FORMES DES NUAGES

quelles ils se forment. Tout se résume, en définitive, à un abaissement dans la température de l'air au-dessous de son point de rosée; mais sur ce thème si simple se brodent les variations les plus riches et les plus changeantes.

§ V. — Formes «les nnai^es.

Les nuages sont tellement mobiles dans leurs aspects que toute classification semble impossible. Cependant les météorologistes, et en particulier Howard, se sont efforcés de les ramener à quelques types principaux. Ces types, importants par euxmêmes, le sont encore plus en ce qu'ils se rattachent à des .modifications antérieures de l'atmosphère et nous fournissent des indications précieuses sur les changements de temps à venir.

Howard a distingué, d'après leur forme, trois sortes de nuages, les cirrus, les cumulua et les sù'ftfws, auxquelles on rattache quatre formes de transition, les cirro-ciimulm^ les cirrostratus, les cumulo-atratus et les nimbus. Ces divisions pourraient être multipliées à l'infini, mais sans grand profit pour la science, chaque nuage ou lambeau de nuage ayant sa forme propre. Les apparences les plus remarquables sont représentées page 294.

Les CIRRUS {q}ieues de chat des marins) se composent de filaments déliés et transparents dont l'aspect ressemble à des barbes de plume ou à un réseau léger et inégal : ce sont les nuages les plus élevés. Les voyageurs qui ont parcouru les grandes chaînes de montagnes sont unanimes pour déclarer que des plus hauts sommets leur apparence reste à peu près la même. Dans un séjour de onze semaines en face du Finsteraarhorn, dont l'élévation est de 4200 mètres, M. Keemtz ne les a jamais

LES NllAGKS.

FORMIiS DES NL.VGES 295

VUS descendre au-dessous du sommet de celte montagne; des mesures faites à Halle l'ont conduit souvent à leur assigner une hauteur de 6500 mètres environ.

C'est au milieu des cirrus que se forment les halos et les parhélies, et, en étudiant ces nuages par réflexion dans un miroir noirci, il est rare de n'y pas trouver des traces de halos. Ces phénomènes étant dus à des réfractions ou réflexions de lumière par des particules glacées, on peut en conclure que les cirrus eux-mêmes sont formés de ces particules dont l'atmosphère est remplie dans les régions polaires pendant les froids de l'hiver.

Dans nos climats, les cirrus accompagnent d'ordinaire le retour des vents du S. 0. dans les hautes régions de l'atmosphère; et môme, lorsque le vent souffle à la surface du sol dans des directions opposées, on les voit souvent marcher lentement du Sud-Ouest vers le Nord-Est, C'est aussi dans cette direction qu'ils s'allongent en bandes parallèles disposées sans doute sur les surfaces de séparation des courants di» S. et de la masse d'air au milieu de laquelle ces courants s'établissent. Les arêtes plus fortement teintées en blanc qu'ils présentent dans la même direction seraient dues à des effets de perspective et à ce que la couche ondulée des particules glacées serait vue en ces points par sa tranche. A l'équateur, M. deHumboldt a trouvé que l'orientation des bandes se faisait du Sud au Nord. Les registres météorologiques des membres de la Commission du Nord qui ont hiverné en Laponie donnent une direction voisine de l'Ouest à l'Est. Toutes ces indications sont conformes à la marche des grands courants de l'atmosphère.

Lorsque le vent du Sud-Ouest, annoncé par les cirrus, gagne peu à peu les régions inférieures de l'atmosphère, les cirrus deviennent de plus en plus denses. Ils passent à l'état de cirro-stratus, qui se montrent d'abord sous la forme d'une masse semblable à du coton cardé dont les filaments sciaient

2flr, LES NI' AGES.

élroilcmont entrelacés. Leur blancheur se fond peu à peu dans une teinte grisâtre correspondant à la fusion des aiguilles de glace et à leur transformation en vapeur vésiculaire ; ils s'abaissent en même temps, et la pluie ne larde généralement pas à venir.

Plus rarement les cirro-cumuhs succèdent aux cirrus. Ces nuages, qui donnent au ciel un aspect pommelé, sont composés, comme les cirro-status, de vapeur vésiculaire ; ils sont très-légers, laissent passer la lumière du soleil et de la lune, et, quand ils s'interposent entre les astres et nous, ils les entourent d'une admirable couronne. Ils n'indiquent pas une pluie aussi prochaine que le cirro-stratus, et semblent accuser, au contraire, une décroissance assez peu rapide de la température dans les hautes régions.

Les CUMULUS ou nuages d'été [hallea de coton des marins) sont le produit des courants ascendants. Leur hauteur est très-variable, toujours moindre cependant que celle des cirrus. C'est dans les beaux jours de l'été que leur forme est la mieux caractérisée. Lorsque le courant du Sud-Ouest est peu éloigné, on voit souvent le soleil se lever sur un ciel serein; puis, vers huit heures du matin, quelques nuages se montrent. Petits et rares d'abord, leur volume semble croître de l'intérieur à l'extérieur, ils grossissent, s'accumulent, et forment des masses toujours nettement circonscrites, limitées par des lignes courbes, et entassées les unes sur les autres. Leur aspect est quelquefois reproduit assez exactement par la condensation d'un jet de vapeur s'élançant d'une chaudière dans un air calme et humide. Leurs mouvements intérieurs semblent seulement beaucoup plus lents par le double effet de r('^loignement et d'une vitesse de projection du courant réellement beaucoup moindre. Leur nombre et leur volume augmentent jusque vers trois ou quatre heures, puis ils diminuent et disparaissent au coucher du soleil; ils reparaissent souvent dans la première moitié de la

FORMES DES NUVGES. 297

nuit pour dispnrnîlre de nouveau dans l 'après-minuit. Leur hauteur est assez faible le malin ; ils montent jusqu'au moment de la plus forte chaleur, puis redescendent le soir. Ce double mouvement est facile à constater dans les pays de hautes montagnes. Souvent le voyageur les y voit au-dessous de lui le matin ; il se trouve, quelques heures plus tard, enveloppé par eux comme d'un épais brouillard; plus tard encore il les voit planer sur sa tète. ]ji phénomène inverse est produit dans la soirée. M. Peytier, capitaine d'état-major, a communiqué à l'Institut, en 1857, quarante-huit mesures de hauteur de nuages faites en 1826 pendant la triangulation qu'il effectua dans les Pyrénées avec M. Hossard. Les extrêmes, pour le plan inférieur des nuages, ont varié de 450 à 2500 mètres, et pour le plan supérieur, de 900 à 5(100. L'épaisseur de la couche moyenne était donc de 450 à 500 mètres. Diverses autres mesures faites par Riccioli, Bouguer, de Humboldt, Lambert, Crosthwaite, Kîemlz, etc., ont donné pour extrêmes 400 et 6000 mètres. Pendant la campagne de la Vénus, on a trouvé, sur l'océan Atlantique et la mer du Sud, 900 et 1400 mètres pour limites extrêmes. La hauteur moyenne de ces nuages et leur excursion quotidienne sont donc très-variables suivant les lieux et l'état de l'atmosphère.

Les cumulus indiquent, dans nos climats, l'existence peu éloignée du courant du S., et un temps assez incertain. Au lieu de disparaître le soir, ils deviennent souvent plus nombreux et plus denses, et constituent les cunmlo-stratus. Leurs bords sont moins brillants, leur teinte plus foncée, surtout s'il existe au-dessus d'eux une couche de cirrus. Le courant équatorial est alors plus près de nous, l'air plus humide ; la pluie ou les orages deviennent imminents. S'il n'y a ni orage ni pluie, les nuages peuvent persister jusqu'au lendemain, ou bien tout disparaît, pour donner lieu le jour suivant à la réapparition des cumulus à une plus grande hauteur, puis au retour

2!)8 Li;S NUAGKS.

dos ciimiiloslrafus sur le soir. Ce dernier genre de nuages est comniun dans l'hiver, et le ciel en est quelquefois couvert pendant des semaines entières. Jl est dû sans doute à une décroissance plus rapide de la température avec la hauteur et à un degré de saturation plus avancé.

L'action du soleil sur ces divers nuages donne lieu à des variations atmosphériques hien connues des cultivateurs. Ouelquel'ois il pleut abondamment le matin par suite du refroidissement nocturne; puis le soleil échauffant l'air et les nuages dissout ces derniers. Les courants ascendants portent les vapeurs en de plus hautes régions où le froid les condense de nouveau ; la pluie tombe encore. Sur le soir, les courants ascendants faiblissent ou sont remplacés par des courants inverses. Les nuages descendent, traversent des couches d'air plus chaudes, où ils se dissolvent jusqu'à ce que le refroidissement nocturne ramène la condensation et la pluie. Mais, si ces phénomènes sont pour ainsi dire l'état normal des régions tropicales pendant la saison des pluies, ils sont liés, chez nous, à l'existence plus ou moins rapprochée du courant équatorial et à la vapeur d'eau qu'il nous amène.

Les STRATUS sont de longues bandes de nuages s'étendant à l'horizon le soir au coucher du soleil, et quelquefois à son lever. Ce sont des couches de nuages que la perspective montre par la tranche : alors même qu'ils sont formés par des vapeurs légères, ce point de vue leur donne une densité apparente assez considérable. Des cumulus d'égale hauteur, ainsi vus dans leur plan, produisent un effet semblable. Il en serait de même des cirrus, des cirro-cumulus. Les cumulo-stratus doivent à leur faible hauteur une partie de l'aspect qu'ils présentent. Le stratus est donc une apparence plutôt qu'une forme particulière de nuages.

Il en est de même du mmbus. Un nuage quelconque, en s'abaissant ou en se résolvant en pluie, devient un nimbus.

1»LUIE ET ^iEKîE. 299

g M. — Pluie et \eige.

Pluie. — A mesure que, par les progrès de la condensation, les vésicules de vapeur augmentent de volume, leur vitesse de chute s'accélère. La résistance de l'air est, en effet, beaucoup plus grande, relativement, pour des globules très-fins que pour des gouttes d'une grosseur déjà notable. Il arrive quelquefois que nous nous trouvons au milieu même du nuage, qui se résout en pluie dans un air calme. Le phénomène prend le nom de serein. Les gouttelettes sont fines et nombreuses, et leur chute est très-lente.

On a supposé que les gouttes de pluie, en tombant, condensaient à leur surface de la vapeur prise aux couches d'air qu'elles traversent, et atteignaient ainsi la grosseur que nous leur connaissons. Ce résultat est théoriquement incontestable dans un grand nombre de cas, mais il est extrêmement limité. La vapeur condensée par chaque goutte de pluie abandonne de la chaleur latente qui servirait à échauffer ces gouttes, nécessairement plus froides que l'air environnant, autrement aucune condensation de vapeur n'aurait lieu. Des deux pluviomètres de l'Observatoire impérial, l'un, situé dans la cour, a accusé en moyenne annuelle, de 1817 à 1827, 57 centimètres de pluie, tandis que l'autre, celui de la terrasse, placé à 27 mètres au-dessus du premier, n'en accuse que 50. La chaleur, dégagée par les 7 centimètres de pluie que l'on pourrait supposer condensée dans l'intervalle qui sépare les deux pluviomètres, suffirait pour élever de 75 degrés la température des 50 autres. La vérité est que, depuis quelques années, la différence entre les deux pluviomètres de l'Observatoire va en s'affaiblissant graduellement par l'effet de quelques plantations nouvelles.

Kilo est (lonr lnVprol)ablemonl on "frando partie due à un simple effet d'omplacomont et à rontraînemont dos gouttes li- ([uidos par les remous de vent, La dimension souvent considérable de ces gouttes doit avoir une autre origine que le dépôt successif de vapeur à leur surface. Uue explication plus probable se trouve dans le froid très-vif que l'on rencontre certains jours à de faibles hauteurs de l'atmosphère, même dans les plus chaudes journées de Tété. Les grêles, fréquentes dans cette saison, en sont la conséquence. L'énorme dimension que les grêlons acquièrent quelquefois, leurs formes irrégulières, anguleuses même, montrent qu'ils ont dû rester longtemps ballottés dans les nuages, et que plusieurs d'entre eux se sont soudés ensemble. La pluie froide qui les accompagne provient de grêlons moins gros ou moins compacts qui ont eu le temps de fondre avant d'arriver jusqu'à nous. D'un autre côté, beaucoup de pluies dans la plaine sont des neiges sur les montagnes.

Il est probable que, dans certaines pluies, des vésicules ou globules plus ou moins nombreux se sont réunis entre eux pour former des gouttelettes, et que celles-ci, en traversant le nuage, ont ramassé et fondu en elles un grand nombre d'autres vésicules. Pour d'autres pluies, l'origine des gouttes sera due à la fusion de llocons de neige grossis d'autres flocons, ou à la fusion de grains de grêle ou de grésil.

On voit quelquefois, il est vrai, de larges gouttes de pluie tomber d'un ciel sans nuage ; on voit aussi quelquefois le sol se couvrir de neige par un ciel parfaitement clair en apparence; c'est qu'il faut que les vésicules d'eau ou les aiguilles de glace .soient déjà très-pressées et occupent des couches assez épaisses pour troubler d'une manière bien sensible la transparence de l'air.

IjO fait inverse est plus facile à concevoir. Dans les plaines, au printemps, quand lo temps est variable, on voit quelquefois la pluie tomberen abondance d'un nuage situé à l'horizon; mais

PLUIE ET iNElGE.

les bandes de pluie que l'on distingue à leur couleur grise disparaissent 'avant d'arriver au sol. La pluie s'est évaporée dans les couches d'air qu'elle a successivement traversées. Ici, la chaleur latente d'évaporation n'est pas prise aux gouttes d'eau, elle est prise à l'air, dont la masse est considérable par rapport à celle de l'eau fournie par l'averse la plus abondante. Le refroidissement résultant pour l'air peut n'être que de quelques degrés.

Neige. — La légèreté des flocons de neige, et la lenteur avec laquelle ils tombent, rend facile l'explication des dimensions qu'ils acquièrent. Les cristaux ont d'ailleurs la propriété de favoriser le dépôt de nouveaux cristaux à leur surface, et de s'accroître dans des conditions où la cristallisation ne s'opérerait pas si elle n'était pas déjà commencée.

Les cristaux dont la neige est formée sont admirables de délicatesse et de variété. Les flocons qui tombent en même temps

Fig. 06. — Crisluux de neige grossis à la Ioujk;.

ont à peu près la même forme ; mais, si un certain intervalle s'écoule entre deux averses de neige, on observe dans la seconde d'autres figures que dans la première. Les' différences les plus légères dans la température et l'état hygrométrique suffisent à modifier de mille manières la forme des cristaux. Scoresby, qui a fait un grand nombre de voyages dans les mers polaires, comme capitaine baleinier, a donné d'intéressants détails à ce sujet, dans son ouvrage sur le Nord. Nous reproduisons (fig. 56) les plus remarquables des figures qu'il en donne. On reconnaîtra

502 LKS MAGES.

(jiii'l(|ii'imo d'onlre elles dans la nei;.;e lombanle, en la recevant sur du drap ou du velours noir, et en rexaininant à la loupe. Les ligures sont plus nettes et plus ré<^ulières (juaud le temps est calme. Une grande agitation dans les nuages, au moment où la neige se forme, la pelotonne en petites masses constituant le grésil.

§ vu. — Rosée, Givre, Gelée blanclir.

Jusqu'à présent nous avons supposé que le refroidissement et la condensation de la vapeur avaient lieu dans la masse même de l'air; souvent aussi le phénomène a lieu à la surface des corps ; il prend le nom de rosée quand la vapeur se dé|X)se à l'état d'eau, et de givre ou de gelée hlanrhe quand la vapeur se dépose à l'état de glace.

La formation du givre ou de la rosée se produit fréquemment sous nos yeux, lorsque nous introduisons au milieu d'un air chaud un corps froid, tel qu'un vase plein d'un mélange de neige et de sel marin, ou simplement une carafe d'eau fraîche.

La rosée a été l'objet des hypothèses les plus discordantes jusqu'au moment oi^i le docteur Wells en a donné la véritable explication.

Le refroidissement nocturne a lieu surtout par voie de rayonnement. La chaleur s'échappe des corps froids ou chauds, comme elle émane du soleil ; l'abondance des rayons émis varie seule avec la température. Mais, de même que la terre a sur les rayons solain^s un pouvoir absorbant beaucoup plus grand que l'atmosphère, elle conserve aussi un pouvoir émissif beaucoup plus développé que celui de l'air. Les rayons de chaleur qui émanent delà terre sont eu outn^ obligés, pour se dis- [Kirser dans les espaces planétaires, de traverser l'atmosphère