INFLUENCE DE L'ATMOSPHERE SUR LES TEMPERATURES

§ HT. — Influence de ratmo*«phère sur les températures du globe.

Si les astres rayonnent de la chaleur dont une partie est reçue par la terre, la terre à son tour rayonne vers les espaces en proportion de la température à laquelle elle se trouve. Un équilibre, dont les éléments varient sans cesse, tend à s'établir entre la perte et le gain. Tantôt le gain l'emporte et la température monte, tantôt au contraire la perte prend le dessus et la température baisse ; mais comme en résumé la température moyenne reste la même au bout de l'année , l'équilibre finit par se produire entre les quantités totales de chaleur gagnées ou perdues. Or, dans ce mutuel échange entre la terre et les espaces planétaires, si l'atmosphère intercepte une partie des rayons à l'arrivée, elle en arrête une bien plus forte proportion à la sortie, et son rôle est tout à notre avantage.

La transparence de l'air est très-inégale pour la chaleur suivant la source d'où émane cette chaleur. Nul caractère essentiel ne sépare les diverses espèces des rayons calorifiques; ils diffèrent entre eux comme les sons aigus diffèrent des sons graves : par la rapidité de la vibration qui les constitue. Mais des différences de même nature suffisent à distinguer les couleurs, et nous savons que certains verres laissent passer les rayons rouges à l'exclusion de tout autre, tandis que d'autres corps ne sont transparents que pour les rayons jaunes, etc. On conçoit que l'air puisse avoir des préférences de même nature à l'égard de la chaleur.

Cette particularité de l'air ne lui est d'ailleurs pas spéciale. La chaleur solaire passe aisément au travers des vitres de nos appartements, tandis que le verre est presque complètement opaque pour la chaleur de nos foyers ; celle-ci ne le traverse

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qu'à la manière dont elle traverse le bois, la pierre ou le 1er, c'est-à-dire par voie de conductibilité toujours très-lente.

I/inégale transijarence des corps pour la chaleur émanant de sources diverses a été rendue évidente par les expériences directes des physiciens, et en particulier de Melloni ; une de ses conséquences les plus importantes pour nous ressort de l'expérience suivante de de Saussure. On prend une boîte dont l'intérieur est tapissé par des corps mauvais conducteurs de la chaleur, tels que de la ouate ou du liège, et que l'on a recouverts d'une couche de noir de fumée pour augmenter leur pouvoir absorbant. On ferme la boîte par des lames de verre ordinaire après y avoir introduit un thermomètre, puis on l'oriente de manière que les rayons solaires frappent perpendiculairement les lames transparentes. On voit le thermomètre monter peu à peu et atteindre, même dans nos climats, une température de 60 à 80 degrés, alors que le thermomètre extérieur marque à l'ombre 15 ou 20 degrés à peine.

Un effet analogue est produit dans nos serres. La lumière et la chaleur solaire y pénètrent facilement ; elles y exercent leur action vivifiante sur les plantes. Ce qui n'est pas consommé ou assimilé par celles-ci, ou absorbé par l'eau qui s'y vaporise, sert à élever la température de l'air et des objets qu'il baigne. Mais en même temps une transformation s'opère dans la vibration calorifique, qui devient moins rapide; le son baisse pour ainsi dire, la chaleur, de lumineuse, devient obscure. Les vitres dès lors font obstacle à sa sortie ; la chaleur s'accumule dans la serre jusqu'à ce que l'excès de la température intérieure sur celle du dehors ouvre d'autres voies à son écoulement.

L'atmosphère forme une véritable serre autour de la tet*rc. La chaleur solaire la traverse dans la proportion de quatre à cinq dixièmes, d'après M. Pouillet; arrivée au contact des corpSj elle s'y transforme en les échauflanl ; elle devient moins habilcà circuler au travers de l'atmosphère pour se perdt*e dans les espaces :

VAlU.VTlOiN DE LA TEMPÉRATURE AVEC LA LATITUDE. 85

un dixième seulement de celle qui se présente à la sortie peut s'échapper. Pour que la perte soit égale au gain, il faut donc que la chaleur rayonnée par la surface du globe soit quatre ou cinq fois plus grande qu'elle ne le serait, si l'air jouissait d'un égal degré de transparence pour l'une et l'autre chaleur. Le seul moyen d'accroître le rayonnement d'un corps donné est d'élever sa température. L'atmosphère a donc pour effet d'élever dans une forte proportion la température moyenne de la surface terrestre en la protégeant contre un refroidissement trop facile.

§ IV. — Variation de la température avec la latitude.

L'égalité finale entre la quantité de chaleur reçue par la surface du globe et celle qu'elle perd doit exister, non-seulement pour l'ensemble, mais encore pour chaque partie de la surface.

I^s rayons terrestres tendent toujours à traverser l'atmosphère perpendiculairement et dans le sens de sa plus faible épaisseur, qu'ils émanent des pôles ou de l'équateur. Les rayons solaires, au contraire, nous arrivent avec des inclinaisons trèsinégales suivant les lieux, et leur action est beaucoup plus intense dans les régions équatoriales qu'aux latitudes plus élevées. La surface du globe doit donc s'échauffer beaucoup plus dans celles-là que dans celles-ci.

D'une manière générale, la température décroît rapidement de l'équateur vers les pôles. La loi de décroissance est toutefois loin d'être régulière, et des jioinls situés sur un même parallèle ont souvent des températures très-inégales. C'est que la chaleur reçue est différemment employée suivant les régions où elle tombe et que des circonstances diverses viennent en mudiiier la répartition naturelle.

Nous avons vu, chapitre ii, que la mer s'échauffe moins

X4 l-KS TKMl'ÉKATUHKS UU GLOBE

(liif K's cuiilineiits; que les terres humides ou chargées d'une riche vé-jrélalion consonimcnt, par i'évaporalion de l'eau el par la croissance des plantes qu'elles nourrissent plus île chaleur que les terres sèches el arides : la chaleur disponihle y étant moins considérable, exige une moindre élévation de températurc pour s'écouler au dehors.

D'un autre côté, les vents et les courants marins emportent avec eux une notable i)ortion de la chaleur fournie aux régions l'qualoriales et la distribuent très-inégalement sur les régions lenqiérées et sur la zone glaciale; l'évaporalion, en excès dans la zone lorride, y est aussi une cause de rafraîchissement, tandis (|ti(' la condensation des vapeurs dominant aux latitudes élevées tend à échauffer ces dernières.

En tenant compte seulement de la forme de la terre, de l'obliquité de son axe de rotation sur le plan de l'écliptique et de l'inlluence générale exercée par l'atmosphère sur les échanges de chaleur entre la terre et les corps célestes, on a calculé approximativement la loi de la distribution des températures entre l'équateur et les pôles. Le calcul fait donne une température \vo\) élevée aux régions équatoriales et une température trop l)assc aux régions polaires. Les différences montrent la véritable importance des influences perturbatrices et les points du globe où elles exercent particulièrement leur action. Par un système de compensation dont on trouve de fréquents exemples dans la nature, s'il est des régions dont la température moyenne est élevée aux dépens de la chaleur tropicale par les courants aériens ou marins, il en est d'autres, au contraire, où Telfet inverse est produit j)ar les contre-courants, résultat nécessaiie des courants directs.

La planche III nous donne une idée générale de la distribulion des températures moyennes annuelles à la surface du globe.

De Ilundjoldt eut le premier l'idée' de tracer sur la sphère

' Mciiioiie i)U)' les litjiies isothermes el la disirilnUion de la chaleur sur le

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