PL.LV

Variations des instruments pendant un orage, JÛepuîs longtemps les météorologistes ont eu l'occasion de constater les brusques changements de pression qui se manifestent au moment des orages. Au moment d'un orage, le baromètre baisse d'abord d'une manière plus on moins rapide, puis remonte brusquement La pression s'élève presque instantanément de quelques dixièmes de millimètre, ou même d'un millimètre ou plus; la courbe tracée par un baromètre enregistreur montre alors un ressaut à peu près vertical, une sorte de crochet que l'on apelle crochet d'orage. Ce phénomène paraît avoir été signalé pour la première fois par l'Abbé Goulon dans le Bulletin international de l'Observatoire de Paris du 2 1 mars 1866, Plusieurs de ces courbes barométriques irrégulières ont été publiées depuis ce temps par des météorologistes des différents pays. Nous donnons ici comme exemple de variations exceptionelles les courbes barométriques de Paris pendant quelques, orages en 1879 selon M. Mascart (PL 55, fig. i) (la distance de deux lignes horizontales correspond à une variation de pression de 2 mm. de mercure), et aussi les barogrammes de quelques stations anglaises pendant Porage du 13 janvier 1886 selon M. Scott (PI. 55, fig. 2).

Les diagrammes de la planche 55, fig. 7 — 9, hors texte indiquent les variations observées à Upsal pendant le passage des orages. On y trouve les variations de la pression de l'air, celles de la température et celles de la direction du vent, les heures de la pluie ou de la grêle et en haut les directions des nuages qui ont été observées en ces occasions; les flèches ordinaires indiquent la marche des nuages inférieurs, et les flèches barrées la marche des Cirrus. Malheureusement l'anémomètre n'enregistre que la vitesse moyenne du vent par heure.

PI. 55, fig. 5. Le 7 Juin 1878 une haute pression s'étendait sur la vallée du Rhin et un minimum sur le nord de la péninsule Scandinave. La ligne isobare 755 formait une anse irrégulière sur le nord de la Suède et le Golfe de Bothnie. De 9*^ — 1 1*^ a.m., 1*^ — 2^ et 4^ — 6*^ p.m. des orages de chaleur dispersés éclatèrent au-dessus de la plus grande partie de la région située entre la côte NE du lac Venern et le Golfe de Bothnie. Chaque orage se présentait à plusieurs stations, mais n'avait à chaque endroit qu'une étendue peu considérable, et un grand nombre de stations n'ont fait men-

tion d^aucan orage, tandis que d'aatres ont eu jusqu^à trois orages. A Upsal Tétat atmosphérique fut parfaitement tel qu'on pouvait l'attendre d'après la carte. A 10^ du matin le vent soufflait du SSW, la marche des nuages inférieurs était du SW et celle des nuages supérieurs de TW. A 11^ précises commencèrent la pluie et la grêle, accompagnées de tonnerre. L'orage passa du- NW au SE au dessus de l'Observatoire. La pluie et la grêle ne durèrent que quinze minutes. A 11*^ 25°* une forte étincelle passa par l'appareil télégraphique de l'Observatoire, et un courant continu suivit pendant plusieurs minutes toute la ligne. Un peu après midi l'orage cessa. Le vent sauta subitement, d'abord au NW et au N, d'où il continua à^oufiQer jusqu' à midi; il passa alors au NE et aussitôt après au SE, resta à peu près une heure dans cette direction et fut vers 2^ du soir de nouveau au S, de sorte qu'il avait accompli une rotation complète. A midi les Cirrus s'avançaient vers l'est, complètement indépendants du vent à la surface terrestre. A 2^ 10°^ du soir le même phénomène se renouvelle. Un nouvel orage, suivi de pluie et de grêle, passa de rW à l'E au dessus de l'Observatoire, et le vent fit de nouveau une rotation complète avec le soleil. A 4^ 30", on entendit le tonnerre du SW. A 5** 45" — 6^ 10™ du soir on n'entendit pas le tonnerre à Upsal, mais il tomba une violente averse, et le vent fit entre 5^ et 7^ encore une rotation nouvelle. A 7^ les Cirrus allaient toujours de TW à l'E.

La température baisse subitement pendant chaque chute de grêle on de pluie.

Le baromètre montre une daisse faible immédiatement avant la saute du vent, suivie d'une hausse subite à l'instant même où le vent passe au NW. Pendant cette hausse rapide du baromètre le vent augmente considérablement de force et la grêle ou la pluie tombe en averse violente.

PI. 55 fig. 6. Ce diagramme montre la marche des instruments à Upsal pendant un des orages de chaleur les plus violents et les plus typiques qui aient eu lieu en Suède: l'orage du 25 juillet 1872. Une haute pression régna sur la mer entre la Norvège et l'Islande et sur la partie méridionale de la Suède; une dépression faible existait sur la Mer Blanche. Une foule d'orages éclatèrent, dispersés sur un grand nombre de stations.

(Voir PL 52). Nulle part un orage ne paraît avoir eu un mouvement de translation régulier sur un espace plus considérable. A Upsal une haute pression avec une haute température avait rogné depuis le 21. Le 25 dans la matinée, la température s'éleva considérablement jusqu'à ce que le maximum, immédiatement avant l'orage, fut atteint avec + 3I^9. La diminution de la température avec la hauteur était remarquablement rapide. On lut, en même temps que le maximum cité, une température de + 34® sous un abri placé dans le parc de TObservatoire au dessous de la colline sur laquelle se trouve le pavillon avec les enregistreurs, et + 30 V sur un thermomètre en dehors d'une fenêtre de la partie nordest de l'Institut de Physique, à une distance d'environ 550 m. à l'ESE du thermomètre enregistreur et 7 —g m. plus haut que celui-ci. L'humidité absolue était considérable: 14,8 mm. à 10*^ du matin. Comme d'habitude elle diminua ensuite graduellement, et n'était que 13,2 mm. à i** du soir immédiatement avant l'orage. Après le passage de l'orage elle augmenta de nouveau rapidement, et atteignit à 6^ du soir la valeur extraordinaire de 18,0 mm. Les vents avaient été pendant plusieurs jours faibles venant du sud; et le ciel presque complètement clair.

Dans ces conditions l'orage éclata subitement. A o*^ 52"* on entendit les premiers coups de tonnerre, et quelques minutes après l'orage éclata, précédé de quelques tourbillons et suivi de pluie et de grêle en quantité énorme, venant du NW. A i** 18™ la grêle commença; les grains avaient environ 3 cm. de diamètre. Ils étaient formés de couches alternantes de glace blanche et . transparente. Elle continua jusqu' à i^ 40™ et dans ce laps de temps il tomba plus de 32 mm. d'eau.

L'aire qui fut atteinte par cet orage était extrêmement restreinte. Elle avait tout au plus 4 à ^ kilomètre dans sa plus grande étendue. Tout autour le beau temps continua.

Les mouvements des instruments se voient par le diagramme. Après une petite baisse le baromètre monte bnisquement de plus de 2 mm., et le vent saute au NW pour retourner au S. Entre 2*^ et 3*^ il y a 2 oscillations très petites sur la courbe barométrique qui correspondent à des sautes du vent à l'W ou au NW. La baisse de la température est énorme, une des plus grandes qui aient eu lieu à Upsal.

Ces variations des instruments sont les mêmes pendant tons les orages, soit de chaleur, soit de tourbillon. Mais, ces variations ne sont pas seulement spécifiques aux orages, La Pi. 55 fig. 7 nous montre les variations des instruments à Ûpsal le 5 juillet 1874. Le matin un orage de tourbillon s'arrêta à quelques myriamètre au NE d' Upsal, où on avait ni orage, ni pluie. Cependant, le diagramme montre un mouvement des instruments peu important et très faible de 1 1^ du matin à o^ 30" du soir (le la même allure que d'ordinaire, justement au moment où Torage selon les isochrones aurait dû passer au dessus d'Upsal. Néanmoins on n'y observa pendant ce temps ni tonnerre, ni pluie à Upsal Une averse sans orage qui arriva à 2^ 50™ du soir environ fut suivie de variations encore plus marquées dans la marche des instruments.

Ces variations accompagnent aussi les giboulées de grêle ou de grésil qui ont lieu si souvent au commencement du printemps. La température alors, loin d'être élevée, est souvent assez basse. Le grésil est cependant accompagné d'une baisse encore plus grande de la température, d'une hausse de la pression de l'air, précédée par une baisse lente, et par une rotation du vent contraire à la marche des aiguilles d'une montre. (Voir PI. 55, fig. 8, 9).

Les oscillations en question sont donc de même nature, aussi bien pendant les orages de chaleur ou de tourbillon, que pendant chaque pluie en forme d'averse^ et elles sont même quelquefois visibles à une certaine distance de l'averse.

La règle est simple:

i^ Le baromètre baisse d'abord tantôt d'une manière assez rapide, tantôt d'une manière lente et presque insensible, puis remonte brusquement dès que la pluie commence.

2^ La température baisse tout-à-coup pendant la pluie pour remonter ensuite plus on moins rapidement.

3^ Le vent tourne subitement avec le soleil en même temps que le baromètre monte, il est faible, ou il règne un calme complet, pendant la baisse, mais ordinairement très violent pendant la hausse du baromètre.

Nous voyons par conséquent, que la marche d'un orage au dessus d'une station ressemble, approximativement, au passage d'un petit tourbillon. On a aussi longtemps considéré les orages comme

des sortes de tourbillons, isolés quand il s'agit d'orages de chaleur, rangés en ligne, avec des intervalles plus on moins grands dans les orages de tourbillon. MM. v. Bezold et Ciro Ferrari ont même réussi à constater des cas où l'orage existait dans une dépression barométrique très faible. M. Ferrari s'en tenait pour les orages de tourbillon à une » dépression très allongée d'axe parallèle à l'isochrone».

Cependant, à divers points de vue les variations des instruments pendant un orage diffèrent de celles qui se produisent pendant le passage d'un tourbillon. La baisse du baromètre est extrêmement lente et souvent presque insensible, tandis que la hausse qui suit est très rapide. Ceci est en relation directe avec la force du vent, qui est faible ou nul pendant la baisse, mais violent pendant la hausse du baromètre. De même pendant un orage la pluie tombe pendant la hausse du baromètre, ou dans la partie postérieure du tourbillon.

Le mécanisme d'un orage est donc fort compliqué et pour l'étudier de plus près nous devons le considérer dans sa relation avec un autre phénomène: celui qu'on apelle un grain.

Grains. Nous avons vu que ce fut l'ouragan du 14 novembre 1854, cause de la perte du Henri IV sur les côtes de Crimée, qui détermina Le Verrier à étudier les tempêtes au moyen de cartes synoptiques. Do même un désastre aussi terrible a été nécessaire pour que les météorologistes aient commencé à étudier sérieusement les grains. Le 24 mars 1878 la frégate anglaise, VEurydice, revenait d'un long voyage. A 3^ 45™ du soir elle passa devant . Ventnor dans l'île de Wight toutes voiles tendues sous une brise faible de l'W. Elle avait déjà échangé des signaux avec la station maritime de Portsmouth, et une foule de parents et d'amis des marins attendait son arrivée sur les quais. A ce moment une paroi obscure de nuages s'approcha rapidement du NW. Subitement un coup de vent accompagné d'une averse de neige survint avec la force d'un ouragan. Il ne dura que quelques minutes. Le beau temps revenait, mais la frégate avait disparu. Elle avait sombré sous voiles avec tout l'équipage. Ce sinistre détermina Clément Ley à étudier le phénomène qui l'avait causé. Evidemment il ne s'agit pas d'un cyclone. Le

phénomène eut l'apparence d'une longue paroi surmontée de sommets de Cumulo-Nirabus garnis en haut de faux-Cirrus qui s'approchait à grande vitesse du NW. Après son passage on vit la même longue paroi continuer sa route vers le SE. Clément Ley distribua une circulaire contenant des questions appropiées à un grand nombre de personnes dans toutes les parties de TAugleterre et obtint beaucoup de réponses grâce à l'intérêt général du public.

Les résultats de ses recherches sont les suivantes. (i) A 8^ du matin une basse pression régnait sur la Mer du Nord et la Suède amenant sur l'Angleterre un beau temps avec des vents faibles du NW ou de l'W. A lo*^ du matin le ruban de grain entra du NW sur la partie la plus boréale du pays. En tirant des lignes isochrones pour le commencement et la fin de la tempête de neige, il constata que le grain avait la forme d'une faucille qui traversait l'Angleterre du NW an SE. A 3^ 45™ d. s. le bord antérieur atteignait Portsmouth, à 5^ il s'étendait de Brighton à Jersey au dessus de la Manche et â 6^ le phénomène disparaissait en continuant sa route au dessus de la mer vers la France et la Belgique.

A chaque station le vent faiblit et devenait plus méridional immédiatement avant l'irruption subite du coup de vent du NW accompagné de neige. La PI. 56 hors texte fig. i fait voir la forme et la situation de la faucille de grain à 3** d. s. Les flèches pleines indiquent les vents inférieurs et les pointillées la marche des nuages supérieurs, les faux-Cirrus.

La PI. 55, fig. 3. nous montre les diagrammes barométriques et thermométriques des enregistreurs à Falmouth et à.Kew. L'allure des courbes ressemble tout à fait â celle des courbes pendant un orage. On voit le petit crochet sur la courbe barométrique et la baisse considérable et brusque de la température. Cependant ce grain n'était pas accompagné d'orage et la température assez basse descendit au dessous de o® C. à Kew.

Ces recherches ont été complétées plus tard par Ralph Abercromby. En novembre 1882 il communiqua à la Société Roy.

(I) The Ënrydice 8qiiall. Symons's Monthiy Meteorological Magazine, Apnl

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