IV. ISilaas tlieriuiqiie
Les résultats numériques de mes sondages thermométriques me permettent de tirei- des déductions intéressantes sur le rôle du lac comme agent climatique. Le lac est un modérateur du climat, il emmagasine de la chaleur en été, il la restitue en hiver.
Quelle est la valeur de cette action?
Le problème se pose ainsi : Quelle est la quantité de chaleur gagnée par le lac pendant la période de réchaulfement ? quelle est la quantité dégagée par le lac en période de refroidissement ?
Pour le rechercher j'établis, pour chaque jour d'observation, la quantité de chaleur emmagasinée dans l'eau. Une quantité de chaleur se mesure en calories; la calorie sera donc l'unité à employer dans cette étude.
11 s'agit ici d'eau ; par conséquent je puis choisir, pour température initiale à laquelle je rapporte toutes mes comparaisons, la température de glace fondante. Un kilogramme d'eau à 5" aura donc, au-dessus de cette base fixe de zéro centigrade, une quantité de chaleur de 5 calories, un kilogramme d'eau à 10", 10 calories, et ainsi de suite.
Je considère d'abord une colonne verticale d'eau prise dans la région de profondeur maximale du lac, de 310^ de hauteur par conséquent. Je donne à cette colonne une section de l^m'l Avec une telle section, une hauteur de 10"^ représente un volume de l"^?. La température de cette eau exprimée en degrés centigrades indiquera donc la
quantité de calories emmagasinées au-dessus de la base fixe que j'ai choisie (0 "C). Si j'additionne les mesures thermométriques faites de 10 en 10"\ depuis la surface jusqu'à 300"! de profondeur, j'obtiens ainsi la somme de calories accumulées dans cette colonne verticale du lac. Pour faciliter la comparaison avec d'autres calculs analogues, je préfère employer comme unité de surface le décimètre carré. J'ai donc à multiplier par 100 les chiffres obtenus pour ces colonnes de l^m^ (i) Exemple du calcul de ce bilan thermique : Sondage thermométrique 11" 7, du 14 mai 1879.
Profondeur 0^ Température 10 3"
La somme de ces températures me donne 177.7", ce qui représente 177.7 calories emmagasinées par une colonne de l''"^^ de section, et de 310'n de hauteur, ou 17 770 calories par une colonne de l'im", pour l'amener de 0" à la température du 14 mai 1879.
Par des calculs semblables, j'obtiens les chiffres du tableau suivant, où je donne la somme des calories au-dessus de zéro d'une colonne de l''™'- prise suj- la plaine centrale du Léman. Pour les dates où la comparaison peut être utile, j'indique en outre la différence totale entre deux sommes consécutives, et enfin le gain ou la perte en calories pour une journée, en divisant la différence par le nombi-e de jours écoulés entre les deux dates.
Sondage
Date S
omme des calories
Différence
Difï'érence
au-dessus de 0°
totale
journalière
pour 1 '1"!^
14 mai
17 740 cal-
cmI-
21 juin
24 juillet
20 août
24 septembre
19 décembre
(') Cette méthode a été indiquée dans nos fleclierclies sur la température du Léman, Arch. de Genève III, 501 et IV, 89. 1880.
Sondaf
ce
Date Somme des calories
Différence
DifTérence
au-dessus de 0°
totale
journalière
pour 1 "i™^
26 février
5 avril
29 juillet
8 septembre
30 novembre
5 novembre
26 février
15 mars
16 août
:iS.
16 mars
25 juin
19 septembre
24 janvier
21 février
6 mars
4 avril
22 juin
16 janvier
28 mars
6 février
De ce tableau, je tire en particulier les faits suivants :
1» Dans la phase de réchauffement du lac, le gain journalier en chaleur s'élève en moyenne à 30, 40 et 50 calories par décimètre carré de la surface.
2" Dans la phase de grand refroidissement, la perte journalière de chaleur atteint 35, 45 et 55 calories pour la même superficie.
Le maximum d'action réchauffante semble être au printemps, le maximum d'action refroidissante semble être en automne, quand la différence entre la température de l'air et de la surface de l'eau est la plus forte.
3'^ Les extrêmes de chaleur emmagasinée dans la masse du lac nous sont donnés aux dates de :
20 août 1879, sondage n" 4, par 21 630 calories par dm'^
21 févnei-1891, — n" 4.5, — 12 740 —
différence 8890 — .
La différence entre les extrêmes s'élève donc à :
près de 8900 calories pai' décimètre carré soit 890 mille calories par mètre carré soit 890 milliards de calories par kilomètre carré. Il peut donc y avoir une quantité considérable de chaleur emmagasinée dans le lac, ou dégagée par lui, dans les saisons extrêmes.
4" Pouvons-nous de ces chiffres tirer une valeur approximative de la chaleur emmagasinée dans le lac dans son ensemble '? Essayons de (aire un calcul en prenant les sondages de la même année :
Sondage n" 4. 20 août 1879. Somme des calories 21 630 par dm"-"' — n" N. 26 tévrier 1880. — 14120 —
ditïérence 7510 —
Donc, de l'été 1879 à l'hiver 1880 le Léman avait perdu :
7510 calories par décimètre caiTé 750 milliards de calories par kilomètre carré de la région centrale du lac.
Cela représente une somme énorme de chaleur dégagée par le Léman, pendant cette saison froide ; une partie s'est perdue par i-ayonnement dans les espaces cosmiques, mais une bonne partie aussi s'est dégagée dans l'atmosphère ambiante et a tendu à atténuer les rigueurs d'un liiver qui sans elle eût été terrible. Tandis que cet hiver a partout ailleurs, dans l'Europe centrale, été extraordinairement rigoureux, sur les bords du Léman il a été relativement modéré, et à Morges, en particulier, ainsi qu'à Genève, le thermomètre n'est pas descendu au-dessous de — 15".
Avons-nous le droit de poursuivre notre calcul et (Fattribuer à l'ensemble du lac la même somme de calories dégagées pai- la région centrale du lac pendant la saison froide de 1879-1880? de multiplier notre chiffre de 750 milliards de calories au kilomètre carré par le nombre de kilomètres de la superficie du Léman ? — Non, certainement non, si nous voulons être absolument exacts. Partout où le lac a une profondeur moindi-e que la région centrale, la masse d'eau étant moins épaisse emmagasine une quantité moindre de chaleur; la colonne est moins haute et la somme des calories est plus faible. Je devrais donc, semble-t-il, pour arriver à des valeurs plus justes, m'adresser non pas aux chiffres obtenus pour la profondeur maxi-
maie du lac, mais chercher des chiffres analogues pour une profondeuimoyenne. Cependant, si je donne attention au fait que pendant l'été la région littorale se réchauffe ordinairement plus que la région pélagique, qu'elle se refroidit plus en hiver, j'arrive à l'impression que pour un calcul qui n'a aucune prétention à une approximation serrée, je puis assez légitimement étendre à l'ensemble du Léman les valeurs obtenues pour la région centrale du Grand-lac. Toutes réserves étant donc faites au sujet de la témérité d'une telle extension, voici le résultat qu'elle me donne :
A raison de 750 milliards de calories dégagées par chaque kilomètre caiTé de la superficie du Léman pendant la saison froide de 1879 et 1880, le dégagement total pour l'ensemble des 582'^™'" du lac serait de : 436500 milliards de calories.
C'est une quantité considérable de chaleur. Mais un chiffre aussi énorme n'est pas assimilable par l'imagination. Essayons de l'appréciei' par une comparaison, un peu triviale, mais plus intelligible. La chaleur dégagée par la combustion du carbone est de 7800 calories; un kilogramme de charbon brûlé à l'air dégage 7800 calories. Donc nos 436500 milliards de calories représentent la quantité de chaleur qui serait dégagée par la combustion de :
55 milliards de kilogrammes de charbon, ou 55 millions de tonnes de mille kilogrammes chacune, ou, si l'on veut ti-aduire autrement ce chiffre qui est lui-même énorme, 5500 mille vagons de chemin de fer, chargés chacun de 10 tonnes de houille. Si chaque vagon mesure 6'" de longueur, cela représente un train de 33000'"" de longueur. Ce train dépasserait les Vd ^^^ la cii'conférence de la terre.
Diminuons ce chiffre de '/i, de '/y si ^o" veut, pour tenir compte de l'erreur, que nous avons commise en étendant à la région littorale le calcul qui n'est strictement valable que pour la région centrale du lac, et nous aurons encore une valeur suffisamment imposante. Elle réjouira les riverains du Léman en leur montrant quel puissant calorifère est pour eux le lac qui emmagasine en été une telle quantité de chaleur qu'il leur rend gratuitement dans la saison froide de l'hiver.
Cela explique en partie la douceur l'elative d'un climat qui, au centre du continent, à une assez grande altitude, et au pied des Alpes serait, sans le lac, bien plus exagéré dans ses extrêmes qu'il ne l'est en réalité.
