ORIGINE DE L'ÉLECTRICITÉ ATMOSPHÉRIQUE

dît plus haut. C'est peut-être à un état intermédiaire que se rapporte l'observation de M. Kaemtz.

Lorsque la pluie ou la neige tombent, l'électricité augmente également d'une manière sensible, mais ici elle est tantôt positive, tantôt négative. Ce n'est que dans les pluies douces et prolongées que tout signe électrique disparaît. La pluie et la neige doivent participer du genre d'électrisation du nuage d'où elles émanent. D'après les observations de Schûbler et de Ilimmer, les pluies négatives sont beaucoup plus fréquentes par les vents du S. que par les vents du N. ; mais a'ussi la superposition de couches diverses de nuages est beaucoup plus commune par les 'premiers vents que par les seconds. Les résultats de Schûbler et de Himmer montrent, en outre, par les divergences considérables qu'ils présentent, que les pluies négatives sont des accidents très-fréquents, il est vrai, mais dont la cause est locale, tandis qu'elle est plus générale pour les pluies positives.

Les mouvements de l'électricité atmosphérique donnent lieu à des phénomènes de diverses natures. Ils maintiennent l'aiguille aimantée dans un état d'agitation presque continuelle et ont, sans doute, la plus grande influence sur sa direction moyenne. Ils produisent, dans les régions polaires, les splendides illuminations des aurores boréales. Dans les régions temjiérées, et surtout dans les régions équatoriales, ils engendrent les orages. Ces derniers prennent naissance au milieu d'agilations déterminées de l'atmosphère; mais ils peuvent, à leur tour, devenir l'occasion de troubles profonds en fiivorisant la formation des trombes. Nous examinerons successivement ces divers phénomènes.

g IV. — De rOrage.

I/orage éclate lorsque des nuages, parvenus à un certain degré d'électrisation, se trouvent à proximité d'autres nuago ou des objets terrestres sur lesquels ils peuvent se décharger de leur fluide en excès.

La hauteur des nuées orageuses est très-variable*.

Bouguer dans les Cordillères, de Saussure dans les Alpes, MNf. Peytier et Hossard dans les Pyrénées, ont obsené des orages développés à 4868, à 4500 et 5200 mètres au-dessus du niveau de la mer. Dans les plaines de la Sibérie, Tabbc Cliappe a constaté que des nuées orageuses atteignaient à une hauteur de 3470 mètres; il décrit d'autres orages dans lesquels les nuages n'étaient pas à plus de 214 mètres au-dessus du niveau de la mer. Des différences du même ordre se présentent en France. On voit sur les cartes de l'Observatoire donl nous donnons plusieurs exemples, planches XYII, XV 111, XIX, des orages Iraverser la France dans une grande partie de son étendue, sans subir de déviations bien marquées par reffet d<^ montagncîs et des vallées qu'ils traversent : dans ce cas, les nuées orageuses restent susi>endues à une grande hauteur. D'autres fois, au contraire, les orages se fractionnent ji la rencontre des moindres accidents de» terrain, comme les courante superliciels au milieu desquels ils voyagent. C'est dans ces dernières circonstances que les décharges électriques à la surface du sol sont les plus fréquentes.

Chaque décharge est accompagnée d'une production de lumière constituant Véclav\ et d'un ébranlement de l'air d'où

* Notice dWrago sur le tonnerre. (Annuaire du bureau des longitudes^ année 1838.)

DE L'ORAGK 3U

ésulte lu bi-uil du tonnerre. Les objets travei-sés jiar la i\éhar^c présentent, en outre, des elTets très-variés attribués à la

Arago distingue trois sortes d'éclairs.

lius éclairs de la premUre datte coasisteal en un sillo» de umièrc très-resserré, tii's-arrâlé sur ses bords. Ces évlaii's essemblenl exaclement aux étincelles que nous tirons de nus nachines électriques; les angles vifs que l'on voit quelquefois e former sur leur trajet et que l'on exagère beaucoup dans les lessins qu'on en donne ne sont que des apparences dues à la lerspeclive. Ces éclairs jaillissent souvent entre deux nuages oisinSf mais plus souvent encore entre un nuage et la Icitc : K sont les éclairt falgtiranti. A une petite distance de la nuu |ui les fournit, ils peuvent se bifurquer ; quelques faits monrent même qu'ils peuvent se diviser en un beaucoup plus 'rand nombre de

ours attribués à la foudre, quand elle frappe une habitation, t'ont pas d'antre origine qu'une division de ce genre. Ainsi, e 5 juin 1665, la foudre pénétra au même instant par qunliv wints différents cl fort éloignés les uns des autres dans le coli!ge de l'embroke, à Oxford ; en avril 1718, vingt -quatre églises

fuient i'oudroyées aux environs de Saint-Paul de Léon, quoiqu'on n'eût entendu que trois coups de tonnerre. Des divisions de ce genre peuvent, du reste, être obtenues avec nos machines, comme le montre la ligure 85.

De la discussion détaillée des observations publiées par de Lisle, Ârago conclut que les éclairs de première classe peuvent parcourir dans l'atmosphère des distances très-grandes et que, dans certains cas, ils n'ont pas moins de 10 à 15 kilomètres de longueur.

Les éclairs de la deuxième clause sont de beaucoup les plus communs. I^eur lumière, au lieu d'être concentrée en un trait sinueux, est diffuse et embrasse de très-grandes surfaces.

La distinction entre ces deux classes d'éclairs est souvent purement accidentelle; un même éclair peut être linéaire pour un observateur et diffus pour un autre, lorsque par la perspective, un nuage s'est interposé entre le sillon lumineux cl l'observateur qui n'aperçoit plus alors que l'éclairement produit par toute étincelle électrique. Ces deux classes d'éclairs ont un autre caractère commun, la brièveté de leur durée, lu éclair jaillissant au milieu de la nuit, produit sur l'œil une impression très-vive et très-persistante qui peut aller, dans quelques circonstances exceptionnelles, jusqu'à la cécité, b décharge, par elle-même, n'a qu'une durée excessivement courte, ainsi qu'on peut s'en assurer par une expérienc^î due à Wheatstone. On pj'end un disque de carton blanc, sur lequel on trace des rayons rapprochés laissant entre eux des inle^ valles appelés secteurs. On teint en noir ces secteurs de deux en deux, de manière à figurer une espèce de roue à rais alternativement noirs et blancs. On imprime à cette roue un mouvement de rotation très-rapide dans son plan et autour de son centre. Quelque rapide que soit ce mouvement, au moment où un éclair simple jaillit, les rais paraissent aussi nettement tranchés que si le disque était complètement en repos. Malgré

sa vitesse, le disque n'a pas le temps de se déplacer d'une manière appréciable à Fœil pendant la durée de l'éclair. Il n'en est plus ainsi pour certains éclairs multiples formés par la succession rapide d'étincelles sur les lignes de séparation de deux nuages voisins , ou sur des lambeaux de nuages reliant deux masses plus éloignées. ^

Dans la troii^ième classe^ Arago range les globes de feu de volume très-variable qui, dans les temps d'orage, traversent l'atmosphère avec une vitesse plus ou moins grande, mais foujours appréciable, et en se dirigeant vers la terre. Leur disparilion subite est quelquefois accompagnée de détonations comparables à celles de plusieurs pièces d'artillerie; d'aulres fois elle s'opère sans bruit. Dans tous les cas, ils produisent sur les corps voisins les effets ordinaires de la foudre. Arago rapporte un assez grand nombre de ces globes de feu dont la nature électrique est incontestable, mais dont le mode de formation est complètement inconnu.

TONNEnnE

I^ tonnerre accompagne l'éclair, c^mme le craquement de l'étincelle d'une bouteille de Leyde accompagne le jet de lumière qui s'en échappe. Que l'tkîlair soit simple ou multiple, la cause première du bruit du tonnerre est instantanée comme l'étincelle elle-même : sa persistance est due à la lenteur avec laquelle se propage le son. Le son parcourt 340 mètres environ par seconde, et il est des éclairs qui atteignent 10 ou 15 kilomètres de longueur. Admettons que les distances de leurs diverses parties jusqu'à nous diffèrent seulement de 1,000 mètres, le son produit sur l'extrémité la plus éloignée ne nous parviendra que trois secondes après celui qui provient de l'extrémité la plus proche. Durant cet intervalle, le son ne sera pas uniforme, parce que l'éclair n'est jamais rectiligne. De tous les

points qui fuient pour ainsi dire devant nous, le bruit nous arririve successivement et en détail; il nous parvient, au contraire, en bloc des parties infléchies latéralement et dont le développement s'effectue sans changement dans là distance. Chaque sinuosité de Téclair est l'occasion d'une variation dans l'intensité du son perçu. .Ces variations changent de rapports avec la position de l'observateur. Un même coup de tonnerre peut donc être entendu de manières très-difiërentes en deux points un peu éloignés l'un de l'autre.

A cette première cause s'en joignent d'autres pour produire le roulement caractéristique du tonnerre. Le son se répercute sur les saillies du sol et même à la surface des nuages ; Scoresby, près des lacs Killarney, a constaté qu'un simple coup de pistolet répété par les échos était entendu pendant trente secondes. Les éclats du tonnerre sont incomparablement plus forts et plus prolongés dans les pays montagneux que dans les plaines. D'un autre côté, les vibrations de l'air, qui constituent le son, partant de lieux divers pour se superposer en un même point y arrivent tantôt en concordance, tantôt en discordance selon les inégalités des chemins parcourus : ici elles seront d'accord et se renforceront, à côté elles seront en désaccord et s'affaibliront, ainsi qu'on le remarque pour les ondes s'entrecroisanl à la surface d'une eau dormante. Ajoutons enfin que les grands cclaii^ sont rarement simples ; ou bien ils se ramifient, ou ils sont formés d'éclairs distincts se succédant à de trèscourts intervalles. Tontes ces causes concourent à produire des oscillations dans l'intensité du bruit perçu en un point et des changements d'un lieu à un autre dans la succession des roulements.

La durée des plus longs roulements du tonnerre observés par de Lisle, à Paris, varie de 55 à 45 secondes : elle est plus considérable dans les pays de montagnes. L'intervalle qui s'écoule entre l'éclair et le tonnerre varie ordinairement de 5 à 1 6 se-

condes; il peut s'élever à 60 ou 70 secondes. Ce dernier chiffre, avec une vitesse de propagation du son de 540 mètres, correspond à une distance de 24 kilomètres du point le plus rapproché de réclair. La discussion des observations d'orage faites en France, sur un très- grand nombre de [)oints du territoire, montre que c'est à peu près la plus grande distance à laquelle on entende le tonnerre quand il n'a pas une intensité exceptionnelle. L'éclair, ou l'illumination qu'il produit dans le ciel, peut être vu d'une trentaine de lieues; de là les éclairs sam tonnerre ordinairement appelés édain de chaleur.