partie

contre.

moyenne.

bord.

moyenne.

centre.

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Bien que le nombre des observations ne soit pas très considérable et assez grand pour éliminer les effets accidentels, on voit cependant dans ces tableaux:

r Qu'en hiver, jusque vers ô"*", la température est plus basse dans la région centrale des minima barométriques que dans celle des fortes pressions; qu'elle paraît à peu près la même dans la partie moyenne de ces aires, mais qu'elle est bien plus chaude au bord du minimum qu'au bord du maximum dans les quatre à cinq premiers kilomètres.

2" Qu'au printemps, la température (indéterminée pour le centre, faute d'observations) est plus basse dans la partie moyenne des basses pressions que dans la partie correspondante des fortes pressions.

Par rapport à la température de la partie moyenne qui forme le corps des aires des basses pressions, on voit qu'en hiver les régions les plus froides sont celles qui ont les vents du NE à NW, et la plus chaude la partie oii régnent les vents d'W et SW. Dans les zones de forte pression, les différences sont moins tranchées, sauf en ce qui concerne la région des vents de NW, bien plus chaude que les autres au-dessus de 5^".

Au printemps, au contraire, les parties les plus chaudes sont la région nord-est (où régnent les vents d'E et SE) de la dépression, la plus froide étant la région sud-ouest Dans les fortes pressions, les températures les plus élevées se recontrent dans la partie nord de Taire de haute pression (où rognent les vents de SW à NW).

En sorte que, si Ton suppose un centre de basses pressions situé au nord d'une aire de fortes pressions, ce qui se rapproche du reste de ce qu'on observe souvent dans la nature au printemps, on aura un gradient thermique très prononcé entre la partie postérieure sud de la dépression et la partie nord-ouest de Taire de forte pression beaucoup plus chaude.

»0n remarquera que Texistence, dans les deux saisons, des plus basses températures dans la région postérieure est bien d'accord avec la hausse de pression qui se produit à Tarrière des dépressions, hausse qui ne paraît pas indépendante des phénomènes dynamiques que j'ai exposés dans mon étude sur le gradipnt vertical (i).>

M. Grenander{2) a calculé la variation moyenne de la température avec la hauteur dans les différents quadrans des minima et des maxima barométriques d'après les observations faites à la Station Franco-Scandinave à Hald et à l'Observatoire Aéronautique à Berlin. La fig. 36 donne les résultats moyens des deux stations pour l'hiver et pour les hauteurs de o" à 3000".

On voit que la décroissance de la température est la plus rapide à Touest du centre d'un minimum, en effet pour une élévation de 3000 m la baisse de la température est 20* en moyenne. Par contre la baisse pour la même hauteur n'est que 14' à Test du centre. Pour un maximum on a 7^,4 à Touest et i4',5 à Test du centre. Les décroissances au N et au S des centres sont intermédiaires. La décroissance générale au dessus d'un minimum est beaucoup plus grande que celle au dessus d'un maximum. La décroissance plus petite dans la partie antérieure d'une dépression s'explique par la condensation plus grande dans cette partie.

(i) Voir Annales dti Bureau central météorologique, année 1890, p. 231 et suivantes.

(2) Les gradients verticaux de la température dans les minima et les maxima barométriques. — K. Wet. Akad. Arkiv 1905.

Fig. 36.

Àfùi. Mojc

L'air froid et humide qui couvre le sol dans le régime d'un maximum barométrique a une hauteur, qui ne dépasse guère quelques centaines de mètres. Au dessus le mouvement descendant de Tair cause un réchauffement dynamique. Nous savons qu'à cause de cela il y a presque toujours des inversions de la température avec la hauteur dans Tintérieur d'un anticyclone. Il a été aussi bien établi (i) que cette inversion a lieu princi-

(i) Hildebrandsson : Distribution des éléments météorologiques autour des minima et des maxima barométrique. Acta Soc. Reg. Upsal. 1883, p. 18 Tab. XX. (Voir aussi plus haut T. II. p. 107.

paiement sur le versant occidental, ou à V ouest du centre d'un maximum. A cause de ces inversions fréquentes la baisse de la température avec la hauteur est la plus petite en moyenne à Touest du centre d'un anticyclone, comme l'indique la figure cidessus.

6. ' Anticyclones. Les courants constants de Touest régnant en haut ont aussi une influence très grande sur les courants supérieurs des anticyclones. Nous avons vu (fig. 34, i.) que ces courants se dirigent presque directement vers le centre dans la partie postérieure et qu'ils sont plutôt parallèles aux isobares à Test du centre. Ainsi, un maximum est alimenté en haut principalement par Touest.

Ce courant supérieur de Touest se trouve en différents cas à des hauteurs très différentes. Ordinairement les nuages supérieurs et intermédiaires seulement vont en dedans vers le centre de l'anticyclone, mais il arrive que les nuages inférieurs le font aussi. La carte du 15 octobre 1896 (Pi. LU, 40) nous montre un courant centripétale entre 3500 et 7500 m., mais celle du 9 septembre 1896 (PI. LIV, 41) indique un courant de ce genre entre 836 et 10500 m. Dans ce dernier cas le courant inférieur est très mince.

Un cas semblable nous est présenté par la carte (PI. LIV, 42) du 14 Décembre 1902. Pendant cette journée M. M. Frcenkcl et Enestrôm sont partis en ballon de Stockholm à 2^ du soir avec un vent du sud. Mais déjà à 800 m environ ils ont rencontré un vent de l'ouest qui les a amené au dessus de la Baltique, et le 15 à i** 45** p. m. ils ont atterri en Russie à Solzy dans le Gouvernement Pskov. Pendant toute la traversée la hauteur du ballon était 800—1100 m seulement.

Cependant, la hauteur des anticyclones est en général plus grande que celle des cyclones, surtout à des latitudes plus méridionales. Cela est prouvé surtout par les recherches de M. M. Vettin,(\) Forstcn{2) et Àkerblom{^) sur les mouvements des

(i) Aus d. Archiv d. Deutschcn Seewarte 1888 N:o 5. Met. Zeitschr. 1882, 1883, 1886, 1887. — Zeitsclir. fiir Luftschiffahrt 1887, 1891 1892.

(2) Beitrâge zur Kenntniss d. oberen Luftstrome. Helsingfors 1890.

(3) Sur la distribution à Vienne et «H Thorshavo des éléments météorologique autour des minima et des maxima barométriques. Bihang t K. Vet Akad. Handl. Sthlm 1895. — ^"^^ir aussi: Les Bases de la météorologie dynamique T. II. p. 38-50.

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Cirrus en Allemagne. Dans ces travaux il a été bien démontré, comme nous Pavons vu plus haut, que l'axe vertical d'un tourbillon est plus haut en Suède et en Angleterre, c-à-d. le long de la trajectoire la plus fréquente des dépressions, qu'à des latitudes plus basses, où il n'atteint pas toujours la régions des cirrus. Par contre, il a été aussi bien établie que la circulation autour d'un maximum atteint une hauteur beaucoup plus grande que celle autour d'un minimum. Ainsi la fig. 35 de M. Âkerblom fait voir un tourbillon anticyclonique presque complet des Cirrus dans la zone intérieure d'un maximum en Allemagne.

Cela a été récemment prouvé par M. Grenander dans son mémoire sur les gradients verticaux de la température dans les minima et des maxima barométriques. (4) En effet, il a démontré que la différence de la température entre les divers secteurs (N, S, E, W du centre) tend vers zéro déjà à la hauteur de 7 km environ au dessus d'un minimum, tandis qu'elle augmente encore à 8 km au dessus d'un maximum.

Or, on pourrait dire que le maximum est le phénomène principal qui dirige dans une certaine mesure les mouvements des dépressions.

7. Remarques sur la formation et la marche des cyclones. Déjà en 1868 M. Mohn a émis l'opinion que la trajectoire d'un cyclone est principalement déterminée f)ar les anticyclones qui l'entourent, une dépression ayant une tendance à circuler autour d'une aire de haute pression en laissant le maximum à droite. En 1870 le Dr. Prestel a trouvé aussi que les dépressions circulent autour d'un maximum dans le même sens que les aiguilles d'une montre. M. de Tastes a montré en 1870 dans diverses communications à l'Académie des Sciences à Paris et avec plus de détailles dans les annales du bureau météorologique de France en 1880 le rôle très important des îlots de calmes autour desquels circulent les dépressions tourbillonnaires. Enfin Clément Ley a prouvé en 1876 que le centre d'une dépression se meut en général à peu près à angle droit avec la direction vers laquelle les isobares sont les plus serrées. Cependant, si les gradients les plus forts se trouvent au N du centre, celui-ci reste le

plus souvent immobile et le mouvement de progression vers l'ouest, qu*on devrait trouver alors, est rare. Cela a inspiré à Clément Ley cette idée — »peut-être plus simple que correcte, dit il — que la direction du centre est la résultante de deux forces indépendantes, l'une la force du gradient (gradient force) qui dirige le centre à angle droit de la direction vers laquelle les isobares sont les plus serrées, l'autre une force inconnue, qui l'amené vers le nord est ou l'est.

Bien que des recherches soient encore nécessaires pour fixer le rôle des courants généraux dans la formation des dépressions et des maxima barométriques et déterminer la cause du mouvement des dépressions, nous pouvons pourtant d'après les observations qui précèdent nous faire une idée des relations de ces phénomènes entre eux et nous coyons utile d'exposer ces idées bien qu'elles comportent une certaine part d'hypothèse.

La cause du mouvement général des dépressions vers l'est — cette force inconnue de Clément Ley — doit évidemment être cherchée dans le grand tourbillon polaire tournant de l'ouest à Test — tourbillon dont l'existence, déjà pressentie par la théorie, a été constatée par les cartes d'isobares dressées pour des hauteurs de plusieurs milliers de mctres et définitivement prouvée par les observations des nuages.

Supposons alors qu'il s'est formé par une cause quelconque un grand anticyclone au dessus d'une partie assez grande de la surface terrestre. Alors ce tourbillon d'une grande hauteur est placé comme une lie dans le courant général de l'ouest, qui seia dévié de sa course. Mais dans l'anticyclone il y a des vents de l'ouest au nord et de l'est au sud du centre. Par conséquent il est évident que le grand courant doit être dévié surtout au nord de l'anticyclone et plus rarement au sud, où les vents de l'est lui barrent le chemin. S'il y a des tourbillons cycloniques dans le sein du grand courant, ils seront entraînés avec celui-ci au nord de l'anticyclone.

Mais plus encore! Le grand courant de l'ouest doit être ralenti par l'obstacle que lui oppose cette île atmosphérique. Mais il suffit qu'une partie d'un courant quelconque ait une vitesse plus grande que les masses situées en avant pour que l'excès d'énergie de cette partie se transjorme en mouvements

tournants, comme si cette partie avait rencontré une paroi. Par conséquent, dans le cas qui nous occupe, il semble évident qu'il faut que des tourbillons se forment dans le grand courant de l'ouest. Mais il est évident aussi que ces tourbillons doivent être différents au nord et au sud de Tanticyclone. Au nord, au NW et au NE du centre les directions des vents dans Taiiticyclone coïncident plus ou moins avec celle du courant. La résistance y est donc le plus faible et les tourbillons qui se forment sont seulement des grands remous, ouvert en haut vers le nord.

Les parties du courant au contraire qui passent au sud de Tanticyclone y rencontrent une résistance beaucoup plus grande par les vents de Test qui lui barrent le chemin et quelquefois même le refoule vers Touest. Il doit donc se former ici des tourbillons presque stationnaire et le mouvement tournant s'étend à une hauteur considérable.

Ces conclusions sont parfaitement confirmées par les faits constatés plus haut. En effet, nous venons de voir qu'une dépression n'est pas fermée en haut au nord du centre s'il y a un minimum barométrique au nord d'elle; au contraire, s'il y a un maximum au nord, Taxe du cyclone est très haut et les Cirrus même sont entraînés dans la circulation. Il est du reste bien connu qu'en Europe les pluies les plus abondantes et les chûtes de neige les plus considérable — à l'exeption des averses orageuses — ont lieu au nord du centre d'une dépression située au sud d'un maximum barométrique, ce qui démontre que le mouvement ascendant agit sur une masse atmosphérique puissante.

Nous n'osons pas affirmer que les cyclones des zones tempérées soient toujours formés de la manière que nous venons d'indiquer. Il est possible qu'il y a des >cyclones de chaleur» comme il y a des ^^trombes de chaleur» et des »orage8 de chaleur». Remarquons cependant que la direction des courants supérieurs semble coïncider à peu près avec la trajectoire moyenne des centres de dépressions barométriques. // est donc probable comme nous l'avons dit plus haut, que les dépressions barométriques, au moins une grande partie d'elles, naissent comme des satellites du tourbillon polaire dans les grands courants atmosphériques.

Mais avec cela nous ne prétendons pas affirmer que les cyclones se forment dans le sein d'un grand courant atmosphéri-

que à une hauteur quelconque. Ils se forment sans doute auprès de la surface terrestre. Ils ont souvent, comme nous venons de voir, une hauteur assez petite et les Cirrus du grand courant ne sont pas influencés des perturbations en bas. Il nous semble comme M. Teisserenc de Bort Ta montré en 1879 par Tétude des isanomales que les grands maxima barométriques persistants se forment sur une partie du sol plus froide que celles qui Tentaurent Les grands maxima d'hiver se forment sur les continents fortement refroidis.

Par contre, quand au printemps le sud est de TËurope s'échauffe plus que la mer nous avons régulièrement une haute pression sur l'Angleterre et les mers environnontes qui cause les vents du NW si nuisibles sur TEuropo occidentale. De même on voit se former des circulations cycloniques au dessus des parties du sol plus chaudes que les environnantes, comme au dessus des nappes d'eau non congelées en hiver. Cependant, il 7 a une différence. Les maxima barométriques prennent un développement considérable, tandis qu'on a rarement vu que les dépressions formées de cette manière deviennent très fortes.

Ainsi, il semble que c'est la position des maxima qui détermine en premier lieu le type de temps au dessus de la surface terrestre, les trajectoires et en grande partie la naissance des dépressions étant déterminés par le régime des hautes pressions.

Depuis longtemps M. Teisserenc de Bort a demontré(i) comment le type du temps en Europe est. toujours déterminé par la position des hautes pression en Asie et aux Açores qui refoulent ou donnent accès en Europe aux vents marins qui acompagnent les dépressions venant de l'Atlantique. Nous n'entrerons pas ici dans l'étude de ces ^centres d'actions de Tatraosphère. Remarquons qu'on a trouvé plus tard qu'il y a des relations mutuelles entre ces centres d'action, (2) relations qu'il est de la plus grande importance d'étudier de plus près.

(i) Teisserenc de Bort: Étude sur l'hiver de 1879— 1880 et recherches sur la position des centres d'action de ratinosphore dans les hivers anormales. Ann. du Bur. Centr. 1881. IV.

(2) Hildebrandsson: Quelques recherches sur les centres d'action de Tatmosphwre. — K. Wet Acad. Handl. I. P. 29. 1897; IL P. 32. 1899.

L'étude des nuages ne peut pas nous fournir la solution complète des problèmes les plus importants de la météorologie, mais elle nous a donné un aperçu général des mouvements de Tatraosphère. D'un coté nous avons trouvé comment se passe la circulation générale de l'atmosphère, d*un autre cette étude nous a fait élucider la circtilation de l'air autour des minima et des maxima barométrique. Cette étude nous a fourni aussi des indications sur les relations qui existent ente les grands courants de la circulation générale de l'atmosphère et les perturbations à la surface terrestre, qui s'étendent quelquefois et en certaines régions jusqu'à la hauteur des Cirrus, mais qui n*atteingnent en général, et surtout dans les pays plus méridionaux, que le niveau des nuages intermédiaires.

Les études des régions supérieures de l'atmosphère et des recherches plus étendues sur les centres d'action et leurs relations mutuelles sont les travaux les plus importants qui s'imposent dans un avenir prochain.

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