VARIATIONS DIURNES DE TEMPÉRATURE

Icmixiratures intermédiaires et la température moyenne. Il est nécessaire seulement de choisir convenablement ses heures d'observation*.

Tous les résultats obtenus indiquent un maximum et un minimum de température diurne. En moyenne, le minimum a lieu une demi-heure avant le lever du soleil, un peu plus en hiver, un peu moins en été. Le maximum a lieu vei's deux heures de l'après-midi, un peu plus tôt en hiver, un peu plus tard en été. Un fait semblable s'est présenté dans la période annuelle. Le maximum moyen de la chaleur a lieu vers le 15 juillet, aloi*s que le soleil commence depuis plus de trois semaines à retourner vers l'hémisphère austral. Le minimum moyen tombe vers le i 5 janvier, lorsque déjà les jours se sont notablement agrandis. C'est le résultat naturel des explications précédentes. La température cesse de monter, non pas lorsque l'intensité des rayons solaires commence à faiblir, mais lorsque l'afllux de chaleur cesse de surpasser la déperdition qui s'en fait. Au milieu du jour ou au solstice d'été, le gain sur{>asse la perte, la température monte. La perle continue donc à croître loi*sque déjà le gain faiblit peu à peu. L'égalité s'établit bientôt entre eux : c'est l'heure du maximum. Plus tard la perte l'em- [lorte et la température baisse. Les mêmes effets ont lieu en sens inverse pour les minimums.

Nous donnons dans la figure 22 quelques exemples de ces va* riations diurnes de la température. Nous avons choisi les mois extrêmes de janvier et juillet. L'heure du maximum de température varie peu dans ces exemples, et on comprend qu'il en doive être ainsi ; l'heure du minimum, au contraire, suit les heures du lever du soleil. On remarquera, d'un autre côté, que l'am*

* Des séries analogues faites de 5 en 3 heures sont actueliement entreprises dans U^ f*coles normales primaires de Fenipire ; et dans plusieurs do ces établissements les séries sont prolongées pendant la nuit, de manière à embrasser la période complète des vingt-quatre heures*

plitude de roscitlalion diurncest plus forte dans les pays chauds et dans l'intérieur des continents que dans les pays froids ou dans le voisinage des côles. A part l'influence des mers, qui reste à peu pR's la inènic, la distance de l'équatcur agit d'unu manière

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Halle, ItMi. |>C[

npposiH: sue lus oscillations annuelle et diurne du thermomètre. L'oscilliilion aniiuelle augmente à mesure que l'on se rapproche du pôle : c'est un cllet de la longueur des nuits d'hiver et dos jouis d'été, h'usnllatiun diurne augmente, au contraire, l'U se rappi'uchanl de l'équatcur dans l'intérieur des conliiicnis : c'esl le iiisullal ilc l'iinleur des rayons solaires pendant

VARIATIONS DE LA TEMPËRATURE AVEC LA HAUTEDR. iOi

le jour et la grande pureté du ciel pendant les nuits tropicales, pureté qui rend très-actif le refroidissement nocturnoé

g vu. — ¥arlaii€MM de la t/ewapévmÈare avee la lunitevr.

Si la température de la surface terrestre baisse de Téquateur aux pôles, elle baisse bien plus rapidement encore à mesure que le sol s'élève au-dessus du niveau des mers. Un effet semblable se produit dans l'atmosphère elle-même.

L'absorption de la chaleur et de la lumière par l'air est d'autant moindre que cet air est plus sec, plus rare, et que l'épaisseur de la couche traversée est moindre. Dans les hautes régions, le ciel est d'un bleu plus foncé que dans les plaines, les rayons solaires sont plus vifs, plus ardents; mais, par contre, l'air oppose une moindre résistance au passage des rayons émanant de la terre. Celle-ci, moins efBcacement protégée contre le froid des espaces planétaires, atteint des températures de plus en plus basses à mesure quelle forme des saillies plus élevées.

Il existe dans l'air même une autre cause du froid des hautes régions, et cette cause domine toutes les autres en même temps qu'elle rend compte de la persistance de ce froid malgré Faction des tempêtes qui tendent à mélanger toutes les couches de l'atmosphère. Toute masse d'air qui monte gagne des régions où la pression barométrique diminue; cet air moins comprimé se dilate, et, par le fait seul de cette expansion, une partie de sa chaleur est consommée par le travail moléculaire qui se produit en lui : sa température baisse. Toute masse d'air qui descend gagne des régions où la pression barométrique augmente ; son volume diminue, et par le fait seul de cette contraction, la chaleur consommée

dans le travail d'expansion antérieure est restituée, et la température monte. M. Espy, puis M. Peslin, ont démontré que le changement de température résultant de la chaleur ainsi consommée et restituée peut varier de 1 à 2 degrés pour un changement de niveau de 200 mètres seulement. C'est ainsi que certains vents descendant des cimes neigeuses des Alpes ont dans le fond des vallées un degré de chaleur assez élevé pour qu'on croie voir en eux le prolongement des vents des déserts de l'Afrique. C'est ainsi, encore, que les neiges perpétuelles se rencontrent jusque sous la zone torride; seulement, tandis qu'en Norvège, sous une latitude de 71 degrés nord, on les trouve à une hauteur de 720 mètres au-dessus du niveau de la mer, dans les Alpes et les Pyrénées elles ne descendent pas au-dessous de 2700 mètres, et qu'à Quito, sous l'équateur, elles sont à 4800 mètres.

La décroissance de la température dans le sens de la hauteur a été constatée par toutes les expériences faites durant les heures du jour et de la nuit. Sa rapidité n'a pas été trouvée constante : L'heure, la saison, Tétat du ciel, la direction des vents, l'inégale quantité de la vapeur d'eau : tous ces éléments sans cesse changeants produisent les oscillations qu'on y remarque. Plus la décroissance est lente, plus l'équilibre de l'atmosphère est stable. Une décroissance très-rapide en été précède en général les plus violents orages.

Le physicien Charles, dans la première ascension exécutée en ballon à gaz hydrogène, en 1 785, éprouva une température de 7 degrés au-dessous de 0^ Gay-Lussac, dans le célèbre voyage qu'il fit le 16 septembre 1804, trouva à une hauteur de 7000 mètres un froid de près de 10 degrés : dans la cour de l'Observatoire de Paris, d'où il était parti, le thermomètre marquait 28 degrés. L'abaissement de température se trouvait donc de 38 degrés environ, ce qui donnait un abaissement moyen de 1 degré par 190 mètres d'éléva-

tion. Mais, ainsi que le fait observer Biot, le décroissemenl n'avait pas été uniformément réparti dans l'intervalle parcouru. Dans les premières couches traversées, il n'avait guère été que de !• par 196 mètres; mais, dans la dernière, une hauteur de i 56 mètres seulement suflisait à produire le même abaissement. Un effet encore plus marqué se présenta dans l'ascension opérée par MM. Barrai et Bixio le 26 juillet 1850. Â la hauteur de 7000 mètres environ, la température fut trouvée inférieure à SO"" au-dessous de zéro. Par ce froid extraordinaire pour la saison et pour cette hauteur relativement faible, les thermomètres n'indiquaient plus rien, leur graduation n'ayant pas été faite en pi*évision d'un abaissement de température que les ascensions antérieures ne faisaient pas prévoir. L'abaissement se fit, du reste, sentir très-brusquement pendant la traversée d'un nuage dont l'épaisseur fut évaluée à 5000 mètres au moins, et formé presque exclusivement par de petites aiguilles de glace.

De Saussure passa dix-sept jours au col du Géant dans les Alpes, à une hauteur de 3428 mètres au-dessus de la mer, tandis que l'on observait simultanément le thermomètre à Chamounix (1044") et à Genève (407"). Cette longue série d'expériences a permis de constater d'assez grandes variations dans la décroissance d'un jour à l'autre et même d'une heure à l'autre de la même journée. La hauteur moyenne correspondante à une différence de un degré dans les températures simultanées a été trouvée de 142 mètres à 5 heures du soir et de 210 mètres à 4 heures du matin.

Aux divers mois de l'année, on trouve des différences analogues entre Genève et le Grand Saint-Bernard. En janvier, la hauteur correspondante à une diminution de 1^ dans la température est de 270 mètres en moyenne; elle descend en juin à i 76 mètres, nouvelle preuve que l'échaufTemenl en été comme au milieu du jour porte surtout sur les couches inférieures.

liC phénomène varie peu, au contraire, avec les saisons dans

les régions équatoriales, parce que les saisons y sont peu tranchées; mais il change suivant les lieux. Dans l'Amérique du Sud, deHumboldt a trouvé un aliaissement de 1** par 191 mètres dans les montagnes, et par 243 mètres sur les plateaux. Pour obtenir un même abaissement du thermomètre, il faut monter de 177 mètres dans Tlndc méridionale, et de 227 mètres dans le nord de Tlndoustan.

En été, quand le ciel est dégagé de nuages, la température décroît d'abord rapidement à mesure qu'on s'élève, puis la décroissance se ralentit graduellement. Les nombreuses ascensions faites par MM. Wclsh et Glaisher, aux frais de la Société royale de Londres, indiquent, au contraire, quand le ciel est nuageux, que la température s'abaisse d'ordinaire jusqu'à la hauteur des nuages ; mais qu'au-dessus de la couche formée par eux la température se relève de quelques degrés pour décroître au delà.

Les résultats ont encore été tout autres dans l'ascension faite par M. Glaisher dans la nuit du 2 octobre 1865, par un ciel très-pur et un vent d'Est-Sud-Est modéré ; la température a été constamment en montant depuis la surface du sol jusqu'à la hauteur de 300 mètres, à laquelle le ballon s'est élevé. L'ascension avait commencé à 6 heures 20", trois quarts d'heure apnV le coucher du soleil; la descente s'est effectuée à 8 heures 20". D'autres expériences poussées antérieurement par M. Glaisher jusqu'à une hauteur de 700 mètres n'civaient pas indiqué de changement appréciable, vei*s le coucher du soleil, entre la température du sol el celle des régions peu élevées de l'atmosphère. L'opposition dans les résultats obtenus à ces différentes heures tient au rapide échauffement du sol sous l'action des rayons solaires et à son refroidissement aussi rapide lorsque l'influence du soleil fait défaut. L'air subit des alternatives de chaleur analogues, mais moins prononcées.

Jamais, du reste, la variation de température avec la hauteur n'est absolument régulière; on trouve presque toujours dans