INFLUENCE DES VENTS SUR L'UUMIDITÉ DE F/AIR

bien que l'eau salée ne donne pas autant de vapeur que l'eau pure à températures égales. Li quantité réelle de vapeur contenue dans l'air doit donc y varier comme la température, et, d'une manière générale, elle décroit de Téquateur 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 Teflfet des courants marins d'origine équatoriale tels que le Gulf-slream 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 Tair.

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 États-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.

Dans la figure 55 chacune des huil lignes verticales correspond à l'une (les huil directions principales du veni, cl sur chacune de ces lignes nous avons pris une longueur proportionnelle à la tension moyenne de la vapeur lorsque soufDe le ' vent correspondant à Halle. La tension maximum correspond au vent du S., la tension minimum correspond au vent du N. E. 11 en est à peu près de même sur tout le versant Nord- Ouest de l'Europe; le maximum se déplace toutefois un peu

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 l'E. sur les côtes de Provence, et le vent le plus sec y est le N. 0.. ou mistml.

L'humidité relative dépendant de la lompcralure en monic temps que de la tension de la vapeur, est soumise à des lois moins régulières, elle varie avec les vcnis d'une manière diflî'rente suivant les saisons, ainsi qu'il résulte de la figure 54. Les vents des n-gions N. E. sont généralement les plus froids en Iiiver et les plus chauds en été sur l'Europe ; ils y rendenl l'état hygrométrique maximum dans le premier cas, et minimum dans le second. Le contraire a lieu pour les vciil!^ 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 heau temps. Les vents du N. E., au contraire, sont Irès-froids, et, lorsqu'ils succèdent aux vents des régions d'O.,

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

cession des venis 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.

■roHlIbtrd*.

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-

peur se condense en gouttelettes liquides d'une petitesse extrême appelées vésicules; on dit que la vapeur devient vésiculaire. Les petits nuages formés par notre haleine pendant les temps froids sont dus à cette cause; il en est de 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 l'enveloppe 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 Kratzenstein 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 diflerent 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 Kratzenstein, qui affirme avoir vu se produire à la surface des globules de vapeur les

phcnomèncs de coloration cludiés avec tant de succès par Newton à la surface des bulles de savon. Li 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 niiliimctres. Cette épaisseur, toutefois, ne serait pas constante el 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 Kaemtz, et varierait, suivant les saisons, de 0"",014 à 0"'",0o5. 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^n-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 el 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 Ksemtz. Leur diamètre maximum tombe en décembre, leur minimum en août. L'unité adoptée dans cette ligure est le centième de millimètre.

'Il III II

Fig. 53. — Diaiiiêtn» des vcaicuks ou globules de va|»eur i-oiideuarv, dans les divers

moi'*, à Uallo.

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 |Xîtites. Cette forme est ordinaire

dans les régions polaires; elle donne à Tatmosphèrc un celai particulier et se raltache à la formation des aurores boréales. Nous continuerons cependant à nous servir du iennc généralement usité de vapeur vésiculaire 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 Tair soit trèshumide. Ces brouillards secs doivent être distingués des brouillards vrais produits par la vapeur vésiculaire. Dans les grandes villes, où Ton consomme de grandes quantités de houille, les brouillards secs apparaissent toutes les fois que Tair est calme, et particuHèrement lorsque le baromètre étant haut, Taira une tendance à s'abaisser vers le sol. La fumée s'ac€umulc à une petite hauteur et ôte à l'atmosphère sa transparence ordinaire. Nous avons souvent reconnu la ville de Saint-Étienne à une distance 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, celte 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 faibles brises, les sables des déserts soulevés par les vents, les cendres volcaniques transportées par les courants aériens à des distances souvent considérables, soçt aulanl de causes des brouillards secs.

Le brouillard humide a une origine toujours la même, rabaissement de la température de l'air au-dessous du j)oint de rosée; mais il peut se former dans des conditions très-diverses en apparence,

Le soir ci (leudant la nuit, la lempéralurc de Tair s'abaisse praduellenicnt et rhygromèlre monte. Dans les endroits natu- 'cllement humides, les brouillards pourront se former presque outes les nuits; dans les endroits plus secs, ils ne se produiront [u'aux époques où l'humidité est accrue par Tinfluenee des rents ou de la saison ; dans d'autres, ils ne se montrent que Tune manière exceptionnelle.

Dans les vallées entourées de hauts plateaux, les brouillanls iont plus fréquents que dans les plaines largement ouverles. je refroidissement est rapide sur les lieux élevés, et l'air devenu Jus dense par le froid glisse le long des jMîntes vers les lieux es plus bas. Dans ceux-ci, la temi)éi'ature de Tair descend donc lu-dessous de la tenipéralure du sol , et l'air est déjà saturé [uc le sol tend encore à lui fournir de la vapeur. I/efiet est lurlout prononcé dans les vallées arrosées par des cours Teau.

Des conditions analogues se reproduisent souvent sur une rès-large échelle dans l'atmosphère. A mesure que le Gulfitream s'avance vers le Nord, sa température baisse beaucoup noins rapidement que celle des régions atmosphériques sous esquelles il s'avance ; il fournit donc à l'air plus de vapeur [ue celui-ci n'en peut contenir; de là les brouillards épais et )ersistants qui recouvrent les mers tourmentées du Nord de 'Atlantique et rendent la navigation si lal)orieuse dans ces ners et les atterrages du Canada si dangereux. Ces brouillards >*élendent jusque sur l'Irlande et l'Angleterre, et quelquefois usque sur la plus grande partie de l'Europe quand les vents es y poussent .

IjCs brouillards peuvent nous envahir même par les vents lu Nord et pendant les temps calmes. I^es vents des régions N. ae sont souvent pour nous que des remous de vents soufflant les régions S. 0. à des latitudes un peu plus élevées. Froids 3t déjà humides, s'ils pénètrent dans une région où l'air est

humide lui-même, ils y produisent une condensation de la vapeur. Le 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 Tindécision 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 forme 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. Kœmtz rapporte qu'étant 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. Il 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 évaporation plus active et surabondante pour l'air frais situé au-dessus. Ces inégalités de température du sol favorisent en outre Tétablissement des courants ascendants en permettant à des courants inverses de s'établir : certains nuages n'ont pas d'autrc 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 ti-anspiration pulmonaire est donc entravée par lui. La vapeur vésiculaire en suspension dans l'air aspiré par nos poumons s'y vaporise d'al)ord et prend la place d*unc quantité correspondante d'eau qui eût été fournie par nos organes. Nous remarquerons cependant que l'air chargé de brouillard est d'ordinaire à une temi)ératurc notablement inférieure à celle qu'il recevra pendant l'acte de

la respiration. A cette nouvelle température, et malgré son humidité pi^mière, 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 jxirl, 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 aloi's 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. Il 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 dt« couches supérieures de l'atmosphère vers le sol n'est pas nécessairement suivi de l'apparition des brumes, bien qu'il ait toujours pour efl'et de concentrer dans les couches inférieures les émanations miasmatiques. 11 parait 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 exagéi'ée.

Les pluies donnent i\ 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 h la longue désastreuses i)our la simlé, 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.

g IV. — Ni

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

Dans les chapitres vni 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 mouvements : nous ne reviendrons pas sur ce point. Mais tous les nuages n'ont |)as une semblable origine ; il s'en produit sous l'action de causes toutes locales, lorsque Tair est suffisamment humide et que sa température décroît rapidement avec la hauteur ou avec le temps.

Dans les froides matinées de Tautomne, 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 Tatmosphère, 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 dos flancs des montagnes |)ar les courants ascendants qui s'y produisent. D'autres fois, aloi's que l'atmo* sphère de la plaine est douée d'une tninsparence parfaite, on voit des niasses nuageuses se former au sommet des montagnes élevées, et y paraître immobiles, tmdisque, dans le voisinage.

NUAGES. 2tll

d'fiutres images détcichés sont rapidement emportés par les vents. Le nuage immobile ne Test 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 disparait 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 Fair 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 rapi)arence des nuages. Aussi les nuages sont-ils fréquents même dans des pays de TAsie et de l'Afrique où il ne pleut presque jamais. I>es plus petits îlols des mers intertropicales s'échauflant plus, dans le jour, que les eaux voisines donnent lieu h des effets de ce genre; les navigateurs peuvent reconnaîlre 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 Tair peuvent cependant se soutenir au milieu de Tatmosphère. 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 obsene de même que leurs conloui's diffus se limitent et se précisent. Abandonné h lui même dans un air parfaitement calme, le globule tomberait avec une extrême lenteurà cause de son extrême i^etilesse ; on peut suivre de l'œil la chute des brumes à la surface du sol. Kn estimant la vitesse de chute à 1 métré ou I"'5 par seconde on l'exagère certaineinent beaucoup. Dans un courant montant avec une vitesse de â mètres, ce qui coirespond à un vent très-faible, le globule

monterait encore avec une vitesse de 1 mètre ou de 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 modilient.

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'échaufTe 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 Taccroitre : ici encore les deux influences opposées se balancent inégalement, et les nuages augmentent ou se fondent dans Tair suivant les temps et les lieux.

Les nuages dont nous venons de retracer Torigine ont une forme particulière; ils sont généralement isolés et arrondis, et ressemblent quelquefois à des amas de monlugnes 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 larderont pas à se montiw. 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-