STORM-ATLAS

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Fig. 12. — Carte des lignes d'égale tension de la vapeur d'eau le 3i mars 1868.

Cependant cette distribution n'est pas toujours aussi régulière. 11 se forme comme des réservoirs pour les vapeurs, tantôt dans les parages du Portugal, tantôt sur la Méditerranée au S. de la Sicile, quelquefois sur la Baltique ou à Touest de

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rirlande sur T Atlantique. Ainsi les vapeurs d*eau se concentrent principalement sur une ou plusieurs parties des côtes méridionales ou occidentales de TEurope, d'où elles sont poussées par les vents, vers les pays continentaux. D'ans l'Europe orientale, leur quantité est relativement faible, surtout pendant les froids de Thiver.

6. L'état du ciel, pluie. — Là où régnent les pressions fortes et les vents faibles, le ciel est généralement serein. Autour des minima, au contraire, le ciel est couvert, surtout sur le bord antérieur, tandis que sur le bord postérieur il est en général plus dégagé. De même la pluie et la neige sont plus fréquentes et plus fortes, sur le bord antérieur des minima. Sur le bord postérieur Teau tombe par intervalles, pour cesser bientôt tout-à-fait.

7 . Variations du baromètre. — Les cartes des variations du baromètre font voir que la hausse et la baisse de la pression de Tair s'effectuent dans des zones distinctes et alternantes, de manière qu'une zone de hausse se trouve entre deux zones de baisse et vice-versâ. D'où, la règle suivante : le baromètre atteint son minimum, lors du passage du centre de dépression et il atteint son maximum à la crête, entre deux minima. Quand le baromètre baisse au centre d'une dépression, il est évident que la ligne de la variation nulle et du minimum est refoulée à gauche (à l'ouest) et vice-versâ. Ce qu'on a appelé les ondes atmosphériques, ne sont que les zones alternantes de la baisse et de la hausse du bai*omètre, qui accompagnent les mouvements tournants dans leur marche, au-dessus de la surface terrestre. Les lignes de la variation nulle représentent les creux et les crêtes de ces ondes.

8. Variations du thermomètre. — Ces variations sont aussi groupées en zones, comme les variations du baromètre. Seulement les lignes de nulle variation sont beaucoup plus sinueuses et plusieurs maxima de variation se présentent généralement dans la même zone. Le thermomètre monte sur le bord antérieur et baisse sur le bord postérieur d'une dépression barométrique. Ainsi le thermomètre monte là oà le baromètre baisse

et réciproquement. Du reste, il trouve que les variations thermiques sont plus grandes sur terre que sur mer.

9. Variations de la tension de la çapeur d'eau et des hydrométéores, — Celles-ci suivent de très près les variations de la température. Sur le bord antérieur, la tension de la vapeur augmente jusqu'au passage du centre, pour diminuer graduellement sur le bord postérieur. De même, la quantité de nuages et de pluie augmente à l'approche du centre. Sur le côté postérieur du centre, l'air s'éclaircit à mesure que le centre s'éloigne.

lo.^ Variations dû cent, — Sur le côté droit des trajectoires des centres de dépression, le vent tourne avec le soleil dans la direction S.-E., S., S.-W., W., N.-W. ; sur le côté gauche, au contraire, il tourne dans la direction E., N.-E., N., N.-W.

Après avoir discuté les phénomènes indiqués par les cartes,* M. Mohn va regarder ces phénomènes dans leur ensemble et chercher à trouver les foi*ces agissantes et leur mode d'action, n constate que les différences de la pression, poussent l'air de la pression la plus forte vers la pression la plus faible, c'est-àdire perpendiculairement aux isobares, dans la direction du gradient. Cela indique une tendance de l'air à se mouvoir vers le minimum barométrique. La vitesse des courants d'air est déterminée par la grandeur de la différence de pression ou par la grandeur du gradient. Viennent alors les effets de la rotation et de la forme sphérique de la terre. Suivant celles là, tout corps se mouvant le long de la surface terrestre aura, sur l'hémisphère boréal, une tendance à dévier à droite (i). Cette . tendance est mesurée par i5*» X Sin. de la latitude par heure. Elle est la même dans toutes les directions du mouvement, en tous les azimuts. Les deux forces agissant ainsi à tout moment sur Fair, déterminent son mouvement dans une direction intermédiaire entre celui du gradient et celui des lignes feobares. (( De là s'ensuit, « dit-il, » immédiatement par construction géométrique, le mouvement tourbillonnaire autour des maxima et des minima de la pression de l'air )).

Les résultats trouvés plus haut font voir qu'il existe à

(i) Voyez Comptes-rendus de l'Acad. des Se. à Paris. T. XLIX, 2* semestre, pp. 659, 686, :769.

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beaucoup d'égards, un contraste entre le bord antérieur et le bord postérieur des mouvements tournants. Si le centre parcourt sa route normale vers l'est, et si (( la ligne de division ' entre le bord antérieur et postérieur est déterminée par la ligne de division entre les grandes zones de variation, savoir du S.-S.-W. vers le N.-N.-E. », on trouve :

Sur le bord postérieur.

Le vent de l'W., N.-W., N., et N.- E. à TE., c'estrà-dire tous les vents s^'ant une composante du Nord.

Le baromètre montant.

La température descendant.

La tension des vapeurs iëcriiuait.

La pluie (neige) par pnu et (aiblc.

Sur le bord antérieur.

Le vent de TE., S.-E., S., S.-W.

à rW., c'est-à-dire tous les vents ayant une composante du Sud.

Le baromètre baissant.

La température augmentant.

La tension des vapeurs «ogneBiant.

La pluie (neige) forte et continue.

MDhn: TourWllon atmosphérique

Bêromètre: max.

monte

mm.

baisse max.

Température, humidité, nuages:.

mm. ùiminuent mey.

Fig. i3. — Direction du vent dans une dépression, d'après M. Mohn.

Toutes ces relations sont représentées dans la figure i3. C'est ainsi que le passage des mouvements tournants détermine le changement du temps. Dans le moment de la plus grande proximité du centre tous les instruments météorologiques va-

rient comme Ta démontré M. Hildehrandsson par les observations horaires faites à Upsal (i).

Ce contraste entre le bord antérieur et le bord postérieur d'un minimum barométrique fut considéré par M. Mohn comme la cause principale du mouvement du centre vers TE. « Les vents soufflant, » dit-il, (( aux points situés à Test du centre, sont ceux du sud et du sud-est. Sur le point situé environ au milieu, entre le centre et la circonférence du mouvement tournant, on a des vents qui à l'origine, en entrant dans le régime du mouvement tournant, se trouvaient au sud du centre et qui ont été détournés de manière qu'ils ont soufflé comme W.-S.-W., S.-W., S,-S.-W., S. et S.-S.-E. en suivant le mouvement en spirale. Ces vents appartiennent ainsi aux régions les plus chaudes d'où le mouvement tournant apporte ses courants, ils viennent des régions où se forment, comme nous l'avons vu, des réservoirs de vapeur d'eau et ce sont ainsi ces vents qui, autant par les propriétés qu'ils apportent que par l'eflet considérable de la condensation de leurs vapeurs, sont les plus efficaces pour produire la baisse du baromètre, lorsqu'ils se sont élevés à une hauteur convenable. Ces vents ont assez de temps pour monter et ce sont eux qui subissent le plus grand changement de latitude. Ces conditions ne se trouvent pas réalisées d'une manière aussi marquée pour les vents qui soufflent près de la circonférence du mouvement tournant. Les vents qui soufflent encore plus près du centre arrivent des régions plus à l'ouest; ils sont ainsi plus froids et ils éprouvent pendant leur marche en dedans du mouvement tournant un changement de latitude plus faible... D'après ce qui précède ce serait sur le point indiqué dans la figure — par le croisement ^de la flèche et de la ligne de baisse — que le baromètre aurait baissé le plus rapidement. »

« Pendant que la pression de l'air va ainsi en diminuant, sur le bord antérieur du mouvement tournant, l'air afflue sur le bord postérieur vers le centre de dépression pour le combler. Cet air arrive des régions plus boréales, il est donc relativement froid et ne peut contenir qu'une faible quantité de vapeur d'eau. Il gagne des latitudes de plus en plus basses, c'est pourquoi il se réchaufle et acquiert une plus grande

(i) Bull. hebd. de l'Ass. Se. de France. T. VII, 1870, p. 189.

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capacité pour la vapeur d*eau. Les vents du bord postérieur manquent ainsi de la plupart des conditions qui produisent la baisse du baromètre et sur ce côté du centre la dépression peut se combler par Tair afiluant, vers le centre les trajectoires des courants d'air se serrent et ici il est vraisemblable qu'un mouvement ascensionnel s'établit. L'air ne contenant qu'une faible quantité de vapeur d'eau, les condensations causées par cet eJQTet ne peuvent cependant pas ordinairement devenir considérables, ni quant à leur quantité, ni quant à leur

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Hauteur du Bsrom&re

Circuktion f\ { verticale \

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Variation du Baromètre

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Fig. i4- — Indiquant la marche Ses éléments météorologiques suivant la section verticale d'une tempête.

effet. Là où ilnë côte escarpée force les vents du bord postérieur à une ascension rapide, la pluie ou la neige peut devenir plus considérable et ainsi causer une augmentation de la baisse barométrique dans le centre et un retard dans le mouvement du centre vers l'est. »

(( D'après la théorie que je viens de proposer, le mouvement de translation du centre de dépression est causé par le contraste des propriétés des vents entre le bord antérieur et le bord postérieur. Une section passant par le centime se présenterait comme le montre la figure 14.

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» Les courants d'air ascendants sur le bord antérieur du mouvement tournant, s'étalent, diaprés toute vraisemblance, comme c'est le cas dans la région des calmes équatoriaux, et deviennent la source des courants descendants s'écoulant des pressions fortes. Leur mouvement en dehors, vers la circonférence du mouvement tournant, s explique par la distribution des pressions dans les hautes régions de Tàtmosphère, où la densité de Tair est la plus faible aux points sous lequel elle est la plua grande à la surface terrestre, c'est-à-dire au-dessus des hautes pressions. L'air qui descend ici a perdu d'avance la plupart de ses vapeurs d'eau, il est sec pendant son mouvement descendant. Il est, dans les hautes régions, exposé à un fort refroidissement par i*adiation et peut ainsi arriver à la surface de la terre comme un air très froid (i). »

Le rôle important qu'il attribue à l'effet des vapeurs pour la marche des dépressions lui fait l'admettre aussi comme cause principale de leur formation. Le Gulfstream est appelé par les marins a le père des tempêtes )). M. Mohn accepte cette idée. Les eaux chaudes du Gulfstream sont bordées au nord par Feau froide de la mer du Nord, a L'air chaud et les vapeurs sont transportés par les vents du S. et du S.-W. du Gulfstream jusqu'au bord oriental des mouvements tournants, où la baisse incessante du baromètre entraîne le centre de dépression après lui le long du bord boréal du Gulfstream vers l'est. Il faut pour cette raison chercher le plus grand nombre de mouvements tournants et conséquemment le plus grand nombre de tempêtes sur des latitudes plus hautes, comme le* montre aussi d'une manière si nette la statistique des tempêtes de Maury, »

Nous voyons que les résultats sont à peu près les mêmes' que ceux trouvés par M. Buchan, Les considérations théoriques et surtout le rôle important attribué à la vapeur d'eau, sont un développement des idées émises par Loomis et Buchan, Nous n'entrerons pas ici dans une critique de ces idées que nous aurons à discuter plus tard. Remarquons seulement que

(i) Loomis .-. On certain Storms in Europe and America, December i836, Smiths. contrib. 1869, p. 10. « I belicve that thls cold current corne from the atmosphère; and that the upper part of the atmosphère, when brought down to the level of the sea, is generally colder than the averge température of the earth's surface. » Nous verrons plus bas que ces idées sont erronées.

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M. Hann souleva tout de suite des doutes sérieux. Pourquoi les tempêtes poursuivent-elles, sans interniption, leur marche vers Test au-dessus de TAutriche ? Pourtant dans ces contrées il tombe plus d'eau après qu'avant le passage du centre. On voi( souvent, pendant le passage d'un miniuium sur l'Europe centrale, comment les vents du S. en passant au-dessus des Alpes, déposent des niasses considérables de pluie ou de neige sur les pentes méridionales; pourtant le centre ne descend pas sur la Méditerranée, il ne se forme même pas une dépœssion secondaire au sud des Alpes ; d'un autre côté, on voit souvent des pluÂes intenses et répandues qui ne sont pas accompagnées d'une baisse considérable du baromètre. Au contraire il y a des mini ma très profonds qui marchent régulièrement audessus de l'Europe sans amener de pluie.

En 1872 M. Mohn publia la première édition de son excellent cours élémentaire de météorologie qui a été depuis lors traduit dans presque toutes le^ langues des peuples civilisés.

En Suède M. Hildebrandason a publié dans lannuaire de l'Université d'Upsal pour 1870 un uiémoire en suédois Sur les tempêtes du i3 au 21 octobre i86g (i), suivi de 7 cartes synoptiques, dans le but pratique de fixer l'attention publique sur l'importance des prévisions du temps. L'année suivante il a présenté à la Société royale des Sciences et des Belles-Lettres à Gothembourg un mémoire français intitulé : Études sur quelques tempêtes (2). Dans le premier de ces mémoires il a retrouvé les résultats généraux sur la forme des isobares, la direction des vents, la marche du centre en général vers l'est, la baisse rapide du thermomètre après le passage du minimum barométrique, etc., constatés par les météorologistes français et par M. Buchan, Nous n'avons pas besoin de les répéter ici.

(i) Stormuroa den lî^ie — aisu Oklober, 1869.

(a) Un extrait de ces rocherches fut publié déjà cd mars 1870, dans le Bull, hebd. de l'Assoc. Se. de France.

Dans Tantre mémoire il se propose un but plus scientifique. (( Pour trouver », dit-il, » une théorie complète des tempêtes, il est nécessaire de chercher par des observations, indépendantes de toute opinion préconçue, les lois ou règles auxquelles ces phénomènes sont soumis. » Ceci se t'ait, selon notre opinion, le mieux et le plus sûrement par une étude des cartes synoptiques, aussi nombreuses et aussi détaillées que possible, et par leur comparaison avec des observations fréquentes, exécutées à certains observatoires centraux, pourvus de bons appareils enregistreurs.

(( L'étude attentive de la marche des instruments pendant )) un grand nombre de tempêtes parait donc être d'un intérêt )) considérable pour la théorie des tempêtes. Ce n'est pas assez )> d'étudier, par le moyen des cartes synoptiques, la forme et » le mouvement des tempêtes, il faut aussi chercher à con- )) naître avec la plus grande exactitude possible la température )> qui se trouve des différents côtés du centre, et le rapport » entre les variations des instruments différents en un même )> lieu, pendant que les centres de dépression passent dans des )) directions différentes autour de cette station. La Suède est un )) pays foii; bien situé pour des recherches de ce genre, en » partie parce que la plupart des centres des tempêtes passent )) au-dessus ou du moins très près de ce pays, tandis qu'ils » n'atteignent que plus rarement les contrées situées au sud )) de la mer du Nord et de la Baltique, en partie parce que » les variations en question des instniments sont fort bien » visibles pendant nos longues nuits d'hiver, ce qui n'est pas )) le cas dans des pays méridionaux, surtout à cause des » grandes variations diurnes de la température. »

Dans le mémoire en question M. Hildebrandsson étudie de cette manière plusieurs tempêtes qui ont passé de part^ et d'autres d'Upsal pendant les années 1865-67. Durant ce temps une société d'étudiants, sous la direction de M. Rubenson, a fait à l'Observatoire, jour et nuit, des observations météorologiques horaires avec une exactitude tout-à-fait extraordinaii'e jusqu'en 1868, où les instruments enregistreurs furent installés. Dans les exemples choisis, la direction du centre et la distance d'Upsal à laquelle il a passé aussi bien que

rétendue des variations des instruments sont aussi différentes que possible. La plupart des exemples sont tirés des nuits d'hiver. Les tempêtes discutées sont les suivantes : i® du 3o au 3i mai i865 ; *jo le ii septembre i865 ; 3o du *26 au a^ novembre 1866 ; 4** <iu 7 au 10 novembre 1866 ; 5^ du i3 au 17 novembre 1866; 6^ du 7 au 8 décembre 1866; 7^ du a4 au 25 janvier 1867 ; 8° du i^'^ au 3 février 1867 et 9° du 16 au 18 octobre 1869. Ces tempêtes sont représentées par 19 cartes synoptiques, et par 9 diagrammes donnant Tallure des instruments à Upsal pendant le passage des minima en question.

Prenons comme spécimen la tempête du 7-8 décembre 1866. Au matin du 7 le centre de dépression était à Test de TEcosse, à midi il avait atteint le côté ouest de la Norwège et le soir les environs de Christiania. Le 8 au matin (voyez carte PI. XIX et le diagramme XX hors texte) le centre était tout près de Stockholm. Une région de haute pression régnait sur TËspagne et le sud de la France. L'isobare de 766 mm. passait en ligne presque droite de TEcosse à la mer Adriatique. Toute l'Europe nord était occupée par un tourbillon immense. Les isobares étant très serrés sur la Suède méridionale et le Danemark, les vents y étaient très violents. »

Le diagramme ci-dessus fait voir que le thermomètre se mouvait régulièrement en sens inverse du baromètre. La perturbation causée par TefTet de la variation diurne se voit sur la courbe de la température, mais elle est bien insignifiante.

Les conclusions auxquelles est arrivé M. Hildebrandsson par ces recherches sont les suivantes : l'étude des cartes synoptiques conduit aux mêmes résultats qui ont déjà été trouvés indépendamment par d'autres personnes dans des pays différents et les confirme complètement. On trouve, en effet :

« 1° Des régions de maxima barométriques et de minima barométriques entourées de lignes isobarométriques d'une forme plus ou moins régulière.

)) Qo Autour des maxima les lignes isobares sont plus séparées les unes des autres, les vents y sont par conséquent

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CARTE MÉTÉOROLOGIQUE DU 8 DECEMBRE 1866 à 8Îi DU MATIN.

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faibles et variables, et le ciel est en général serein; ainsi ces régions sont celles où règne un temps beau et calme.

» 3* Autour des minima, au contraire, les lignes isobares sont plus rapprochées les unes des autres, du moins d*un côté du centre, le vent est plus foi*t à mesure que les isobares sont plus serrées, la direction du vent est déterminée en chaque point par la loi de Bays-Ballot, et Tair semble ainsi se mouvoir autour du centre de dépression en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre. Auprès du centre il se trouve parfois une région où les lignes isobares sont plus éloignées les unes des autres et dans laquelle par conséquent le vent est plus faible.

)) 4^ Tous les centres de dépression sont venus de la mer et ont traversé la Scandinavie dans la direction principale de l'ouest à Test.

)) 5"* La partie antérieure de la bourrasque est en général accompagnée d*un ciel couvert de nuages de pluie (ou de neige), mais du côté postérieur le ciel est bien moins couvert ».

L'étude de la marche des instruments à Upsal nous fait encore comprendre la relation intime qui existe entre les divera éléments météorologiques pendant les tempêtes. Pour éviter autant que possible les perturbations causées par les variations diurnes dans Tallure des instruments, on a choisi des mininia qui ont presque tous passé pendant des nuits d'hiver; par suite ces perturbations ont été presque complètement éliminées. On trouve les règles suivantes :

« lo Le vent \arie avec une régularité surprenante de sorte qu'il est possible presque à chaque instant de fixer selon la loi de Bu^'S'Ballot la direction où se trouve le centre de dépression.

)) a® Plus le centre passe près de l'observatoire, plus le baromètre passe rapidement de la baisse à la hausse, et plus le vent tourne rapidement du S.-W. au N.-W. par l'W, quand le centre passe au nord de la station et du S.-E. au N. par TE., quand le centre passe au sud du lieu d'observation.

» 3" Si un nouveau centre approche, le vent rétrograde en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre vers le côté sud lorsque le baromètre atteint son maximum à la

Liv. 2. Met. Dyn. » 5.

dorsale entre les deux minima. Dans les cas traités ici il n'y a que le 24 janvier 1867 qui tasse exception.

» 4* -^û pression de l'air et la température carient en sens inverse. Les courbes barométriques et thermométriques sont, en effet, presque symétriquement contraires les unes aux autres. Plus le baromètre commence à monter rapidement et plus la vitesse avec laquelle change le vent est grande, plus rabaissement de la température devient fort.

» 5® Les variations de la pression de la vapeur d'eau suivent à peu près les variations de la température ». En calculant pour les onze minima discutés dans ce mémoire les moyennes des différents instruments avant et après le passage du minimum et en prenant les différences entre la partie antérieure et la partie postérieure il a trouvé les différences suivantes :