INFLUENCE DES VENTS SUR LMIUMIDITÉ DE L'AIR

bien que l'eau salée ne donne pas autant de vapeur que l'eau pure à températures égales. La quantité réelle de vapeur contenue dans l'air doit donc y varier comme la température, et, d'une manière générale, elle décroît de l'équateur vers les pôles. La décroissance est assez régulière avec la latitude dans la région intertropicale, mais au delà elle se trouve inégalement répartie suivant les longitudes par l'effet des courants marins d'origine équatoriale tels que le Gulf-stream sur l'Atlantique Nord, le courant noir sur le Pacifique Nord, et par l'effet des courants de dérive d'origine polaire. Les premiers étant chauds donnent des vapeurs abondantes que l'air ne peut pas toujours contenir, de là les brouillards épais observés sur leur parcours vers le Nord, particulièrement dans l'hiver; les derniers, beaucoup plus froids, ont moins de tendance à sursaturer l'air.

Dans la région des vents variables, l'atmosphère est sans cesse traversée par des courants de directions et de températures inégales ; dans un air presque saturé, les alternatives de froid et de chaleur, même quand elles sont peu prononcées, amènent inévitablement des condensations et des pluies fréquentes.

Les continents fournissent à l'atmosphère moins de vapeur que les mers, si ce n'est aux époques, de pluies prolongées. L'état hygrométrique y est donc généralement moins élevé ; il y varie aussi dans des limites plus étendues suivant que les vents soufflent de la mer ou de l'intérieur des terres. L'oscillation de l'hygromètre est surtout prononcée dans le voisinage des côtes, parce que les vents marins y conservent toute leur humidité. Ces vents s'en dépouillent, au contraire, peu à peu à mesure qu'ils pénètrent dans l'intérieur des continents où les pluies deviennent plus rares et l'air plus ordinairement sec. Cette règle générale se confirme dans les vastes prairies des Etats-Unis d'Amérique, au milieu des plaines de l'Orénoque, dans les steppes de la Russie, dans les déserts de l'Asie et de l'Afrique, dans les parties centrales de la Nouvelle-Hollande.

282 LES NTAGES.

Dans la figure 55 chacune des huit lignes verticales correspond à l'une des huit directions principales du venl, et sur chacune de ces lignes nous avons pris une longueur proporlionnelle à la tension moyenne de la vapeur lorsque souffle le vent correspondant à Halle. La tension maximum correspond au vent du S., la tension minimum correspond au vent du N. E. Il en est à peu près de même sur tout le versant Nord- Ouest de l'Europe; le maximum se déplace toutefois un peu

Fig. Sô. — Variations moyennes de la tension de la vapeur d'eau sou> riiiDueiicc des différents vciits, ù Halle.

vers les vents d'O. et de N. 0. à mesure que l'on s'avance vers la Russie et la Sibérie ; il incline, au contraire, vers TE. sur les côtes de Provence, et le venl le plus sec y est le N. 0., ou mistral.

L'humidité relative dépendant de la température en même temps que de la tension de la vapeur, est soumise à des lois moins régulières, elle varie avec les vents d'une manière différente suivant les saisons, ainsi qu'il résulte de la figure 54. Les vents des régions N. E. sont généralement les plus froids en hiver et les plus chauds en été sur l'Europe ; ils y rendent l'état hygrométrique maximum dans le premier cas, et minimum dans le second. Le contraire a lieu pour les vents d'O. C'est qu'en hiver, les vents d'O. ont déjà perdu une grande partie de leur humidité en arrivant à Halle, et, comme ils adoucissent la température, ils n'y sont pas incompatibles avec le beau temps. Les vents du N. E., au contraire, sont très-froids, et, lorsqu'ils succèdent aux vents des régions d'O.,

ÎSù

dont ils ne sont souvent qu'un remous , ils amènent les brouillards. En été, les vents marins se dépouillent moins rapidement de leur vapeur sur un sol échauffé, ils en conservent assez pour produire des pluies fréquentes sur l'Allemagne et la Itussie, tandis que les vents d'E. sont à la fois chauds et peu chargés de vapeur. Tous ces faits acquerront un nouvel intérêt lorsque nous aurons étudié les lois de la suc-

so

llivor.

Automne.

Piintemps.

Été.

^. N.E. E. S.E. S. S.O. 0. iN.O. N.

Fig. 54. — Variations de l'humidité relative, pendant les quatre saisons, sous l'inlluenco des différents vents, à Halle.

cession des vents à la surface de l'Europe. Nous verrons alors comment les faits de chaque jour peuvent se trouver en désaccord avec les résultats moyens dont nous nous occupons en ce moment.

§ III. — Brouillards.

Lorsque la température d'une masse d'air descend au-dessous de son point de saturation ou point de rosée, sans descendre cependant au-dessous du degré de congélation de l'eau, la va-

pour se coiulonsccn goutleleltes liquides d'une petitesse extrême appelées ^lésicules; on dit que la vapeur devient vésiculaire. Los petits nuages formés par notre haleine pendant les temps froids sont dus à cette cause; il en est do même des panaches qui surmontent les orifices de sortie de la vapeur des locomotives. Les brouillards et les nuages sont formés par de la vapeur vésiculaire. L'apparence diffuse et translucide des premiers opposée à l'opacité et aux formes nettement tranchées des seconds n'est qu'un effet de la distance. Les nuages les plus brillants et les mieux limités reprennent l'apparence d'un brouillard ordinaire lorsqu'on s'élève jusqu'au milieu d'eux, et les formes vagues des brouillards se précisent à mesure qu'on s'en éloigne.

Les opinions des physiciens sont partagées sur la nature des vésicules ; les uns les considèrent comme de petits ballons dont renveloppe est aqueuse et l'intérieur plein d'air humide : c'est de cette opinion qu'est venu le nom de vésicules; les autres les considèrent comme des globules d'eau sans cavité intérieure.

La première opinion a été émise par Halley ; elle a été adoptée par de Saussure et Kralzenstein après de nombreuses expériences.

Lorsqu'on examine à la loupe et au soleil la vapeur d'un liquide coloré, tel qu'une infusion de café, on voit s'élever du liquide des globules de grosseur variée. Les uns s'élèvent rapidement sous l'instrument, tandis que les autres retombent. De Saussure, qui a décrit avec soin ce phénomène , rapporte que les globules ascendants difTèrent tellement des autres, qu'il est impossible de douter qu'ils soient creux. Ils n'offrent pas à la lumière la scintillation que présentent les globules pleins.

Jamais on n'observe d'arc-en-ciel sur les bouillards et les nuages comme on en observe sur les gouttes de pluie. Mais le fait le plus important serait dû à Kratzen.stein , qui affirme avoir vu se prodiiiro à la surface dos glohulos (]o vapeur les

DROUILLARDS.

plicnoiuèiics tic coloration cludiés avec tant de succès par Newton à la surface des bulles de savon. La relation existant entre les couleurs ainsi produites et l'épaisseur de la pellicule d'eau qui leur donne naissance est telle que Kratzenstein a pu déduire des colorations observées par lui l'épaisseur de l'enveloppe des vésicules et l'évaluer à 6 centièmes de millimètres. Cette épaisseur, toutefois, ne serait pas constante et devrait être beaucoup moindre dans les brouillards ordinaires, dont le diamètre des vésicules ne serait en moyenne que de 2 centièmes et demi de millimètres, d'après Kœmtz, et varierait, suivant les saisons, de 0°'°',014 à 0"™,0ô5. Avec des dimensions aussi restreintes , la forme vésiculaire ne serait plus nécessaire pour expliquer les colorations de Kratzenstein. L'absence de toute trace d'arc-en-ciel dans les nuages ne doit pas non plus être considérée comme un fait aussi absolu qu'on l'a supposé ; et, en somme, s'il existe des globules creux dans les brouillards et les nuages, il est probable que les globules pleins y sont en grande majorité. Nous reproduisons, ligure 55, la courbe des variations du diamètre moyen des globules pendant les divers mois de l'année, d'après Kgemtz. Leur diamètre maximum tombe en décembre, leur minimum en août. L'unité adoptée dans cette ligure est le centième de millimètre.

Fig. iio. — Diamètres des vésicules ou globules de vapeur condensée, dans les divers mois, a Halle.

Nous remarquerons, d'ailleurs, que, même dans nos climats, certains brouillards sont formés non plus par de la vapeur vésiculaire ou globulaire, mais par de véritables cristaux de glace de dimensions extrêmement petites. Cette forme est ordinaire

dans les régions polaires; elle donne à ralmosphcrc un éclat parliciilier et se rallaclie à la i'ornialion des anrores boréales. Nous continuerons cependant à nous servir du ternie généralement usité de vapeur vésiculairc sans y attacher un sens littéral, et pour distinguer la vapeur dans son premier état de condensation de la vapeur proprement dite.

Dans certaines conditions météorologiques, l'atmosphère devient brumeuse, le soleil s'obscurcit sans que Vn'it soit trèshumide. Ces brouiUards secs doivent être distingués des brouillards vrais produits par la vapeur vésiculaire. Dans les grandes villes, où l'on consomme de grandes quantités de houille, les brouillards secs apparaissent toutes les fois que l'air est calme, et particulièrement lorsque le baromètre étant haut, l'air a une tendance à s'abaisser vers le sol. La fumée s'accumule à une petite hauteur et ôte à l'atmosphère sa transparence ordinaire. Nous avons souvent reconnu la ville de Saint-Etienne à une dislance de plusieurs lieues au milieu des montagnes, pendant les froids les plus secs de l'hiver, à la teinte rougeâtre que sa fumée projette sur les neiges environnantes ; pendant l'été et sous un beau soleil, cette brume est blanche comme un brouillard. L'inégal échauffement des couches d'air voisines du sol produit également des apparences de légers brouillards pendant certains jours très-chauds de l'été en augmentant la diffusion de la lumière au sein de l'air. Des poussières d'origine organique ou minérale entraînées par les plus ftiildes brises, les sables des déserts soulevés par les vents, les cendres volcaniques transportées par les courants aériens à des distances souvent considérables, sont autant de causes des brouillards secs.

Le brouillard humide a une oiigine toujours la même, l'a* baissement de la température de l'air au-dessous du point de rosée; mais il peut se former dans des conditions très^diverscs en apparence;

Le soir et pendant la nuit, la température de l'air s'abaisse graduellement et l'hygromètre monte. Dans les endroits naturellement humides, les brouillards pourront se former presque toutes les nuits; dans les endroits plus sees, ils ne se produiront qu'aux époques où l'humidité est accrue par l'influence des vents ou de la saison ; dans d'autres, ils ne se montrent que d'une manière exceptionnelle.

Dans les vallées entourées de hauts plateaux, les brouillards sont plus fréquents que dans les plaines largement ouvertes. Le refroidissement est rapide sur les lieux élevés, et l'air devenu plus dense par le froid glisse le long des pentes vers les lieux les plus bas. Dans ceux-ci, la température de l'air descend donc au-dessous de la température du sol , et l'air est déjà saturé que le sol tend encore à lui fournir de la vapeur. L'effet est surtout prononcé dans les vallées arrosées par des cours d'eau.

Des conditions analogues se reproduisent souvent sur une très-large échelle dans l'atmosphère. A mesure que le Gulfslream s'avance vers le Nord, sa température baisse beaucoup moins rapidement que celle des régions atmosphériques sous lesquelles il s'avance ; il fournit donc à l'air plus de vapeur que celui-ci n'en peut contenir; de là les brouillards épais et persistants qui recouvrent les mers tourmentées du Nord de l'Atlantique et rendent la navigation si laborieuse dans ces mers et les atterrages du Canada si dangereux. Ces brouillards s'étendent jusque sur l'Irlande et l'Anglelerre, et quelquefois jusque sur la plus grande partie de l'Europe quand les vents les y poussent.

Les brouillards peuvent nous envahir même par les vents du Nord et pendant les temps calmes. Les vents des régions N. ne sont souvent pour nous que des remous de vents soufflant des régions S. 0. à des latitudes un peu plus élevées. Froids et déjà humides, s'ils pénèlrent dans une région où l'air est

ogs LES NUAGKS.

Iiumicle lui-inomc, ils y iinRluiseiil imc coiidciisiilion de la vapeur. Ia' calme coïncidant avec un baromètre haut est souvent accompagné de ces vents du S. 0. établis à une petite distance vers le Nord. La faiblesse et l'indécision du vent résulte alors de ce que l'air est animé d'une vitesse descendante, bien plutôt que d'un calme réel. Les cheminées tirent mal dans ce cas, et leur fumée au lieu de s'élever dans l'atmosphère retombe vers le sol. Ce mouvement de l'air descendant des régions froides vers la surface terrestre y amène les nuages et les brouillards.

La l'orme visible des brouillards met souvent en évidence des influences locales qui, sans cela, passeraient inaperçues; ils sont ainsi un moyen d'études pour le météorologiste. M. Kspmlz rapporte qu'élant près de Wiesbaden, après une forte pluie à laquelle avait succédé le soleil , il vit une colonne de brouillard s'élever constamment d'un même point. 11 y courut : c'était une prairie fauchée entourée de pâturages couverts d'une herbe très-haute. La partie nue s' échauffant plus rapidement que les parties voisines donnait lieu à une évaporalion plus active et surabondante pour l'air frais situé au-dessus. Ces inégalités de température du sol favorisent en outre l'établissement des courants ascendants en permettant à des courants inverses de s'établir : certains nuages n'ont pas d'autre origine.

On a souvent attribué au brouillard une influence fâcheuse sur la santé. Cette influence est très-complexe. Le brouillard ordinaire est un signe d'humidité surabondante : la transpiration pulmonaire est donc entravée par lui. La vapeur vésiculaire en suspension dans l'air aspiré par nos poumons s'y vaporise d'abord et prend la place d'une quantité correspondante d'eau qui eiit été fournie [)ar nosorg-anes. Nous remarquerons cependant (jue l'air chargé de brouillard esl d'ordinaire à une température notablement inférieure à celle qu'il recevra pendant l'acte de

la respiration. A celte nouvelle température, et malgré son humidité première, il est encore assez loin de son point de saturation. L'inconvénient n'est donc pas aussi grave qu'on pourrait le croire, du moins sur ce premier point.

Mais, d'autre part, le brouillard se forme généralement au milieu d'une masse d'air en repos ou animée d'un mouvement lent dirigé de haut en bas; les émanations de toute nature provenant du sol ou de ses habitants s'y accumulent et s'y manifestent quelquefois par une odeur désagréable : les inconvénients sont alors plus sérieux ; ils deviennent même trèsmarqués dans les pays marécageux où les brouillards du soir sont accusés de donner les fièvres à ceux qui s'y exposent. 11 convient là même défaire quelques réserves. Le froid périodique du soir est une cause de prédisposition aux fièvres, et, d'un autre côté, l'abaissement des couches supérieures de l'atmosphère vers le sol n'est pas nécessairement suivi de l'apparition des brume^, bien qu'il ait toujours pour effet de concentrer dans les couches inférieures les émanations miasmatiques. 11 paraît donc raisonnable de voir dans le brouillard le signe visible de conditions atmosphériques défavorables pouvant exister en dehors de lui, sans lui attribuer à lui-même une influence exagérée.

Les pluies donnent à l'air une humidité réelle quelquefois plus abondante que les brouillards; mais elles balayent l'atmosphère et entraînent la plupart des substances qu'elle tient en suspension. Dans les pays chauds, cependant, elles deviennent à la longue désastreuses pour la santé, parce qu'elles suspendent la transpiration pulmonaire et cutanée, et qu'elles favorisent, en outre, dans une large proportion, la formation des miasmes de la terre.

2«»0 Mis NUAGES.

^ IV. — ÏVuageN.

Entre le nuage et le brouillard, il n'y a qu'une différence de position : la nature et l'origine restent les mêmes. Les nuages sont des amas de vapeur vésiculaire ou d'aiguilles de glace formées dans un air dont la température est descendue audessous du point de saturation. Les uns viennonl tout formés des vallées; d'autres se produisent sur les rampes ou les pitons des hautes montagnes; la plupart prennent directement nais; sance au milieu des couches élevées de l'atmosphère.

Dans les chapitres vin et ix, nous avons vu le rôle que jouent les mouvements tournants de l'atmosphère dans la production des nuages et des pluies, et l'influence que ces derniers exercent à leur tour sur la conservation de ces mouvenients : nous ne reviendrons pas sur ce point. Mais tous les nuages n'ont pas une semblable origine ; il s'en produit sous l'action de causes toutes locales, lorsque l'air est suffisamment humide et que sa température décroît rapidement avec la hauteur ou avec le temps.

Dans les froides matinées de l'automne, on peut voir, du sommet des montagnes, les vallées couvertes d'un épais brouillard simulant une vaste nappe d'eau. Lorsque les rayons solaires commencent à échauffer l'atmosphère, la nappe unie se tourmente, des espèces de vagues s'y élèvent peu à peu, de profondes vallées s'y dessinent, et des lambeaux s'en détachent entraînés le long des flancs des montagnes par les courants ascendants qui s'y produisent. D'autres fois, alors que l'atmosphère de la plaine est douée d'une transparence parfaite^ on voit des masses nuageuses se former au sommet des montagnes élevées, et y paraître immobiles, tandis que, dans le voisinage,

d'autres nuages détachés sont rapidement emportés par les vents. Le nuage immobile ne l'est qu'en apparence. La vapeur apportée de la vallée dans ces hautes régions s'y condense à mesure, mais à mesure aussi la vapeur vésiculaire produite est entraînée par le vent ou disparaît transformée de nouveau en vapeur. Le nuage marque le lieu froid mais abrité du vent où s'opère la condensation temporaire, ses éléments se renouvellent sans cesse.

Toute cause tendant à inégaliser les températures dans une même région aide à la formation des courants ascendants locaux ; elle favorise le transport de l'air chaud et chargé de vapeur des couches inférieures aux couches élevées et froides où la vapeur, ne pouvant plus garder son état gazeux, prend la forme vésiculaire et l'apparence des nuages. Aussi les nuages sont-ils fréquents même dans des pays de l'Asie et de l'Afrique où il ne pleut presque jamais. Les plus petits îlots des mers intertropicales s' échauffant plus, dans le jour, que les eaux voisines donnent lieu à des effets de ce genre; les navigateurs peuvent reconnaître de loin ces îles à la couronne de nuages épais formés au-dessus d'eux.

On comprend dès lors comment ces amas de vapeur vésiculaire nécessairement plus dense que l'air peuvent cependant se soutenir au milieu de l'atmosphère. Le repos n'y est qu'apparent; en pénétrant à leur niveau on constate les mouvements qui les agitent. Ces mouvements s'effacent par la distance d'où on les observe de même que leurs contours diffus se limitent et se précisent. Abandonné à lui même dans un air parfaitement calme, le globule tomberait avec une extrême lenteurà cause de son extrême petitesse ; on peut suivre de l'œil la chute des brumes à la surface du sol. En estimant la vitesse de chute à 1 mètre ou r"5 par seconde on l'exagère certainement beaucoup. Dans un courant montant avec une vitesse de 2 mètres, ce qui correspond à un vent très-faible, le globule

monterait encore avec une vitesse de 1 mètre ou Je 50 centimètres par seconde. Les nuages s'élèvent en effet pendant le jour, lorsque les courants ascendants sont bien établis; dès que ces courants se ralentissent ou changent de direction, les nuages se rapprochent du sol. D'autres phénomènes s'ajoutent aux précédents et les modi tient.

Là où le nuage existe il se substitue à une partie correspondante de la surface du globe ; il absorbe la chaleur par sa partie supérieure qui s'échauffe et repasse à l'état de vapeur. Dans le milieu du jour, le nuage se fond par sa couche supérieure et se recharge par-dessous : ses variations de volume dépendent du rapport existant entre ces deux effets. Le soir, quand le nuage descend, il pénètre par les couches inférieures dans un air de plus en plus chaud; il s'y dissout, tandis que le refroidissement de sa partie supérieure tend à l'accroître : ici encore les deux influences opposées se balancent inégalement, et les nuages augmentent ou se fondent dans l'air suivant les temps et les lieux.

Les nuages dont nous venons de retracer l'origine ont une forme particulière; ils sont généralement isolés et arrondis, et ressemblent quelquefois à des amas de montagnes entassées les unes sur les autres : ce sont les nuages de la belle saison. D'autres naissent dans des circonstances très-différentes.

Par un temps chaud, clair, et cependant humide, qu'un vent froid du Nord pénètre dans notre atmosphère, les nuages ne tarderont pas à se montrer. Dans ce cas, la condensation se fait généralement en nappes dont l'épaisseur dépasse quelquefois plusieurs centaines de mètres. Si c'est, au contraire, un vent humide venu du S. ou du S. 0. qui s'établit dans les hautes régions, des nuages légers se montrent peu à peu, et leur volume apparent augmente à mesure que la couche où ils se forment se rapproche de nous. Rien n'est varié comme l'aspect des nuages, si ce n'est les conditions au milieu des-