VARIATION DES HEURES TROPIQUES

des heures des deux maxima et des deux minima. Nous avons dit que ces heures, quand on les obtient, non par une ou plusieurs observations isolées, mais en prenant la moyenne d'un grand nombre d'observations, étaient à peu près constantes entre les tropiques. Mais elles ne sont pas les mêmes dans tous

Minuit

Fig. 46. — Variation des heures tropiques suivant les saisons. Courbes donnant les heures des maxima et des minima barométriques diurnes à Halle, dans les différents mois.

les pays. De plus, dans un même lieu, elles varient avec les saisons. La loi de cette variation est assez régulière, ainsi qu'on en peut juger en considérant la figure 46, qui donne les heures tropiques de Halle pour chaque mois de l'année. 11 est aisé de voir que, si l'on prend pour durée de la période diurne l'intervalle qui sépare le maximum du matin du maximum du soir, cette durée va en croissant du solstice d'hiver au solstice d'été, pour décroître ensuite en sens précisément inverse ;

et qu'on aurait un résultat presque semblable, si l'on prenait les intervalles compris entre le minimum du matin et celui de l'après-midi. En un mot, les heures tropiques suivent à peu près, dans leurs variations, celles du lever et du coucher du Soleil. Nous avons, dans le but de mettre cette loi en évidence, tracé sur la même figure les courbes (en traits ponctués) qui représentent les heures où le Soleil se couche ou se lève, sous la latitude de Halle, aux différents mois. Ainsi, comme le dit Kaemtz, « l'influence des saisons est bien marquée : en hiver, le baromètre atteint vers 3 heures son point le plus bas, mais en été il baisse jusqu'à 5 heures au moins. En résumé, pendant l'hiver, les moments tropiques sont plus rapprochés de midi de deux heures environ ; ils arrivent donc plus tard le matin et plus tôt le soir. »

Quetelet, en comparant de la même manière les observations barométriques horaires faites à Bruxelles de 1842 à 1847, est arrivé aux mêmes conclusions, sauf des différences d'heures qui paraissent toutes locales. D'après lui, le premier minimum varie de plus de deux heures entre les deux solstices : « il précède en effet midi de 8 heures 30 minutes en juin, et de 6 heures 22 minutes seulement en décembre. Le déplacement du premier maximum est également sensible : ce terme extrême arrive à 10 heures 50 minutes du matin en février, et à 8 heures 40 minutes en juin. L'époque du second minimum varie dans des limites plus larges encore, puisqu'il se présente à 2 heures 15 minutes de l'après-midi en janvier et à 5 heures 50 minutes en juin : cet intervalle est de trois heures et un quart1. » L'espace qui s'écoule entre le maximum du matin et le minimum du soir varie du simple au double de janvier à juin.

En résumé, les heures tropiques de la variation barométrique diurne paraissent liées, clans leurs changements, à la présence plus on moins longue du soleil sur l'horizon.

\. Météorologie de la Belgique comparée à celle du globe, par Ad. Quetelet.

Nous avons commencé l'étude de la pression de l'atmosphère par les variations, d'ailleurs très peu étendues, qu'elle offre dans l'intervalle d'un jour. Ces petites oscillations régulières sont aux changements accidentels de la colonne barométrique ce que les rides d'une mer calme sont aux vagues d'une mer agitée. Elles subsistent d'ailleurs au milieu des mouvements les plus brusques des courbes atmosphériques, des oscillations les plus irrégulières du niveau du mercure, pendant les plus violentes bourrasques enfin et les tempêtes les plus terribles. C'est ce qu'il est aisé de constater en examinant les courbes tracées par les baromètres enregistreurs pendant une période de quelques jours, par exemple d'une semaine. Chaque fragment diurne d'une de ces courbes porte la trace des minima et des maxima quotidiens, alors même que la colonne de mercure est soumise à des fluctuations beaucoup plus considérables.

Il s'agit maintenant de savoir si la pression atmosphérique est ou non sujette à des variations d'une plus grande période, si elle change en un même lieu, d'une année à l'autre, ou, dans le cours d'une année, avec les saisons ou les mois, si elle dépend de la position géographique ou de la latitude des lieux. Nous savons déjà qu'elle dépend de l'altitude ou de la hauteur de la station où l'on observe le baromètre au-dessus du niveau de la mer; et la raison de cette dépendance est bien simple, puisque, lorsque la hauteur change, l'épaisseur et la densité des couches atmosphériques surplombantes changent nécessairement et à la fois.

Commençons par dire ce qu'on entend par la pression barométrique d'une station donnée. Puisque la hauteur de la colonne mercurielle est sans cesse variable, il s'agit évidemment de la pression moyenne, pendant toute la durée de la période que l'on considère. Pour l'obtenir, on cherche d'abord la pression

moyenne de chaque jour ; en prenant la moyenne de toutes les pressions moyennes des jours d'un mois, on a la moyenne du mois ou mensuelle. Celle de l'année s'obtiendra en prenant la moyenne soit des pressions des divers jours de l'année, soit des pressions mensuelles. C'est, comme on voit, une question de calcul, calcul très simple, quoique souvent assez long, et qui se ramène à la recherche de la pression moyenne diurne.

S'il était nécessaire de faire chaque jour un grand nombre d'observations du baromètre, d'heure en heure par exemple, la tâche serait d'autant plus pénible que chaque observation doit subir, comme on l'a vu, plusieurs corrections. Heureusement, on peut obtenir la pression moyenne du jour en se contentant d'observations trihoraires, ou même d'observations faites toutes les huit heures. S'il s'agit d'observations trihoraires, on choisit la série des heures suivantes : 6h et 9h du matin, midi, 3\ 6h, 9'1 du soir et minuit; ou bien encore : 4h, 7h et 10h du matin, 1\ 4", 7" et 10h du soir. On obtient la hauteur barométrique moyenne d'une façon très approchée en observant trois fois par jour, à 6h du matin, à l1' et 9h du soir. Enfin, en toute rigueur, deux observations peuvent suffire, pourvu qu'on les fasse à l'heure du maximum du matin, et à celle du minimum du soir, soit à 9K du matin et à 9h du soir dans nos climats. « Le baromètre atteint sa hauteur moyenne, dit Kaemtz, dans les environs de midi, en général entre midi et 1 heure; le moment varie suivant les saisons. »

Plus le nombre des jours d'observation est grand, plus est grand le nombre des années dont on a calculé la pression moyenne pour un lieu donné, plus le résultat obtenu se trouvera dégagé des variations accidentelles, des causes de perturbations qui proviennent du temps, des saisons, etc. Mais ce résultat sera toujours affecté de l'influence due au relief du sol. De sorte que, si l'on veut comparer entre elles les pressions barométriques moyennes des diverses régions du globe, on devra préalablement les réduire au niveau de la mer et aussi les corriger des variations de l'intensité de la pesanteur avec la

latitude. Les recherches faites à ce point de vue par divers savants (Humboldt, J. Herschel, Schouw, Erman, etc.) ont fait voir que la pression de l'atmosphère est généralement moindre entre les tropiques que dans les zones tempérées; mais ensuite, si l'on s'avance vers les régions polaires, on observe une variation inverse, et la pression va en diminuant à mesure que la latitude augmente. On avait cru jadis que la pression était égale, par tout le globe, sur une même couche de niveau, et notamment que cette égalité caractérisait le niveau de l'Océan. On appuyait cette opinion, non pas sur des observations positives, mais sur des idées théoriques, sur l'existence d'un état moyen d'équilibre dans les couches de l'atmosphère, quelle que soit la latitude. Les observations recueillies et discutées ont montré que l'équilibre supposé n'existe pas ; que « si, comme le dit Kaemtz, dans nos latitudes, les oscillations dues aux changements de temps finissent par se compenser, il n'en est pas de même entre des zones différentes », ainsi que le prouve du reste l'existence des vents permanents, des alizés près de l'équateur et des vents d'ouest dans les hautes latitudes.

D'après Erman, la moyenne pression de l'atmosphère est dans la dépendance de la longitude aussi bien que de la latitude. Quatre voyages maritimes ayant permis à ce savant d'explorer, suivant des méridiens différents, tout l'espace compris entre les parallèles de 55° N. et de 58° S., il a reconnu que depuis cette dernière latitude jusqu'au 25e degré, c'est-à-dire jusqu'à la limite des vents alizés, les pressions vont en augmentant sensiblement. De là elles décroissent régulièrement jusqu'à l'équateur, pour croître de nouveau jusqu'à la limite boréale des vents alizés. La différence de pression atteint de part et d'autre environ 4 millimètres. Il y a donc un minimum à l'équateur et deux maxima, l'un au nord, l'autre au sud. Du 25e degré en se dirigeant vers l'un ou l'autre pôle, la pression diminue, mais plus rapidement que dans la zone des vents alizés. Cette diminution « est telle, dit Erman, que les différences

entre les pressions moyennes aux côtes du Kamtchatka et au cap Horn sont respectivement de 12rnm,86 et de 12mM8 inférieures à la pression maximum du grand Océan1. » Enfin, la pression moyenne de l'atmosphère dépend en second lieu de la longitude. A latitude égale, Erman l'a trouvée plus forte de 3mm,5 sur l'océan Atlantique que dans l'océan Pacifique. Nous verrons plus loin quelle cause on assigne à ces variations, qui subsistent lorsqu'on élimine l'influence de la tension de la vapeur d'eau sur la pression.

Voici quelques nombres qui mettent en évidence les variations que subit, avec la latitude, la pression atmosphérique moyenne, réduite à 0° et au niveau de la mer :

Pression

Lieux.

Latitude.

barométrique

Rio de Janeiro . . . "

Macao

Paris

« En moyenne, dit Kaemtz, on peut admettre qu'au bord de la mer la pression atmosphérique est de 761m,n,55. »

S'il est intéressant de connaître la répartition de la pression de l'atmosphère dans les diverses régions du globe, il ne l'est pas moins de savoir comment elle varie pendant le cours de l'année. C'est ce que permet la comparaison des pressions moyennes aux différents mois. Les figures 47 et 48 vont nous fournir les éléments de cette comparaison.

La première donne les courbes des pressions mensuelles

- 1. Comptes rendus de V Académie des sciences pour 1842, t. II.

moyennes pour cinq stations de la zone tempérée boréale, comprises entre le 48e et le 60e parallèle : S, Strasbourg; II, Halle; Pa, Paris; B, Berlin, et P, Pétersbourg. Dans la

Fig. 47. — Hauteurs moyennes mensuelles du baromètre. Latitudes moyennes.

seconde sont figurées les mêmes courbes pour cinq stations dont la latitude est tropicale (du 22e au 30e degré), savoir : B, Bénarès; C, Calcutta; LC, Le Caire; LH, la Havane, et M, Macao. Or, dans ces dix stations, le baromètre atteint sa

Fig. 48. — Hauteurs moyennes mensuelles du baromètre dans les basses latitudes.

plus grande hauteur mensuelle aux environs du solstice d'hiver, c'est-à-dire aux époques où la température est, au contraire, la plus basse. Le minimum barométrique correspond aux mois les plus chauds, dans le voisinage du solstice d'été.

D'une manière générale, le baromètre est plus haut en hiver qu'en été. Mais la loi est bien plus marquée dans les basses latitudes que dans les pays de la zone tempérée, et l'écart entre le maximum et le minimum y est beaucoup plus considérable. C'est ce que montrent clairement du reste les nombres du tableau suivant :