VAPEUR D'EAU ATMOSPHÉRIQUE

dans les proportions les plus larges, accompagnées tantôt d'un ciel d'une sérénité presque absolue, tantôt d'un jour voilé et sombre; brumes, brouillards, nuages, pluies, neiges, brises légères et vents violents, grains et bourrasques, ouragans et tempêtes, avec tout leur cortège de phénomènes électriques, produisent dans notre atmosphère cette étonnante diversité d'aspects qui en font un kaléidoscope aux images d'une mobilité et d'une légèreté pour ainsi dire infinies. Toutefois laissons là ce côté des phénomènes, si propre à émouvoir l'artiste et le poète, mais étranger à la science, qui ne s'en occupe que pour essayer d'en trouver les raisons et les causes.

De la vapeur d'eau en quantité plus ou moins abondante est en tout temps contenue dans l'air, nous avons eu déjà l'occasion d'insister sur ce point. Mais il est aisé de constater sa présence, en la condensant ou en la précipitant par un abaissement convenable de température. Quand on monte, de la cave à l'air chaud du dehors ou d'une chambre, une carafe pleine d'eau glacée, on voit aussitôt la surface du verre se ternir par le dépôt d'une couche de buée ou de rosée, laquelle ne tarde pas du reste à s'évaporer à mesure que l'eau du vase se réchauffe au contact de l'air extérieur. Cette précipitation se fait d'ailleurs naturellement dans l'air, sous l'influence d'un refroidissement suffisant : d'où les brouillards, les nuages, etc., qui accusent ainsi l'existence préalable de la vapeur d'eau atmosphérique.

Un moyen aisé de constater la présence de l'eau à l'état de vapeur dans l'air consiste à exposer à son action certaines substances dites déliquescentes ; telles sont la potasse, la soude, le sel marin, qui se liquéfient ou se délitent avec d'autant plus de rapidité que l'air est plus chargé de vapeur d'eau. Nombre de substances organiques, les cheveux, la corne, les fibres végétales ou animales, s'allongent par l'humidité; d'autres se raccourcissent, comme les cordes à boyau. On verra bientôt ces propriétés utilisées précisément pour la mesure de l'humidité atmosphérique.

La présence de la vapeur d'eau dans l'air s'explique de la façon la plus simple par l'évaporation spontanée qui se fait à tout instant à la surface du globe. La source la plus abondante de cette évaporationest la mer, qui, nous l'avons vu, ne recouvre guère moins des trois quarts de la Terre ; puis ce sont les lacs, les fleuves et cette multitude de cours d'eau qui sillonnent les continents et les îles. Les parties solides y contribuent aussi pour une bonne part, partout du moins où les pluies imprègnent le sol d'humidité. Si le sol est couvert de végétation, prairies, champs en culture, forêts, l'évaporation est plus active encore que dans les parties dénudées. Les neiges et les glaces émettent pareillement des vapeurs, en moindre quantité il est vrai, en raison de la basse température relative des régions qui en sont couvertes. Nous avons vu, en effet, en étudiant les lois déformation des vapeurs dans le vide comme dans l'air, que l'évaporation est d'autant plus active et, par conséquent, la vapeur d'autant plus abondante, que la température de l'air et de l'eau est plus élevée. Aussi est-elle plus forte en élé qu'en hiver, dans les régions tropicales que dans les zones polaires et tempérées. C'est que le phénomène de l'évaporation, le passage de l'état liquide à. l'état gazeux, ne peut s'effectuer sans consommer une quantité de chaleur équivalente au travail de la disgrégation des molécules aqueuses. Cette chaleur est forcément empruntée au milieu ambiant, qui la fournit d'autant plus aisément que la température est plus élevée.

Si l'évaporation consomme de la chaleur, elle doit donc être suivie d'un abaissement de température. C'est ce que tout le monde peut constater en effet. On sait que toutes les fois qu'on se trouve, pour une raison quelconque, en état de transpiration, et que la surtace de la peau couverte de sueur est exposée à l'air, on éprouve une sensation de froid d'autant plus vive que l'évaporation est plus intense. Si le temps est sec, par exemple, et l'air peu chargé de vapeur d'eau, l'évaporation sera plus rapide que s'il approche de son état de saturation. Voilà pourquoi par les temps chauds et humides la chaleur semble

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si intolérable : l'évaporation y est presque nulle. Mais qu'un courant d'air, en renouvelant constamment les parties aériennes en contact avec la peau, vienne à rendre l'évaporation plus active, on ressentira immédiatement la sensation de fraîcheur, conséquence du refroidissement dû au phénomène.

Les lois de la précipitation sont évidemment inverses de celles de l'évaporation. La vapeur d'eau atmosphérique repasse à l'état liquide sous l'influence d'un abaissement de température; mais, en se liquéfiant, elle détermine un dégagement de chaleur. C'est la chaleur qui avait été consommée dans l'acte de la transformation en vapeur qui se trouve ainsi i restituée. Plus loin, du reste, nous aurons l'occasion <f\ de dire quelles sont les conséquences météorologiques des lois que nous venons de rappeler brièvement.

On a cherché à mesurer l'activité de l'évaporation, c'est-à-dire, en volume ou en poids, la quantité d'eau qui est réduite en vapeur en un temps donné, sur une surface donnée , sur 1 mètre carré par exemple. Les appareils destinés à cette mesure se gfH, nomment des évaporomètres. Disons en quoi ils Fjii g2 consistent et comment on en fait usage. Après quoi, Évap<?romèire nous verrons quels résultats ils ont permis de constater, ou quelles sont les lois de l'évaporation à la surface de la Terre.

L'évaporomètre Piche (ainsi nommé du nom de son inventeur) consiste en un tube de verre a (fig. 82) de faible diamètre, rempli d'eau, fermé à son extrémité inférieure par une rondelle de papier épais et sans colle, qu'on peut renouveler chaque jour. La rondelle est maintenue au contact de l'eau par un petit disque métallique o soudé à l'extrémité d'un ressort à boudin. Le tube a été gradué de manière que chaque division corresponde à 1 centième de millimètre de la tranche d'eau évaporée. Le tube est suspendu à l'air libre, dans le lieu dont il doit servir à mesurer le pouvoir évaporant. A l'observatoire

de Montsouris, on le place sous l'abri des thermomètres, que nous avons décrit plus haut. On peut ainsi suivre d'heure en heure les phases du phénomène, les variations que l'évaporation subit pendant le jour et pendant la nuit, ou celles qu'elle présente dans le cours d'une année.

On se sert également d'appareils à surface d'eau libre. Tel est l'évaporomètre Delahaye, représenté dans la figure 83, et formé d'un bassin rectangulaire de 50 centimètres de côté (0mq,25 de surface), contenant une couche d'eau de 1 décimètre environ de profondeur. Un petit toit d'un demi-mètre carré de

surface surmonte le bassin et le met à l'abri de la pluie sans gêner les mouvements de l'air. Sur l'eau repose un flotteur dont la tige, en descendant, commande l'aiguille d'un cadran et lui fait parcourir une division par chaque centième de millimètre de variation du niveau du liquide , c'est-à-dire de tranche d'eau évaporée. Cet appareil est placé à Montsouris dans un espace découvert, à 1 mètre du sol, de manière à rendre les lectures faciles. On voit en E un évaporomètre Piche. En moyenne, les deux instruments donnent la même quantité d'eau évaporée; mais on a remarqué que la rondelle humide du premier donne une évaporation plus forte que la couche d'eau libre, entre 4 heures du malin et 4 heures du soir; le contraire a lieu de 4 heures du soir à 7 heures du matin. Comme le fait observer M. Marié-Davy, cette différence accuse l'influence de la température. « L'eau en masse est plus lente à s'échauffer et à se refroidir qu'une simple feuille de papier humide. L'écart est sans cesse changeant avec les conditions extérieures et aussi avec la masse d'eau du bassin1. »