N— NE

Moyenne générale 20^ 5 T , ou l'angle avec le gradient a=^6p^ p\ Du reste il trouva que l'angle avec la tangente diminue avec

un vent plus fort, surtout dans l'intérieur du continent

Pour le Danemarc Hoffmeyer a trouvé des résultats bien con-

dordants. (i)

NW.

îOn

Moyenne générale 21O, on a = 6ç^.

Ces résultats concordent assez bien avec ceux de Cl, Ley, Cependant l'écart des vents du SE n'est que le double de celui des vents du NW au lieu d'ôtre quadruple.

En 1880 M. Spindlef a fait une recherche analogue pour la région de la Baltique et spécialement pour Libau. (2) Il a déterminé l'angle a du vent avec le gradient (complément de l'angle avec la tangente) et pour les minima et pour les maxima barométrique, et en chaque cas il a discuté séparément les vents de vitesses: lO, entre 2 et 10 m par seconde, 20, enti'e 11 et 17 m et 30 au dessus de 17 m.

(i) Distribution de la pression atmoRphorique pendant Thiver sar Tocéan atlanti<iue Hoptentrional et influence (^ui en résulte sur le olimat de TEurope. Congres international de météorologie à Paris en 1878. Cpts rend. Paris 1879. Annexe N^ 2, p. 83. Voyez aussi: Meteorologische Zeitschrift 1878. p. 337-

(2) Die Abhftngigheit der Stftrke und Riohtung des Windes von der Grosse und Riohtung des Gradienten an den Kiisten des Baltischen Meeres. Repart, fur Météorologie. T. VII, N:o 5. St. Peterebui^ 1880.

Voici les résultats:

rableau

Minima,

l', 2— lO

dessus de 17 m

vent du

Moy. (I)

Maxivia.

dessus de 17 m

vent du

Moy.(i)

La moyenne générale pour les minima est a := 65® et pour les maxima a = 61^.

On retrouve ici le même phénomène: les vents ont toujours une plus grande inclination vers le centre de dépression dans la partie antérieure que dans la partie postérieure.

En Amérique, Loomis, à présenté de 1874 à 1878 un grand nombre de mémoires de météorologie dynamique à TAcadémie des sciences de Philadelphie publiés dans le Journal américain des Sciences et des Arts pour ces années. (2) Dans les deux premiers de ces mémoires, publiés en juillet et en novembre 1874,

(i) Ck)mme on le voit les nombres ne sont pas les moyennes arithmétiques; ils sont calculés directement d'après toutes les observations, qui n'étaient pas également nombreuses en chaque rhumb.

(2) Voyez aussi: Mémoires de météorologie dynamique. Exposé des résultats de la discussion des cartes du temps des États-Unis ainsi que d'autres documents par Elias Loomis, traduits par H. Brocard. Paris 1879. (Dans Actualités scient, de Moigno. 2n>o sér. N" s^)-

il s'occupe de la direction et de la vitesse du vent à Tintérieur des zones de pression minimum ou maximum.

» Chaque carte du temps», dit-il, »indiquant un centre de bourrasque ou une zone de pression maximum, a été divisée en quatre quadrans au moyen de deux diagonales dirigées, Tune vers le nordouest, l'autre vers le sudouest. Alors commençant par le qnadran ouest, je comptai le nombre de stations dans lesquelles on signalait le vent de NW, de TW, de SW, etc. et de même pour chacun ^es quatre quadrans. La même opération fut faite avec chacune des cartes du temps qui fournissait un exemple de nature à entrer en ligne de compte». Le tableau suivant contient les résultats moyens.

Tableau 3.

Basse pression.

Quadrans W SE N

Direction du vent N58048'W S40<>25' W S32«6'E N42033'E Angle avec le rayon 31^12' 40^25' 57^54' 42^33'

Haute pression.

Quadrans W S E N

Direction du vent 863^0' E N29<>55'E N36<>59' W S59O15' W angle avec le rayon 27^0' 29^55' 53® i' 59^15'

Dans la partie orientale de l'Amérique l'inclinaison du vent vers le centre de dépression est donc le plus grand pour les vents du NW. Ferrel et M, M, Guldberg et Mohn ayant prouvé dans leurs recherches théoriques que l'angle du vent avec la tangente est une fonction du sinus de la latitude et du frottement de Tair sur la surface terrestre, de manière que l'angle s'agrandit quand la latitude diminue et le frottement augmente, Hoffmeyer a trouvé dans le frottement différent des divers vents la cause de leur inclinaison différente. »11 est donc probable», dit-il, »que le frottement agit, comme cause concomitante, sur la grande différence entre les écarts que font avec la tangente les vents du SE et ceux du JSW; car en ce qui concerne l'Europe ocddentale, les premiers de ces vents sont assurément des vents de terre

ayant 6t(* pendant longtemps exposés à un frottement oonsidorahle, tandis que les derniers sont essentiellement originaires de rOcéan. où le frottement est comparativement faible. Ceci est confirmé par les recherches du professeur Loomis. . . . Sur la côte orientale de TAmérique Tangle d'écart est le plus grand pour les vents du NW. La différence est pourtant facile à expliquer, si Ton fait attention à ceci: aussi bien dans la partie Est de TAmérique septentrionale que dans TËurope occidentale, les vents qui font le plus grand écart viennent des continents; ceux jJont Técart est moindre soufflent de FOcéan. Peut-être trouvera-t-on quelques raisons d'en conclure qu au large sur ce même Océan Técart est uniforme pour les vents quelle que soit leur direction et, comme le frottement sur la plaine liquide est assez faible, cet angle dépendrait essentiellement du sinus de la latitude.»

D'un autre cot^î Clément Ley(\) et M, W, Kôppen(z) ont émis une antre opinion, selon laquelle ce qui a lieu en Europe doit être considéré comme normal. La dépression entraine suc;cessivement par sa partie antérieure des couches d'air jusquelà en repos, tandis que l'air de sa partie postérieure sortant du tourbillon revient à un état de calme. Les vents de la partie antérieure sont donc des vents naissants, ceux de la partie postérieure des vents (|ui s'affaiblissent. Cela admis, l'angle entre le vent et le gradient est nécessairement^ comme le démontre M. Kôppen, plus petit à l'avant qu'à l'arrière.

M. Spindler(^) partage l'opinion de Hoffmeyer, vu que la différence en question entre des vents oppoaés se présente aussi bien dans le régime d'un maximum que dans celui d'un minimum. Les vents provenant d'un vaste continent font toujours un angle plus petit avec le gradient que les vents provenant de TOcean.

De cette manière on avait constaté ({ue partout l'air se meut en spirales en dedans dans les minimi\ et en dehors dans les maxima. Donc, on doit conclure ({ue l'air autour du centre d'une tempête monte et (|ue, parvenu à une certaine hauteur, il s'éloigne du centre dans toutes les directions. Parvenu au-dessus des régions

(2) Meteorol. Zeitschrift 1880. p. 41. 1883. p. 43.

occupées par les maxinia, cette nappe supérieure descend et alimente d'air les courants inférieurs divergents.

Pour étudier de plus près le mécanisme de ce phénomène, il faut observer directement et avec précision le mofivement des courants dans les régions les plus hautes de l'atmosphère. Heureusement que de telles observations sont souvent possibles, grâce à ces précipitations de glace en cristaux très fins, qui se montrent sous la forme de cirrus et dont la marche indique ta direction du courant d*air dans lequel ils flottent. Nons avons vu plus haut que Clément Ley(i) avait inséré sur les cartes synoptiques des flèches indiquant la marche des cirrus, et qu'il avait constaté de cette manière qu'en haut l'air s'éloigne des centres des minima et converge vers les centres des maxima.

Ouidé par la même pensée, M. Hildehrandsson a organisé en Suède, depuis décembre 1873, un réseau plus complet de stations, dont les observateurs ont été habitués à suivre autant que possible la marche des cirrus. Ces stations lui ont envoyé nombre d'observations inscrites depuis sur les cartes synoptiques des jours correspondants. Les cartes synoptiques journalières étant à cette époque fort défectueuses il se rendit à Copenhague pour se procurer des copies des cartes synoptiques journalières de Hoffmeyer qui n'étaient pas encore publiées.

En novembre 1874 M, Hildehrandsson fut déjà à même de communiquer à la Société Roy. des Sciences à Upsal un mémoire, (2) contenant les principaux résultats de ces recherches et accompagné de 33 cartes. Ces résultats attirèrent beaucoup l'attention; aussi des météorologistes éminents voulurent-ils bien lui offrir d'établir des observations semblables dans la plupart des pays de l'Europe. Des masses d'observations analogues étant ainsi bientôt reunies à Upsal, il publia en 1877, aux frais du Gouvernement . Suédois, un Atlds des mouvements supérieurs de V atmosphère, {-^ accompagné de cinquante-deux cartes.

Comme spécimens nous donnons ici deux cartes hors texte. (PI. I.)

(1) T. I. Chap. V.

(2) Essai SOT les courants supérieurs de l'atmosphère dans leur relation avec les lignes isobarométriques. Acta Soc. Reg. Scient, 1874.

(3) Stockholm, 1877.

L'étude des cartes de ces mémoires a conduit aux résultats suivants :

I® Tout près du centre d'une dépression ou minimum barométrique, les courants supérieurs se meuvent à peu prèâ dans une direction parallèle aux vents inférieurs.

2® A mesure qu'on s'éloigne du centre, ils sont écartés en dehors et à droite des vents inférieurs.

3® Dans les régions des raaxima, ils convergent vers leur centre en coupant les isobares à peu près à angle droit

4® £n étudiant spécialement la direction des bandes parallèles de cirrus, (»Radiation des cirrus»), il a trouvé que dans les régions des maxima les bandes de cirrus sont en général orientées dans une direction à peu près perpendiculaire aux isobares; dans les régions des minima, au contraire, elles sont sensiblement parallèles aux lignes isobares.

5® A la surface du sol en revanche, Taîr converge vers les centres de dépression et s'éloigne des maxima. Nous en devons conclure qu'un minimum doit nécessairement être le siège d'un courant d air ascendant Arrivé à une hauteur considérable, cet air s'éloigne partout du centre de la dépression et se déverse sur les régions des maxima, où il s'abaisse graduellement vers la terre en courants descendants.

Pour étudier de plus près comment se passe ce mouvement à des distances différentes du centre d'un minimum ou d'un maximum, M, Hildebrandsson a choisi des cartes, représentant des conditions atmosphériques très régulières, dans lesquelles l'air au-dessus de la surface terrestre a été soumis à l'action d'un seul minimum ou d'un seul maximum. Il a considéré sur ces cartes cinq zones distinctes et, pour chaque zone, il a comparé la direction du vent supérieur avec celle du vent à la surface terrestre. Les résultats sont condensés dans le tableau suivant, dans lequel les nombres pour chaque zone sont donnés en pour cent

Le 98 JanA^r /f7*, ntaUriy.

£e /â JTét^Uer /â76, nuUùv.

Tableau 4.

Zone

Le vent supérieur dc\ie

1 Angles \ droits 1

I Calme en bas 1

à gauche

à droite

Baromètre au-dessous de 745mm 745—755

Au-dessus de 765™"»

Un coup d'oeil sur ce tableau suffit pour retrouver les mêmes lois auxquelles l'étude des cartes nous a conduit. En effet, tout près du centre d'un minimum, à une pression barométrique audessous de 745'°"^ les courants supérieui*s sont, dans le plus grand nombre de cas, parfaitement parallèles aux vents inférieurs. Entre les isobares 745 et 755'"" une déviation à droite devient prédominante dans les vents supérieurs. Entre 755 et 760"", cette déviation devient plus grande; en effet, nous en avons 34 pour cents d'une déviation <C. 45^ et 31 pour cents d'une déviation plus grande où les deux directions sont sensiblement à angles droits. Dans la zone suivante entre 760 et 765""" la déviation dépasse en général 90^. Enfin au-dessus de 765™"* les oppositions ont une prépondérance absolue.

Dans son Atlas M. Hildebrandsson à aussi recherché comment se meut Tair dans les couches intermédiaires qui se trouvent entre la surface du sol et les plus hautes régions de l'atmosphère. Il a étudié dans ce but la marche des nuages inférieurs par diverses pressions barométriques à Upsal. Le tableau suivant enregistre le nombre de fois que la direction des nuages et celle des vents ont été parallèles, celui où la marche des nuages à dévié d'une, deux, trois, etc. aires à droite de la direction du vent, celui où les directions out été opposés et enfin celui où la marche des nuages a dévié d'une, deux, trois aires et ainsi de suite à gauche de la direction du vent. La colonne / d (droite) par exemple renferme donc tous les cas où le vent a été S et la marche des nuages du SSW; le vent SSW et la marche des

— lO —

nuages du SW, etc.; la colonne 2 g (gauche) tout les cas où le vent a été S et la marche dès nuages du SE, le vent 8SE et les nuages marchant de TESE, etc. Les cas où la déviation à droite ou à gauche a dépassé cinq aires, lorsque par exemple le vent est S et les nuages vont d'une aire boréale entre TWNW et TENE, sont compris dans la colonne portant la rubrique: »opposition».

Tableau 5.

Déviation des mcages inférieurs de la direction du vent . à 8^ A. M.

(Upsal 1873 — 1876.)

Harnni^tre

Ufv. 11 gaïK'iie

Dt^v. i% droii©

Pï.

li^

ïï^

âd.

ad.

745 et au*de«istuis . .

Ttin of au-dc®s^w . , .

'fiiftiTtr

ijij

fï

ir^i

(Parc de Saint-Maur près Paris juin 1873— juin 1876.)

745 et au-dessous . .

765 et au-dessus . . .

Totaux

Nous voyons que la direction des nuages inférieurs dévie en moyenne, quelle que soit la pression atmosphérique, à droite de celle du vent, mais en général, surtout par une haute pression, moins que celle des cirrus. Le plus grand nombre de parallélismes à Paris s'explique par le fait (lue M. Renau, qui avait envoyé ce tableau à M. Hildebrandsson, n'a considéré que les cumulus, qui

sont les nuages les plus bas, tandis que le tableau crUpsal renferme tous les nuages inférieurs aux cirro-cumulus. La marche des nuages inférieurs est donc sensiblement pai*allôle aux isobares.

Cependant il ne suffit pas de considérer ainsi une zone entière autour du centre. Nous venons de voir qu'à la surface terrestre la grandeur de Tangle du vent avec le gradient varie suivant les différents côtés du centre. Afin d'étudier de près le même phénomène pour des vents supérieurs, il fallut receuillir une grande masse d'observations. Ce sont Clément Ley et M, Hildebrandsson qui ont en première ligne poursuivi ces études.

En 1877 Clément Ley a publié un mémoire très important à cet égard, (i) Il a choisi un grand nombre de cartes synoptiques contenant des dépressions d'une forme assez régulière et pour lesquelles il a pu constater la direction de la trajectoire du centre. Cette direction fut marqué sur la carte par une grande flèche. Après il a considéré en chaque cas 17 aires comme le

Fig. I,

montre la figure ci-jointe. Pour chaque aire il a calculé la direction moyenne du vent inférieur et celle des courants supérieurs. Les résultats sont contenus dans le tableau suivant:

(i) The relation betweeii the upper »nd under currents of tho atmo«j>here around areas of baronietric dépression, (juaiierly Journal of the Roy. Met 80c., London 1877.

Tableau 6.

Aire

Angle du coqmnt supérieur avec le rayon

Angle du vent avec le rayon

Angle moyen

entre les vents

en bas et en

haut

Il a représenté graphiquement ces résultats par la figure cijointe. Les flèches pointillées indiquent les courants supérieurs.

L'angle moyen de la direction du vent à la surface terrestre avec le rayon est 63^ tandis qu'il avait trouvé dans son premier mémoire 69^, comme nous l'avons vu plus haut Cela provient de ce qu'il a considéré cette fois un nombre plus grand de stations continentales. Au-dessus de deux aires le mouvement des cirrus était très irrégulier. D'un coté au-dessus de l'aire N où les courants supérieurs ont été très variables, et d'un antre coté au-dessus du centre, C. Là la direction des Cirrus coincidait en général avec celle du vent immédiatement avant le centre. De là Clément, Ley conclut que les axes des tourbillons sont in'clinés en général en arrière.

Comme on voit, les directions des vents inférieurs et supérieurs du coté postérieur du tourbillon ne différent pas beaucoup. Du coté antérieur en revanche Tinclinaison des vents inférieurs en dedans et Tinclinaison des vents supérieurs en dehors du centre sont considérables.

Fig. 2.

Ce ne fut qu'en 1883, c'est-à-dire environ dix ans après le commencement de ces recherches, que M, HUdebrandsson se vit en état d'exécuter ces études tant désirées dans un mémoire intitulé: Sur la distribution des éléments météorologiques autour des minima et des maxima barométriques (i) il a examiné dans les minima et les maxima les zones suivantes:

<i) Acta Soc. Reg. scient. Upsala 1883.

B = au-dessous de 745""*".

F = au-dessus de 765"*".

A == la région centrale d'un minimum.

Max = la région centrale d'un maximum.

M = l'espace entre deux minima.

Dans chacune des zones plus ou moins circulaires B — F, on distingue huit aires suivant que le gradient est dirigé vers le N, NW, W, etc. 11 en résulte, pour ces zones, '<juarante aires différentes. Ajoutons-y A, Max, M, ce, qui nous fkit quarante trois aires.

Fig. 3.

D'abord, il a fallu établir à l'aide de la carte synoptique dans quelle aire se trouva, chaque jour, la station qu on considère et calculer ensuite, d'après les tableaux météorologiques, les valeurs moyennes des différents éléments météorologiques pour le matin dans chacune de ces aires. Il a examiné séparément la saison chaude, ou les mois d'avril à septembre, et la saison froide, ou les mois d'octobre à mars, et aussi les moyennes pour Tannée entière. La station qu'il a considéré était Upsal. Seulement, pour la direction du vent, M. Hildebrandsson a aussi dii étudier cet élément à des stations placées dans une meilleure situation qu'Upsal, et pour cela il a choisi trois phares, situés en pleine mer et à la plus grande distance possible des côtes: Wâderôbod,

Utklippan et Sandôn. Wâderôbod est une petite roche dans le Kattegat au NE du Jutland et à une distance de plusieurs kilomètres de la côte suédoise, Utklippan est également une petite île rocheuse dans la Baltique au sud de Carlskrona. Sandôn enfin est un banc de sable situé en pleine mer à 55 km au nord de Tîle Gothland et très peu élevé au-dessus de Teau.

Plus tard M, Krankenhagen{\) a fait les mêmes études pour Swinemiinde et M. Akerblom(2) pour Thorshavn sur les Fœrôer au milieu du Gulfstream et pour Vienne au centre du (îontinent européen. Cependent à cause de la grande différence entre les hauteurs moyennes barométriques à ces stations, M, Âkerblom à du examiner pour Thorshavn les zones suivantes:

B = au-dessous de 745"'".

Ci= 745—750™"^.

E zzz 760—765™.

F = au-dessus de 765°^.

A Vienne, où les plus basses de ces pressions se produisent relativement peu, les zones considérées sont les suivantes:

0 = au-dessous de 755°°*.

F = au-dessus de 765"»".

Â Thorshavn la zone D appartient aux maxima, tandis qu'elle est partout ailleurs la zone extérieure des minima.

Nous donnons ici in extenso les tableaux pour la direction du vent à Sandôn, pour la marche des nuages inférieurs à Upsal et pour la marche des nuages supérieurs à Upsal et neuf autres stations situées dans la partie centrale de la Suède. Les résultats sont représentés dans les figures ci-jointes.

(i) Beitrag zum Studiani der barometriscben Minima und Maxima. -— Stettin 1885.

(2) Sur la distribution à Vienne et à Thorshavn des éléments météorologi- ((ues autour des minima et des maxima barométriques. Bihang t. K. Vet. Akad. Handl. — Stockholm 1895.

Direction du vent à Sandôn (pour Vannée).

wienrs

Fig. 4. DireotioD dn vent à Sandôn (l'année).

Min,

Max.

Tableau 8.

Marche des nuages inférieurs a Upsal (pour Vannée),

WIOMO'S

W 2«5rs

W20«3rs

Fig. 5. Direction des nuages infériears (l'année).

Min.

Max.

Tableau 9.

Direction des ntiages supérieurs en Suède centrale (pour Vannée),