LES TEMPÉRATURES DU GLOBE

De toutes les forces capables de mouvoir l'atmosphère, la première et la plus importante est incontestablement la chaleur; les autres en sont la conséquence plus ou moins directe.

La chaleur terrestre prépondérante aux premiers âges de la terre se trouve actuellement conlînée dans les couches profondes du globe. La crotite solide aujourd'hui refroidie ne laisse arriver à la surface que des quantités de calorique insuffisantes pour en modifier la température d'une manière sensible. C'est donc dans la chaleur venue du dehors, et particulièrement dans la chaleur solaire et dans les circonstances au milieu desquelles elle agit que nous devons rechercher d'abord l'explication des phénomènes météorologiques.

§ I°^ — Chaleur des espaces planétaires.

La chaleur des espaces planétaires a été l'objet d'un important travail dû à M. Pouillet. Cet éminent physicien estime que

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la ltMn|>(M'aliir»' <!»' les espaces doit être d'environ 140 degrés au-dessous du point de fusion de la glace. D'après ses expériences et ses calculs, si le soleil ne faisait pas sentir son action siu' notre globe, la tempéi'alure y sérail })artout uniforme, et de 89 degrés au-dessous de zéro. Ce premier passage d'un froid de 140 degrés à un froid moins excessif de 89 degrés serait dû aux radiations de toutes les étoiles qui peuplent le firmament. Chacune d'elles est un soleil, et si leur influence est infiniment réduite par la distance où elles sont de nous, leur nombre est iiilini. La somme totale de leurs effets serait presque égale à celle du soleil ; mais comme leur action calorifique est pour nous permanente et uniformément distribuée sur le globe, à peu près du moins, elle passe inaperçue. M. Pouillet a évalué cependant qu'elle serait capable de fondre en une année, à la surface de la terre, une couche de glace d'une épaisseur uniforme de 20 mètres.

g il. — Chaleur solaire.

Les expériences de M. Pouillet l'ont conduit d'autre part à ce résultat que si la chaleur qui nous est versée annuellement j)ar le soleil était uniformément répandue à la surface de la terre, elle serait capable d'y fondre une couche de glace d'une épaisseur de 51 mètres environ : elle équivaut pour nous à celle que produirait la combustion d'une couche de charbon de 250 millimètres d'épaisseur enveloppant également toute la terre. On pourra d'après ces nombres »e faire une idée approchée de la puissance calorifique de noire foyer central de chaleur si l'on considère qu'il rayonne également dans toutes les directions, qiuî la terre n'occupe dans le ciel du soleil qu'une imperceptible étendue et que cependant la part de chaleui' qu'elle reçoit correspond à celle qui résulterait de la combus^

CHALEUR SOLAlliK. 79

lion d'une Irontaine de millions de mètres cubes de charbon par seconde de temps. Ainsi groupés, ces chiffres paraîtront gigantesques ; ils sembleront au contraire assez faibles si nous les répartissons de nouveau sur la surface totale du globe, et surtout si nous les rapprochons du froid intense des espaces plané- »laires au milieu desquels nous sommes emportés, et de l'action exercée par l'ensemble des étoiles. En réalité, malgré l'influence du soleil, le froid serait intolérable pour nous sans l'abri qui nous est fourni par l'atmosphère.

La chaleur du soleil est très-inégalement répartie à la surface du globe. Pendant chaque période diurne, l'ardeur et l'éclat de ses rayons nous semblent s'accroître depuis le lever de cet astre jusqu'à son passage à son point le plus haut, puis s'affaiblir graduellement sur le soir. La distance du soleil jusqu'à nous reste cependant sensiblement la même ; mais à mesure que ses rayons viennent frapper plus obliquement la surface de la terre, ils en cou\Tent une plus grande étendue et chaque unité de surface en reçoit, par cela même, une moindre quantité. Or, ce qui a lieu en un même point du globe aux différentes heures du jour, se reproduit à la même heure aux divers points d'un même méridien , d'un pôle à l'autre.

La ligure 14 rend visible cette influence de l'obliquité. Les deux

rayons I et Y ont un égal volume; ils ont même pouvoir avant leur entrée dans l'atmosphère A; mais le second I' se partage entre un plus grand nombre de points de la surface terrestre ï que ne fait le premier, et son action calorifique en chaque point en est amoindrie.

La même figure nous aide à comprendre une autre influence

Fis. li.

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(le riiuliiiaison dos rayons solaires, non moins iniporlanlc que la proniièrt'. Lcrayon oblique 1' parcourt dans ralniosplière un elieinin nolahlenicnl plus allonge que le rayon normal I; or nous avons déjà vu dans le précédent chapitre que l'atmosphère est douée d'une transparence incomplète et qu'elle absorbe ou diffuse dans tous les sens une assez forte proportion de la chaleur et de la lumière qui la traversent. M. Pouillet a déduit de ses expériences (pie, en moyenne, sur le total de la chaleur arrivant aux limiles supérieures de notre atmosphère, les cinq ou six dixièmes seulement pénètrent directement jus({u'à nous : le reste est absorbé ou diffusé dans l'air, alors même que cet air a toutes les apparences d'une sérénité parfaite. La perte varie Ijeaucoup avec la longueur du trajet parcouru. Pour des rayons traversant l'atmosphère dans le sens de sa moindre épaisseur, la diminution est seulement de deux dixièmes au lieu de cinq ou six; elle augmente rapidement avec l'obliquité; elle devient souvent telle pour des rayons rasant la surface du sol, même dans un ciel sans nuages, que l'on peut, sans fatigue, fixer les yeux sur le soleil près de l'horizon, tandis que la vue n'en pourrait supporter l'éclat dans le milieu du jour. Cet affaiblissement extrême n'est cependant [)as constant ; il varie avec Félat de l'atmosphère.

Sous l'influence de l'une et de l'autre des deux causes précédentes, l'atmosphère reçoit à surface égale, moins de chaleur dans les régions polaires où le soleil est toujours près de l'hoiizon, que dans les régions équatoriales où il monte chaque jour jusqu'à la verticale. De cette moindre quantité de chaleur, l'atmosphère laisse encore passer une fraction i)lus faible vers les pôles que vers l'équateur.

Jusqu'à présent le rôle de l'air semble être de réduire la [)ait de chaleur qui parvient jusqu'à nous ; nous verrons tout à l'heure que sit transparence imparfaite a poui- effet, au contraire, de nous garantir contre le froid des espaces planétaires.