Glaçons de neige tenant sur Veau du lac

Un piiénomène, probablement assez fréquent sur d'autres eaux, mais très rare sur le Léman, a été observé les 14 et 15 février 1888: c'est la prise de la neige sur l'eau ('). Une abondante chute de neige verse sur l'eau fi^oide des flocons sans cesse renouvelés; les premiers cristaux de neige se mouillent, absorbent de la chaleur latente en se transformant en eau, refroidissent ainsi le liquide dans laquelle ils baignent, amènent la couche superficielle de l'eau à zéro degré, et ralentissent assez la fusion de leurs successeurs pour que ceux-ci persistent à l'état de glace jusqu'après la chute de nouveaux flocons. 11 se forme bientôt à la surface de l'eau une crème blanchâtre de neige mouillée ; de larges plaques, glaçons inconsistants, mous, flexibles, accumulés en certains points pai' le jeu des vagues et des courants, re;?ouvi'ent l'eau d'unecoucheplusoumoins continue. Uncorps solide la traverse sans difficulté en laissant un trou.

Pour que l'apparition puisse se produire, il faut :

a) Que l'eau soit froide, près de 0'' ou tout au moins au-dessous de 4'^ : nous reviendrons sur ce point ;

h) Que la chute de neige soit considéi-able et pressée ;

c) Que l'eau soit au calme plat.

Ces conditions étaient représentées sur le lac Léman, quand le 14 lévrier, vers 9 heures du matin, une violente chute de neige a fait blanchir toute notre vallée. Dès 4 heures du soir, j'ai vu le port de Morges couvert des glaçons de neige que je viens de décrire ; ils ont persisté jusqu'au lendemain matin. Le même phénomène a été vu : dans les ports fermés de Morges, la Tour-de-Peilz, Genève, Ouchy (nouveau port) ; dans les poils largement ouverts du Bouveret, d'Ouchy (vieux port), de Rolle ; au fond des deux golfes de Morges (golfe des Roseaux et golfe du Parc) ; enfin, ce qui est plus étrange encore, en plein lac, de la Belotte à Tougues et à Yvoii-e, le long de la

(V Bull. s. V. s. N., XXIV, p. 77. 1889.

rive, et, jusqu'à 100 ou "200'" en avant, au-delà du mont, à ce que m'ont affirmé les capitaines et pilotes des bateaux à vapeiu' le Jura et VAigle.

Semblable apparition s'est reproduite sur le port de Morges le 21 février 1888.

On avait déjà observé un fait analogue le 10 (évriei- 1880, dans le Petit-lac, entre Genthod, la Belotte et Genève. « Le lac était tout blanc de neige; les flocons de neige tombant dans une eau à température de glace ne s'y fondaient pas et formaient une crème, une bouillie blanche, opaque, dans laquelle le bateau à vapeur s'avançait sans bruit et sans craquements » (rapports des capitaines du St)apJo)i et du Gnillaume- TeU). Un radeleur d'Hermance a vu le même phénomène ce jour-là.

Les apparitions de glaçons de neige du 10 février 1880 et du 21 février 1888 sont assez normales. Ces jours-là l'eau du Petit-lac, près de Genève, et celle du port de Moi-ges étaient ti'ès i-efroidies par la température basse des jours précédents ; elle était au-dessous de 4°, et la stratification inverse de l'eau, au-dessous du maximimi de densité, était régulière. Le 21 février 1888, j'ai mesuré dans le port de Morges :

Surface 0.0"

à 0.6'" de profondeur -]- 2.3

Mais le 14 février 1888, il en était tout auti-ement. Le 7 février, la tempéi'atiu-e pi'ofonde du Grand-lac, mesurée par moi-même devant Morges, à 120'" de profondeur, était 5.0 ' ; la température superJicielle 5.2". Jusqu'au 13 février, le temps a été relativement doux, et le lac ne s'est certainement pas refroidi. La journée du 13 féviler a été splendide, une des plus belles journées de l'hiver. Les mesures de température prises à midi dans le port de Genève, à im mètre sous la surface, ont donné :

Nous pouvons donc affirmer que le 14, au matin, l'eau du lac était au moins à 5". C'est donc sur de l'eau au-dessus du maximum de densité que la neige tombait, et n'a pas tardé à tenir.

La chute de neige a-t-elle été assez puissante pour refroidir jusqu'à

4" les points du lac oii les glaroiis de neige ont été obsei'vés? Je ne le crois pas. Les obsei'vatoires de Genève et de Lausanne ont mesuré la quantité de neige tombée dans les 24 heures, du 14 au 15 févriei-, et Font trouvée de 10.8 à 15"™ d'eau. Supposons que jus({u'à 4'' du soir, heure où le phénomène a été constaté sur le lac, la moitié de cette chute ait eu lieu, et évaluons-la à 8""" d'eau de neige. Cette neige, en fondant dans Teau, aui-a absorbé de la chaleur et relï-oidi le lac. A 80 calories pour la chaieui- latente de la glace, une couche de neige de 8"™ d'eau aurait pu abaisseï' d'un degré, et ramener de 5" à 4'j une couche d'eau, de 64<'|" du lac, mais pas plus. Or dans toutes les localités où les glaçons de neige ont été vus, la profondeur du lac était de "i™ au moins, de 4'" et plus. Il me paraît donc impossible que la chute de neige ait ramené à 4° toute la couche d'eau sous-jacente à nos glaçons de neige.

Nous avons donc à considérei- la superposition très anormale que voici :

A la surface, glaçons de neige à 0°

Eau profonde, près de 5»

C'est là une stratification thermique tout-à-fait extraordinaire. En effet, on renconti'e dans la natuie : ou bien la stratificatioji directe (') dans laquelle le fond de l'eau est à 4» et les couches supérieures sont plus chaudes,ou bien la stratification inverse, dans laquelle le fond est à 4° et les couches supérieures sont plus froides. Mais trouver sur la même tranche verticale une sti'atification nui a dû pi'ésenter la série suivante : •

Surface. 0" 1" 2" 3" 4" 4.5" ' 5» 4.5^- ¥ Fond. Stratification inverse Stratification directe

C'est-à-dire à la suilàce stratification inverse, au fond stratification directe; et entre deux.... stratification instable. Car la superposition :

i^ui'fdcc . . . 40 . . . 4.5c . . . 5° . . . fond

fait l'eposer de l'eau plus dense sur de l'eau plus légère. — C'est là un fait f|ue je n'avais jamais rencontré, que j'aurais même tenu pour impossible.

(') Voir ci-dessus, p. r>'.3().

i]t cependant le lait a eu lieu. L'équilibre dans ces conditions est-il encore stable 7 La densité de l'eau à 0" est plus faible que celle de l'eau à 50 ; la première doit donc flotter sur la seconde. Il n'y a dans une telle stratification qu'une seule cause d'instabilité, c'est la présence d'une couche entre 3" et 5° superposée à une couche de 5'^'. Mais en admettant que cette couche d'eau lourde était extrêmement mince, et en faisant attention que la couche d'eau de fusion se reproduisait sans cesse par la chute continue de la neige, on peut comprendre comment l'équilibre ait pu se maintenir, ou se rétablir sans cesse.

Ce fait est cependant très curieux et intéressant à noter; il est l'un des plus compliqués que puisse présenter la stratification thermique de l'eau.