DE JOURS
Mai
Juin
Août
Septembre
Octobre
Janvier
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre
Octobre
Novembre
Décembre
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Les résultats de cette série sont assez parallèles à ceux des autres séries, les différences étant cependant un peu plus faibles, ce qui amène des différences négatives pour les mois d'automne.
Nous disposons ainsi, en réunissant ces trois séries, de 963 jours de comparaison entre la température pélagique et celle de Genève ; les observations du Grand-lac sont de valeur très inégale, et prises dans des conditions très irrégulières et très différentes ; je n'ose pas essayer d'en tirer directement les valeurs moyennes de la température pélagique. Mais en attendant que nous ayons mieux, je vais en extraire la valeur moyenne probable de la dilïérence mensuelle avec les températures du port de Genève. Les observations de ma première série portant sur 8 années différentes ont plus de valeur pour moi en annulant mieux les variations accidentelles ; pour l'établissement de la moyenne, je leur donnerai plus d'importance et les multiplierai par le facteur trois.
J'obtiens ainsi une valeur provisoire de la correction à apporter
(1) Les observations manquent souvent, pour causes diverses, sur les tableaux fournis par les divers bateaux. Cette colonne indique les nombres extrêmes des observations qui ont servi pour les moyennes.
aux moyennes mensuelle.s de la température du port de Genève, et j'en déduis la température mensuelle de la région pélagique du lac.
Mois
Température
du port de Genève.
Correction probable.
Température pélagique du Léman.
Janvier
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre Octobre
Novembre
Décembre
Je le répète, cette température pélagique du Léman a été obtenue par voie indirecte ; elle sera corrigée lorsqu'on aura, par voie directe, des observations en nombre suffisant.
Nous reviendrons sur ces valeurs pour en tirer des comparaisons météorologiques intéressantes. Mais auparavant nous devons étudier quelques-uns des caractères généraux de cette température pélagique.
1° Variation locale de la température pélagique. Le premier fait qui résulte de l'ensemble des observations, c'est l'inégalité de la température d'un point à l'autre. Il est rare que la surface de l'eau soit partout au même degré de chaleur ; il est rare, on peut dire sans exemple, que des mesures thermométriques simultanées en des localités différentes donnent exactement la même température. Il y a toujours des dixièmes de degré, il y a souvent des degrés de différence. Je donnerai quelques exemples de cette variabilité de la température.
Le premier sera tiré des observations faites par les capitaines de bateaux à vapeur. Je prends un jour quelconque, choisi au miheu d'une série de beaux jours, par un lac calme : le 26 juillet 1890.
Température
re 19.0»
Bateaux
Capitaines
Heure
Traversée
Aigle
Ruh
Bouveret-Ville
Léman
Mégemont
Yevey-Clarens
Siniplon
Decré
Ouchy-Evian
Mont-Blanc
Marthoud
Evian-Ouchy
Chillon
Meylan
St-Prex-Rolle
Cygne
PeiTet
Yvoire-Nyon
France
Gebel
Nernier-Nyon
Si dans ces observations, faites par diverses personnes, avec des instruments divers, il peat y avoir des ditïérences provenant de l'équation personnelle du lecteur ou du thermomètre, il n'en est plus ainsi dans les observations que j'ai faites moi-même avec le même thermomètre. Exemples :
^ 17 juin 1882
Golfe desPierrettesC
— de Morges
^ 28 .juin 1882
— de Morges
— des Pierrettes
il A S
— des Pierrettes
— de Morges
Ou encore : Dans la traversée d'Ouchy à Morges, je mesurais la température chaque 2 ou 3 minutes de la marche du bateau à vapeur, le 27 mai 4880 :
Ces exemples, que je pourrais multiplier beaucoup, ont été choisis dans des jours de grand beau, de grand calme ; ils montrent que d'un point à l'autre, indépendamment de toute cause perturbatrice actuelle, la température du lac peut varier de plusieurs dixièmes de degré, del, de 2 degrés et plus, à quelques centaines de mètres de distance. D'un golfe à l'autre, dans le même golfe de place en place, la température de la surface est notablement différente. Cette variabilité locale est la plus grande quand la stratification thermique est la plus accentuée ; je l'ai cependant constatée en toutes saisons.
Il suit de là que c'est un problème fort compliqué que d'évaluer avec exactitude la température pélagique d'un lac ; qu'il ne suffit pas de mesurer cette température à un point donné ; qu'il est nécessaire, pour arriver à la précision désirable, de la mesurer dans une infinité de points et d'en chercher l'intégration. On se heurte à des difficultés pi'frtiques insurmontables. Ce n'est qu'en répétant pendant longtemps, année après année, les observations en un nombre consi-
(1) Entre Ouchy et St-Sulpice.
dérable de localités que l'on peut arriver à une approximation suffisante.
2° Vai'iations locales de la température sous Vinfluence du vent. La différence entre la température des diverses régions du lac peut être grandement exagérée par l'action des vents. Les courants que nous avons étudiés p. 278, et que nous avons désignés sous le nom de courants de retour, en amenant à la surface, vers la côte sur le vent, les eaux des couches moyennes et profondes, occasionnent un abaissement local de température qui ne se fait pas sentir à l'autre bout du lac. Il est d'expérience banale dans le monde des baigneurs que l'eau est fortement refroidie à Genève par le vent sudois, sur la rive nord du lac, à Morges, à Ouchy, par la bise. Etant donnée la forme des côtes, la variation est beaucoup plus accentuée dans le premier cas ; à Genève, la chute du thermomètre dans l'eau peut atteindre 5'^', 6°, 8» et plus. Le plus bel exemple que j'en aie est celui du 24 juillet 1879, dans lequel j'ai trouvé moi-même pour la température de la surface au large d'Ouchy entre 18.1^^ et 19.6", tandis que la température du port de Genève, à midi, était descendue à 9.4°. La différence la plus forte a été de 10.2"; c'était à la suite d'un grand vent sudois qui avait sévi pendant 4 jours.
3" Variation de la température de surface par Veffet des vagues. Ce n'est pas seulement l'action du courant de retour qui en cas de grand vent modifie la température superficielle. Il y a aussi une action locale due probablement au mélange de la couche supérieure avec les couches sous-jacentes. De fortes vagues abaissent rapidement la température de la nappe d'eau. J'en donnerai un exemple frappant. Le 14 mai 1884, je faisais la traversée du lac d'Ouchy à Evian, et j'ai constaté les variations suivantes :
|-j[h25m Traversée d'Ouchy-Evian, tiers lac
Calme, ciel gris.
11 40 id. moitié lac
id.
11 50 id tiers lac
id.
13 — Fort coup de vent sudois. Grosses '
vagues.
14 15 Traversée d'Evian-Ouchy, tiers lac
Gt^ vent sudois.
14 30 id. moitié lac
id.
Le lendemain j'allai vérifier la température du lac au large de Morges et je retrouvai encore 11.9°. L'abaissement de température avait été de 4° environ.
4" Variations locales de la température par l'effet du trouble des eaux. Lorsque les eaux de surface sont salies par l'alluvion impalpable apportée par un affluent débordé, ou soulevée par les vagues à la côte sous le vent, elles sont opaques, non seulement pour la lumière, comme nous le verrons plus loin, mais aussi pour la chaleur; elles sont relativement adiathermanes. Aussi, dans ces taches d'eau louche qui diaprent le lac après un orage ou une tempête, si le soleil apparaît, sa chaleur rayonnante est arrêtée à la surface du lac, la réchauffe extraordinairement, sans pénétrer dans les couches sous-jacentes, comme elle le fait dans les eaux limpides. J'ai vu souvent la température s'élever localement de 2 ou 3 degrés plus haut dans les taches opaques que dans les parties environnantes du lac où l'eau était restée propre.
Nous pourrions tirer de ce fait, s'il en était besoin, une preuve de la diathermanéité de l'eau.
5" Variatio7}s régionales de la température. Y a-t-il des différences systématiques au point de vue de la température superficielle entre les différentes régions du lac? A cette question je n'hésite pas à répondre : oui. De même que la température atmosphérique est plus chaude ou plus froide dans certaines stations plus abritées ou plus ventées, plus ensoleillées ou plus nuageuses, de même pour la température du lac. Ainsi par exemple, le golfe de xMorges est généralement de 1 à 2 degrés plus froid que le golfe des Pierrettes, ce que j'attribue au courant d'air du morget, beaucoup plus intense sur le premier. Ainsi le Haut-lac est très fréquemment plus chaud que la partie occidentale du Grand-lac; le Grand-lac que le Petit-lac.
Voici un exemple entre plusieurs, mesuré par M. Provost, capitaine du bateau à vapeur le Jura.
21 février 1880. — Calme.
Gris.
Traversée de RivazCully
— Lutry-Ouchy
— Morges-Rolle
— Nyon-Coppet
— Versoix-Genève
Le surlendemain, je répétai moi-même ces mesures et je constatai combien la variation était régulière.
23 février ^880. — Calme. Gris.
ISt-SOmin Devant le Boiron de Morges Grand-lac 5.0°
13 40 De Rolle à Promenthoux — 4.8
14 00 Devant Prangins Petit-lac 4.6 14 13 Devant le Boiron de Nyon — 4.2 14 20 Devant Géligny — 4.1 14 30 Près de Coppet — 4.0
14 40 à 15''10 de Coppet à Genève (6 mesures) — 3.9à3.8
D'autrefois c'est le Petit-lac qui est plus chaud que le Grand-lac. En voici un exemple tiré de mes notes personnelles :
21 mai i819. — Grand beau. Calme.
9h40miu Golfe de Morges
Grand-lac
— de Fraidaigues
— de St-Prex
Devant Prangins
Petit-lac
— Crans
— Myes
— Genthod
On le voit, ces variations régionales peuvent être fort accentuées et elles sont parfois systématiques. Elles mériteraient d'être étudiées attentivement. Elles diffèrent probablement suivant les saisons. Mais leur complication est si grande que je n'ai pas encore pu en démêler les lois. Je me borne à constater le fait sans oser essayer d'en indiquer l'ordonnance. Plus loin, quand j'étudierai la formation de la barre thermique littorale de l'hiver, j'aurai à montrer une variation systématique bien caractérisée qui rend le Petit-lac notablement plus froid que le Grand-lac en hiver.
6. Variation périodique journalière. Il est une question très importante qui domine toutes les recherches que l'on peut faire sur la variabilité de la température pélagique : Y a-t-il une variation journalière ? Quelle en est la valeur ? A quelle heure doit-on mesurer la température de l'eau pour obtenir la moyenne de la journée? Quelles sont les limites de l'erreur commise quand on mesure la température à un moment quelconque de la journée.
Quand les physiciens de Morges ont, en 1851 et 1852, observé la température du lac, voici dans quels termes ils ont traité cette ques-
tion : « On a observé la température de l'eau au mois d'août 1851, le matin et le soir, aux moments présumés du maximum et du minimum ; la variation diurne a été trouvée de 0.7». Dès lors on s'est contenté d'une seule observation vers le milieu du jour, ordinairement entre 1 et 2 heures de l'après-midi. » (•)
Il est évident que le lac suit les variations thermiques journalières de l'atmosphère ambiante ; il se réchauffe pendant le jour, se refroidit pendant la nuit ; il se réchauffe plus quand le soleil brille, il se refroidit plus quand la nuit est sereine ; le maximum de température de l'eau est à la fm de de la phase diurne, le minimum à la fin de la phase nocturne ; le maximum de cette variation doit avoir lieu au printemps et en été, lorsque le lac est en phase de stratification directe, au commencement de l'hiver, lorsque le lac arrive à la phase de stratification inverse.
Après m'être assuré de l'existence de cette variation par des observations personnelles, nécessairement irrégulières, j'ai cherché à obtenir une série méthodique et je me suis adressé à la collaboration obligeante des capitaines de bateaux à vapeur qui naviguaient régulièrement sur le lac. Dans l'été de 1886, MM. Devaud, du Chillon, et Milleret, du GiùUaume-Tell, ont mesuré la température du lac dans la traversée d'Ouchy à Evian, le matin et le soir à T'' et à 18''. Voici le résultat moyen de leurs observations :
Juin 1886 27 jours différence moyenne 0.5"
Juillet — 26 — — 1.5
Sur ces 53 jours d'observation, il y en a eu 9 pendant lesquels la température a été plus basse le soir que le matin, par le fait d'un refroidissement accidentel.
Dans les jours à différence positive il y a eu
17 jours à différence de
La différence maximale a été -4.4".
Pendant ce temps, M. Tournier, capitaine du Simplon, mesurait la température à l'heure de midi, dans la même traversée d'Ouchy à
(') Ch. Dufonr [loc. cit. 307] p. 219.
O.Oo i
Evian. Sauf deux exceptions, la température de midi a toujours été plus élevée que celle du matin, moins élevée que celle du soir.
L'amplitude de la variation journalière n'est donc pas très considérable ; dans ces deux mois d'observation (et nous pouvons admettre que ces mois expriment assez bien la variation la plus forte du lac) elle a été en moyenne de 1.1" ; elle reste en général inférieure à 2° ; elle atteint au maximum 4:° et 4 '/a"-
Les heures les plus propices pour obtenir par une seule observation la température moyenne de la journée sont ou midi, ou minuit ; il est plus simple de la faire au milieu de la journée, entre 11 et 13 ''.
7° Variation périodique annuelle. Quant à la variation annuelle de la température pélagique, son amplitude doit, d'après les valeurs de la page 315, être évaluée par les chifïres moyens (provisoires) suivants :
température moyenne de février 5.6"
— — d'août 20.0
amplitude moyenne de la variation annuelle 14.4"
Les extrêmes de la température pélagique, d'après l'ensemble de nos observations des vingt dernières années sont
minimum hiver de 1891 4.0"
maximum (passim.) 24.0
amplitude des variations extrêmes 20.0"
Quant aux allures de cette variation annuelle, je les exprimerai en faisant la différence entre les moyennes de deux mois successifs, et en divisant cette différence par le nombre de jours du mois ; j'obtiendrai ainsi le taux de la variation en 24 heures (évaluée en centièmes de degré).
Différence entre les moyennes mensuelles
Décembre à janvier
Janvier à février
Février à mars
Mars à avril
Avril à mai
Mai à juin
Juin à juillet
Juillet à août
Août à septembre
Septembre à octobre
Octobre à novembre
Novembre à décembre
Ti
Kuxde la
i variation
en 24 heures.
4 centièmes
de
degré
iç
La variation a des allures régulières, sauf pour les mois d'août à novembre ; il y a là l'indice d'une insuffisance dans les corrections sur lesquelles j'ai basé mes valeurs de la température pélagique. La courbe deviendrait régulière si l'on relevait la températui-e moyenne de septembre et l'on abaissait celle d'octobre.
On voit, d'après les faits résumés dans les pages précédentes, combien l'étude de la température pélagique d'un lac est chose compliquée, et quelles incertitudes il reste dans les chiffres que nous avons donnés pour la valeur probable de la température pélagique du Léman ('). Cette incertitude ne dépasse du reste certainement pas un degré dans les valeurs mensuelles.
B. Action climatique de la température lacustre.
Quoi qu'il en soit, après avoir fait toutes les réserves nécessaires sur la signification provisoire des chiffres donnés pour la température pélagique du Léman, comme ils sont pour le moment ce que nous avons de mieux dans cet ordre de recherches, nous devons les utiliser pour apprécier l'influence de la nappe du Léman sur le climat de la contrée avoisinante.
TEMPÉRATURE PÉLAGIQUE DU LÉMAN ET TEMPÉRATURE ATMOSPHÉRIQUE: DE LA VALLÉE
Nous comparerons en premier lieu la température pélagique du lac avec la température de l'atmosphère telle que nous l'avons établie en prenant la moyenne des cinq stations : Genève, Morges, Lausanne, Montreux. Aigle (-). Nous avons ainsi le tableau suivant :
(') Si l'on me demandait le programme d'une étude systématique de la température pélagique du Léman, je le proposerais dans ces termes ; Faire mesurer chaque jour, à bord d'un bateau à vapeur faisant vers l'heure de midi la traversée d'Ouchy à Evian, la température supeiiicielle de l'eau au moyen d'un instrument traîné derrière le bateau (en évitant le côté où se fait la vidange des eaux de la machine). Cet instrument serait : ou bien un thermomètre à maximum et minimum (Miller-Casella); la moyenne entre les extrêmes donnerait la température moyenne pélagique, — ou bien un thermomètre enregistreur dont la courbe serait intégrée. Cette étude devrait être répétée chaque jour pendant un nombre suffisant d'années.
Température de i'air
Température du lac
Décembre
Janvier
Fé\Tier
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre
Octobre
Novembre
Hiver
Eté
Automne
Amiée
Différence
La différence moyenne est 2.5'J en faveur du lac ; le lac est plus chaud que l'air dans tous les mois sauf avril et mai, dans toutes les saisons sauf le printemps; la différence atteint 5 et B^ dans le commencement de l'hiver.
Le lac est donc une nappe, de température relativement élevée, qui doit avoir pour notre vallée une action plutôt réchauffante. Sauf dans les mois du printemps, il doit tendre à relever la température de l'air. Quand nous aurons étudié la température des couches profondes du lac, nous pourrons donner la raison de cette action favorable.
Mais si, considérées dans leurs moyennes générales, les relations de température entre l'air et l'eau sont ce que nous venons de dire, le phénomène est beaucoup plus compliqué si l'on s'adresse aux faits réels tels qu'ils se passent dans la nature.
Nous avons, en effet, à faire intervenir en premier lieu la variation périodique journalière.
L'amplitude de la variation journalière est très grande dans la température aérienne, elle est très faible dans la température lacustre. Pour la température atmosphéiique, nous avons vu (T. I, p. 274) qu'elle est en moyenne à Genève :
hiver variation journalière moyenne 3.6'^
printemps — — 7.0
été — — 8.9
automne — — 5.9
année — — 6.4
Nous pouvons admettre que ces chiffres sont applicables à l'ensemble de la vallée. Or nous venons de voir que, dans les conditions les plus favorables, l'amplitude de la variation journalière de la température pélagique du lac n'est que de Ll», qu'elle est certainement inférieure à 2" et ne dépasse pas 4°. Le lac représente donc une étendue considérable à température relativement constante ; pendant le milieu de la journée, il a une tendance à être moins chaud que l'air sus-jacent ; pendant la nuit, il est plus chaud. Il doit donc être un modérateur des variations thermiques de l'air, et il est en effet un modérateur puissant.
Cherchons si possible à rendre compte de l'effet delà variation journalière. Supposons que la variation journalière soit nulle dans l'eau du lac ; admettons que l'atmosphère qui surmonte la région pélagique subisse les mêmes variations journalières que E. Plantamour a constatées à Genève (•). Nous pourrons indiquer pendant combien d'heures de la journée moyenne de chaque mois l'air est plus chaud que la surface du lac, pendant combien d'heures il est plus froid.
Exemple de ce calcul : La température moyenne de l'eau pélagique du lac dans le mois de juillet est 19.9°; la température moyenne de l'air est 18.8°. Mais par le fait de la variation journalière, l'air s'élève au-dessus de 19.9» depuis 10^ à 19'', soit pendant 10 heures ; il reste en dessous de la température du lac pendant 14 heures. Je répète ce calcul pour les autres mois.
D'après les moyennes générales, la température de l'air est plus élevée que celle du lac
en mars
de
soit
pen
dant
8 heures
avril
mai
juin
juillet
août
septembre
dans les mois d'octobre à février le lac reste toute la journée plus chaud que l'air.
Ainsi donc, en nous adressant aux moyennes générales des tempé-
(') Climat de Genève, II, 12.
ratures aériennes et lacustres, nous voyons que, pendant les sept mois de la saison chaude, malgré les différences considérables entre la moyenne atmosphérique et la moyenne lacustre, l'air est plus chaud que le lac pendant quelques heures de la phase diurne.
Mais si ces relations présentent déjà une telle complication dans les moyennes générales, il est évident que le phénomène est en réalité beaucoup plus compliqué encore ; les températures moyennes que nous avons utilisées représentent un état général intermédiaire entre les cas extrêmes, accidentels, qui d'un jour à l'autre varient dans des proportions considérables ; les chiflres donnés par les moyennes ne s'observent que très rarement, pour ainsi dire jamais. Tantôt c'est l'air qui est plus chaud, tantôt c'est l'eau qui dépasse la température normale ; l'air se réchauffant, se refroidissant plus vite que l'eau. Les cas accidentels qui sortent des conditions moyennes sont très fréquents et ne doivent pas surprendre celui qui demande à la loi l'explication des faits qu'il observe.
TEMPERATURE PELAGIQUE ET HUMIDITE ATMOSPHERIQUE
Une nappe d'eau évapore tant que sa température est plus élevée que celle du point de saturation de l'air; quand elle est plus basse, l'eau condense à sa surface la vapeur d'eau contenue dans l'air.
Nous avons vu, t. 1, p. '281, quel est l'état moyen de la tension de la vapeur d'eau dans l'atmosphère de Genève. Admettant que cet état soit celui de l'air qui surmonte l'ensemble du lac, je cherche les conditions hydrométriques de la nappe du Léman par le calcul suivant ;
Au mois de janvier, la tension de la vapeur d'eau dans l'air est (à Genève) de 4.L5mi" de mercure. Cette tension correspond à celle de la saturation de l'air à — iÂ'\ Dans le mois de janvier, la température pélagique de l'eau est + 5.9°. 11 y a donc un excès de 7.3° de la température pélagique du lac sur la température de saturation de l'air ; l'eau du lac est donc dans les conditions de l'évaporation et doit émettre des vapeurs dans l'atmosphère. Il est inutile de donner les valeurs analogues pour chaque mois; je me borne aux valeurs saisonnières et annuelles :
vapeu
Tension de la r d'eau de l'a
Température de saturation Ir de l'air
Température
pélagique
du lac
Différence
Hiver
