Est). De})uis ce moment, la température est restée plus haute au sommet, de sorti' ipie, dans tout l’intervalh' com[ins entre le soir du 21 et le matin du 24, il a lait constamment beaucoup [dus chaud en haut de la Tour qu’au niveau du sol. Le chanjfcment ‘de régime s’est donc manifesté à 300 m de hauteur [dus de deux jours avant de se faire sentir dans les régions inférieures. Ce qu’il y a de [dus remarquahle, c’est que rien absolument en bas ne [louvait indiqiu'r ce changement; de[iuis le soir du 21 jus([u’au matin du 24, le ciel a été constamment d’une pureté [)arfaite, sans aucun nuage, et un calme conqdet régnait en lias, alors qu'en haut de la Tour souillait un vent chaud du Sud-Sud-( tuest, aniim'; d’une vitesse de 6 à i3 01 par seconde.
« Les observations de tenqiérature, aussi bien que ci'lles de la vitesse du vent, montrent ainsi, d’uni' manière tout à fait im[irévue, à quel point les conditions météorologiques à 300 oi seuhmient de hauteur
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peuvent dilïérer de celles que l’on observe près du sol. Malgré son altitude ndativenuMit faible, la station inétéorologi(jue de la Tour Eilîel est donc des j)lus inléressantes; c’est la première (pii nous donne réellement des obs(‘rvations faites dans l’air libre, en dehors de l’intluence du sol, et il est probable ipi’elle réserve encore aux météorologistes plus d’une snrpi'ise et jilus d’un enseignement. »
Ces premiers résnllats ont été confirmés par les observations qui ont été faites jusqu’à ce jour et (jui sont analysées dans de iiomlirenx Mémoires dont nous avons fait le résumé dans notre ouvrage des « Travaux scientifnjues ». On y trouvera des renseignements très intéressants sur les pbénomènes très frécpienls des inversions de température du sommet par rapport au sol et sur le régime des vents.
^5. — Electricité atmosphérique.
Nous rappellerons d’abord qu’au moment de la construction, une Commission spéciale, composéi* de M. Becquerel, Membre de l’Institut, de M. Maseart, Membre de l’Institut et Directeur du Bui'eau central météorologi(]ue, et de M. (leorges Berg(*r, Président honoraire de la Société inl(‘rnati()iial<“ des électriciens, avait inditpié les mesures sj»éciales à prendre pour protéger la Tour contre l’action de la foudre.
Nous (‘xtrayons du rapport de cette Commission les passages suivants : « La lour de 300 >/i pourra jouer \c rôle d’un immense paratonnerre protégeant un très large l'space autour d’elle, à condition que sa masse m(dalli(pie soit en communication parfaib' avec la couche a(juifère du sous-sol j)ar le moyen de bons conducteurs.
« tirac(‘ à ces précautions, l’intérieur de l’édiüce, avec les personnes qui s y trouveront aliritées, sera absolument assuré contre tout accident pouvant |(rovenir d(‘s coujis de foudre fréipients (pii frapperont infailliblement l(‘s jiai'ois de la Tour à dilTéi'entes bauteui’s.
« Pour réaliser la non-isolation de la Tour dans les meilleures conditions, on noiera dans la (muebe a(piifère des conducteurs métalliques à grande section, émergeant dn sol et mis en communication avec les parties métalliques basses de la Tour, au moyen de câbles, de barres ou de lames de cuivre à grandes sections. »
TliAVArX SCIENTIFIUUKS EX KG l TÉS A LA TU LH U7
11 a été obéi cos j)rescriplions; mais il était essoiiticl de s’assurer (jue les j)i'ises do terre répondaient bien au but fpie l’on s’était j)roposé.
A cet edet, en août 1889, M. A. d'ercpiein, cbef d’escadi’on d’artillerie, a fait des expériences très [)réc.ises sur la conductibilité él(‘ctri(pie de la Tour et de ses prises de terre; elles sont relatées dans une Note i)résentée û l’Académie des Sciences le 2 décembre 1889 et (jui conclut ainsi :
« En résumé, nous j>ensons (pie l’eusemblo des paratonnerres d(‘ la Tour Eiffel, établi suivant les savantes indications de MM. Hecipiend, Berger et Mascart, jieut être considéré comme très pai’fait et (|u’il est de nature à exercer sa ju’otection clans un rayon considérable. »