ETUDES SUR LES MOUVEMENTS GÉNÉRAUX DE L'ATMOSPHÈRE

par M.V SONREL

Try€ctoiresi,tcmbtsjmiaujTaafues

quence en est que la vitesse angulaire de rotation diminue et que le tourbillon ne montre plus qu'une de ses moitiés. Mais qu'on tienne compte de la vitesse de translation, on retrouve le tourbillon complet comme il s'en présente quchiuefois et comme cela arrive toujours près de Téquateur où la vitesse de rotation est grande et celle de translation faible. Nous donnons un exemple (PI. Vil) des cartes qui ont servi à ces recherches pour l'Europe d'après l'ouvrage de M. Marié-Daiy.

M. Marié'Davx compare la bourrasque au tourbillon formé par un ventilateur à axe vertical et qui aspire l'air par le haut et le bas, tandis qu'il le rejette dans la région moyenne où la vitesse de rotation est le plus rapide et ainsi Teflet centrifuge maximum.

Sonrel, dans ses travaux et en particulier dans un mémoire sur les mouvements généraux de l'atmosphère, publié dans l'annuaire de la Société Météorologique pour iS^)^, a étudié la trajectoire des dépressions barométriques et les effets de la giration du vent due aux bourrasques sur les vents régnants ; la planche VIII représente une des cartes donnant les routes suivies par les centres de basses pressions en Janvier i865. Ces recherches ont montré d'une façon tout-à-fait sûre que les variations journalières du temps sont directement liées à la marche et aux caractères des dépressions barométriques et à la position des centres de haute pression.

Après l'organisation des observations à la mer, Le Verrier se préoccupa de l'étude des orages.

Ces recherches feront l'objet d'un chapitre spécial. Nous nous bornons à reproduii*e ici la lettre qu'il adressait, au milieu de l'année 1864, aux Présidents des Conseils généraux de France, lettre dans laquelle il développe tout son plan de recherches scientifiques et qui, à ce titre, mérite d'être citée :

« Monsieur le Président et honoré collègue, l'étude de la )) météorologie n'a pas conduit, dans le passé, aux résultats » théoriques et pratiques sur lesquels on avait cru pouvoir )) compter. Il n'y a pas lieu de s'en étonner. On s'est trop » attaché à des détails lorsque les grandes lois des mouve- )) ments de l'atmosphère sont à peine soupçonnées. L'histoire )) des sciences nous montre que l'examen des phénomènes de

» la nature doit toujours commencer par ceux qui. s'accom- » plissant sur une plus grande échelle, ne sont pas altérés )) dans leurs résultats généraux par raille causes secondaires.

)) L'observation et la discussion des phénomènes de notre » atmosphère sont, il est vrai, fort difficiles, surtout parce )) qu on doit embrasser à la fois une grande étendue, sinon )) toute la surface de la terre. Les alizés nord et sud, le » courant aérien de retour, les courants polaires, les courants )) marins, le galf stream, et les causes principales de ces mou- » vements, Faction du soleil, réchauffement des continents, la )) rotation de la terre, tout doit être pris en considération. Et )) quant aux observations, mieux vaudraient des faits constatés » partout à la fois, pendant le cours d'une seule année, que » quelques observations éparses poursuivies pendant un siècle.

)) De grands progrès ont déjà été accomplis dans cette voie. )) Un ensemble d'observations, recueillies chaque jour sur )) divers points de l'Europe, viennent se concentrer à Paris, où )) elles sont discutées. On en déduit des prévisions que le )) télégraphe reporte aux diverses capitales et de là sur toutes » les côtes, depuis Cherbourg jusqu'à Gibraltar, de Barcelone )) à Naples et dans l'Adriatique, dans la mer du Nord et la )) Baltique et jusque dans la mer Noire. Le Ministre de la )) Marine d'Italie réglementait hier, dans les ports du royaume, )) l'emploi des prévisions télégraphiques adressées par la » France, et la Russie s'entendait avec l'Autriche pour que » ces avis puissent arriver sans retard à Odessa et à Nicolaïef. )) La Norvège réclame la reprise des communications inter- » rompues par la guerre.

» Quelque vaste qu'elle soit, cette organisation s'est prompte- )) ment trouvée insuffisante, et il a fallu étendre les études à » la surface de l'Atlantique. 1^ maiùne impériale de France )) s'y emploie avec empressement ; le Portugal organise les )) Açores, l'Espagne les Antilles. Mais cela même n'eut pas » suffi encore, si la marine du commerce n'avait entendu )) l'appel qui lui a été fait et n'avait donné un puissant con- )) cours individuel. Il n'est guère de bâtiment sillonnant l'Atlan- )) tique ou la Méditerranée qui ne rapporte aujourd'hui des » observations précieuses. Ces observations, relevées à mesure

» qu'elles arrivent, contribuent à la formation d'un atlas des )) tempêtes qui offre un grand intérêt et qui devrait à la fin » de chaque année être publié.

» Ces travaux européens, dont profite la marine, ne doivent » pas nous faire perdre de vue Tensemble de la France. Le » moment semble venu d'étudier les phénomènes généraux de )) son climat.

)) Nous n'avons pas à distinguer entre la science et ses appli- » cations, constituons Tune, et les autres viendront d'elles- )) mêmes. On connaît les services rendus par les commissions » hydrométriques des bassins du Rhône et de la Meuse ; » naguère nous aidions le Mecklembourg dans ses récoltes en » le prévenant de l'arrivée des pluies.

» La marche à suivre est d'ailleurs tracée ; il faut nmltiplier » les observations sur tous les points du territoire, pendant )> une période de temps dont l'expérience fixera la durée.

» Or, Monsieur le Président, pour l'étude d'une des questions )) les plus importantes, les orages, qui^ chaque année, font tant de » mal aux campagnes, une station par département est abso- » lument insufBsante. Il en faudrait une par canton au moins. » Veuillez ne pas vous en effrayer ; ces stations secondaires » ne coûteront à établir que de la bonne volonté, qui ne fait )> jamais défaut.

» Les orages qui parcourent d'assez longues distances, toute » la longueur de la France quelquefois, n'occupent, en général, » qu'une largeur assez restreinte ; ils passeraient entre les » chefs-lieux des départements sans être constatés, tout au » moins leur marche, leur gravité, leur étendue, resteraient » inconnues, et leur étude serait, comme par le passé, » impossible.

)) De là l'indispensable nécessité de multiplier les obser- » vateurs, sans qu'on doive pour cela les pourvoir d'instru- » ments. Ce qu'il faut seulement, ce sont des témoins éclairés )) qui veuillent bien constater l'arrivée, la fin de l'orage, son )) intensité, la pluie et la grêle tombées, l'intervention du » tonnerre et des éclairs dans ces bourrasques, le point de » l'horizon d'où elles sont venues, celui où elles vont ».

Ainsi, vers i865, l'organisation du Service météorologique

était à peu près complète en France et ne reçut d'importantes améliorations que près de dix ans plus tard, quand Le Verrier fut rappelé à la direction de l'Observatoire.

Nous allons suivre maintenant les progrès de la météorologie télégraphique dans les pays voisins.

Nous avons vu précédemment qu'en Angleterre un mouvement assez marqué pour F organisation d'un service météorologique télégraphique s'était dessiné dès 1849 ^' fl^'^ l'Exposition de Londres une carte journalière du temps avait paru pendant plus de deux mois, tentative qui ne fut reprise que bien des années plus tard dans le Royaume-Uni.

Cependant dans le domaine scientifique les météorologistes anglais ne restèrent pas inactifs et publièrent plusieurs travaux d'un grand intérêt.

En i85a, F, P. B. Martin a publié à Londres, dans un gros volume, une recherche importante sur les tempêtes tournantes de l'Atlantique nord (i). Déjà, en 1846, l'amiral sir Francis Collier l'avait prié de s'occuper de cette question si importante pour les marins. Les travaux de Redjield, Reid et d'autres avaient prouvé que chaque baisse barométrique assez considérable entre les tropiques est accompagnée d'une rotation du vent autour du minimum barométrique, et que là chaque tempête est un grand tourbillon. Par des observations faites par lui-même, Martin avait obtenu la conviction que les tempêtes étaient de la même espèce en Angleterre. En effet, pendant chaque passage d'un minimum barométrique, la giration du vent était invariablement la même qu'elle aurait été pendant le passage d'une tempête tournante.

Alors il s'est proposé d'étudier sui» un espace aussi grand que possible tous les changements du temps pendant les vingt-cinq jours du 28 mars au 21 avril i85o. Par l'intermé-

(i) A memoir on the Equlnoctiai Storois of marcb, april i85o ; an inquiry into the extent to wich the Hotatory Theory may be applied. Jmpensii» suis domi auctor imprimebat c lypis Tbomœ Patcb. AA. D. i, paragr. 5i-5a.

dîaire de la « Trinity House » tous les chefs des phares anglais ont observé, pendant ces jours, selon ses indications. Ils ont suivi toutes les variations du baromètre avec la plus grande attention en notant non seulement la pression atmosphérique à des heures déterminées, mais aussi les moments auxquels le baromètre a passé par un minimum. De plus il s'est procuré un grand nombre de livres de bord des vaisseaux qui avaient traversé TAtlantiquc nord pendant ces joui*s, de plus, et par l'intermédiaire du ministre des affaires étrangères, le célèbre lord Palmerston, il a reçu une quantité considérable d'observations de la plus gr*ande partie de l'Europe.

Pendant cette période le temps fut très mauvais. Dix minima barométriques se succédèrent. 11 était toujours possible d'indiquer sur une carte la situation d'un centre de tourbillon. Pour chaque tempête il donne une ou plusieurs cartes sur lesquelles il a tracé les routes des différents vaisseaux et les positions successives du centre du tourbillon en question. C'était pour ainsi dire une application continuelle de la loi de Buj's- Ballot avant que cette loi n*eût été énoncée. En effet, chaque observation de la direction du vent et de sa giration depuis l'observation précédente donnait la direction du centre par rapport à chaque station sur terre et sur mer. Ces directions se croisaient toujours au point où se trouvait en même temps le minimum barométrique.

De là Martin a tiré la conclusion que toutes les tempêtes de la zone tempérée sont de la môme espèce que les tempêtes tropicales, c'est-à-dire des tempêtes tournantes. 11 s'étend longuement sur toutes les applications maritimes de cette découverte.

Enfin il propose d'établir un service de prévision au bureau du Lloyd à Londres, basé sur les télégrammes d'un grand nombre de stations d'une aussi grande partie de la terre que possible; il propose même d'essayer de relier l'Europe à T Amérique avec un câble sous-marin; on réunirait là une l'ois par jour des observations « synoptiques », et on pourrait construire une carte du temps semblable à celles exposées à l'Exposition de i85i, et en cas de danger avertir par télégrammes en temps utile les ports menacés.

Liv. a. Mot. Dyii. — 2,

Quelques années plus tard, W. IL Bqydiy Webster a fait des recherches phis exactes, considérées à juste titre comme fondamentales. Webster cherche à démontrer dans un gros livre (i), que la marche des instruments météorologiques présente une périodicité de trente jours environ. Quoi qu'il en soit, pendant ces recherches il trouva qu'il existe une relation étroite entre les variations du vent et celles du baromètrej et il consacre plusieurs chapitres à étudier de plus près cette relation. Premièrement il se pose la question de savoir : d'où vient ce courant d'air chaud et humide qui coule presque sans interruption au-dessus des îles Britanniques amenant des nuages chargés de trésors plus précieux que l'or ? Déjà, dans l'ancien testament, Job parle du « poids des vents » (2). Mais c'est précisément le baromètre qui nous donne le poids de l'air, c'est la balance par laquelle nous pouvons peser « le poids des vents ». En effet, la hauteur moyenne barométrique à Madère étant 3o,i36 i. (;;65,4™™) et à Londres 29,826 i. (757,6"^™), il y a entre ces deux stations une différence de pression de 21 Ibs. par pied carré. Cette différence de pression met l'air en mouvement du S.-W. au N.-P]. Mais en étudiant la question de plus près il constata que la vitesse des vents du S.-W. varie constamment. Au fur et à mesure que la différence entre Madère et Londres diminue, la vitesse des vents du S.-W. et la quantité de pluie en Angleterre diminuent en même temps, et, si le baromètre devient plus haut à Londres qu'à Madère, la direction du vent est tout de suite renversée. Cela est prouvé chaque fois qu'un temps sec avec des vents boréaux règne sur l'Angleterre. L'année 1826, par exemple, restera longtemps dans la mémoire des cultivateurs anglais à cause d'une sécheresse excessive. En juin 1826, la hautem* barométrique moyenne à Londres était de 3o,283 in. (769,2™™) et à Madère de 3o,i66 in. (766,2™™) ; ainsi la pression de l'air devait causer un vent venant du côté du Nord. Il étudie dans le même but les observations du Rév. P. C. Clous ton

(i) The recurring tnonlhly periods and periodlc System of the atmospheric actions, etc. London 1857, ^^6 pages.

(a) Job XV m, 35 : Qui fecit veniis pondus, et aquas appendit in menswa.

faîtes à 9^' A. M. et 9*» P. M. à Sandwiek MaDse, aux îles Oi*eades« en les comparant aux observations simultanées à Greenwich. Il a dessiné les courbes barométriques, rouges pour Greenwich et noires pour les Orcades, et indiqué les vents à Greenv^ich par des flèches, rouges pour les vents du Sud et noires pour les vents du Nord. Un de ces diagrammes, celui pour janvier i843, est publié dans le livre. Les résultats sont les suivants : Si les baromètres ont la môme hauteur aux deux stations, ce qui arrive à de rares intervalles, il règne un calme plat ou des brises folles. Si le baromètre est plus haut à Greenwich quaux Orcades, ce qui est le cas ordinaire, il y a toujours un vent du S.-W. dont la vitesse est proportionnelle à la grandeur de la ditïerence de pression, une différence de 0.7-0,8 pouces anglais, amenant une très forte tempête. Aussitôt que la différence diminue, la vitesse du vent diminue en môme temps, et si le baromètre monte plus vite qu'à Greenwich, la direction du vent change simultanément avec le changement du signe de la différence et passe au Nord par le N.-W. Ainsi le baromètre agit comme la balance la plus exacte (p. qoi). « C'est le baromètre qui produit le vent ». (( La différence de poids de deux colonnes d'air est la cause immédiate et directe du vent, l'air ayant le plus grand poids coulant vers Tendroit où la colonne d'air est plus légère, et la force, la pression et la vitesse du vent sont directement proportionnelles à la différence de poids des deux colonnes » (p. 316).

Quelquefois il fut étonné par des exceptions apparentes. Le 4 février i843, par exemple, il y avait à Londres une formidable tempête du S.-W,, avec une pression barométrique de 28,46 i. (7aQ,6min)^ tandis que le vent aux Orcades était en même temps faible de TEst avec une pression d<i q8,5G i. (7^5, 2™^). Mais, dans ce cas, comme dans des cas analogues, il a découvert par des recherches spéciales qu'il y avait entre les deux un minimum barométrique ; le jour en question ce minimum se trouva juste au Sud des Orcades au Nord de TÉcosse ; la différence de pression entre ces deux régions étant très petite, le vent aux Orcades devait être très faible.

Webster va plus loin. « Je suis disposé », dit-il, « à consi-

}> dérer les actioni^ de l'atmosphère comme agissant sur une }} grande échelle. Les mêmes lois trouvées pour TAtlantique }} Nord et l'Angktcne doivent régner partout. » En comparant les moyennes barométriques mensuelles et annuelles d'un ^rand nombre de stations sur les deux hémisphères terrestres, il a constaté quil y a toujours une différence barométrique qui cause les vents : les alizés, les moussons et les vents dominantSf S.-W, au Nord et N.-\V. au Sud des tropiques. Il lui aurait presque suffi d'indiquer ces résultats sur des cartes pour avoir en le niéiite de donner les premières cartes des isobares et des vents moyens, ce qui fut fait dix années plus tai'd par M. Buchan <i).

Jusqu'ici les météorologistes avaient considéré les basses pressions et les mouvements cycloniques. M. Francis Galton est le premier qui ait, pour ainsi dire, fait la découverte des aires de hautes pressions limitées, auxquelles il a donné le nom d'aniicj'cluni'S. Il a publié à Londres, en i863, un travail magnilique i Meleorographica (a). Au commencement, M. Galton indique les diflieultés presque insurmontables que rencontraient à ce temps ceux qui voulaient construire des cartes synoptiques sur une vaste étendue. Même, quand on dispose des observations publiées in extenso dans les différents pays, il faut passer beaucoup de temps pom» réduire les observations et construire des cartes. Pour les études climatologiques on a besoin des moyennes. Les observations directes, au conti^aire, sont nécessaires surtout pour Fétude du temps, c'est-à-dire pour la météorologie liynamique. Donc, il faut que ces observations soient publiées de telle manière qu'on puisse les employer faeileoient. Par conséquent il pense qu'on ne doit pas les publier en tableaux de la manière usuelle. 11 propose

(i) M. E. Beaou a publfé probablement la première carte d'isobares moyennes qui aU élé dtc^ée. Cette carte, représentant TEurope et la Méditerranée, accompugne im mémoire sur les isobares, présenté à la Société météorologique de France

(il) Meteoro^nipbica> Methods of mapping tbe weatber ; illustrated by upwards oï 600 priiiltHl aiid liihograpLied diagrams referring to the weather of a large purL of Europe, il u ring Ihe ihunlh of december 1861. Fol. obi.

Cl! IJvrL' étant uï^se^ rart% nous sommes très obligés à M. le D' G. Hellmann^ de U^rliu, qui a tïieu voulu vu mettre un exemplaire à notre disposition.

p^ ÏX. F1\ANCIS GALTON: H

JO 9 8 7 6 5 ^ 3 2 1 0 1 2 3 ^ 5 6 7 8 ? ip l^i^ 1? 1» 15 16 1? 1.8 Ift 5^0^.1