PHENOMENES LUMINEUX

Biot comparait très poétiquement l'atmosphère à un voile diaphane et brillant dont la terre serait enveloppée. Ce voile est assez transparent pour laisser arriver jusqu'à nous la lumière des astres à travers une épaisseur de plusieurs myriamètres. Sa transparence n'est cependant pas absolue : la lumière ne la traverse pas sans obstacle; une partie , très faible à la vérité, est absorbée; le reste est soumis à des modifications qui varient selon l'état de l'atmosphère.

Nous avons déjà vu que c'est en se réfléchissant en tous sens sur les particules de l'air que la lumière se répand partout autour de nous ; que des objets qu'elle ne frappe pas directement sont néanmoins éclairés, et que l'air la fait pénétrer avec lui jusque dans les endroits les plus retirés. Nous avons vu aussi que l'azur du ciel est encore un effet de la réflexion des rayons lumineux par les molécules de l'air '. Mais il n'est peut-être pas hors de propos de s'arrêter un instant à ce remarquable phénomène, le premier qui frappe l'attention lorsqu'on aborde l'étude de l'optique atmosphérique.

On sait que la lumière blanche se compose de sept lumières partielles , qu'il est possible de rendre distinctes les unes des autres en faisant passer un faisceau de rayons solaires à travers un prisme de cristal. Les éléments qui composent ce faisceau, étant inégalement réfrangibles, se séparent, et si l'on place un écran derrière le prisme, on voit s'y peindre une figure de forme elliptique allongée , où l'on distingue sept branches transversales diversement colorées , et disposées dans l'ordre suivant : violet, indigo , bleu, vert, jaune , orangé, rouge. Cette figure, c'est le spectre solaire.

Les teintes si diverses que présentent les corps s'expliquent d'une manière très satisfaisante par la propriété que ces corps possèdent de décomposer la lumière blanche, d'absorber certains rayons colorés et d'en réfléchir certains autres. Les corps blancs sont ceux qui réfléchissent la lumière sans la décomposer ; les corps noirs sont ceux qui ab-

1 11 convient d'ajouter ici que, d'après les récentes et ingénieuses expériences de M. Tyndall, les corpuscules, les poussières que l'air tient en suspension jouent un rôle considérable dans la rétlexion et la diffusion de la lumière.

sorbent la totalité des rayons colorés : ce qui revient au même que s'ils n'en recevaient point. Dans l'obscurité absolue, tous les corps sont noirs. Cela posé , il est aussi aisé de se rendre compte de la couleur bleue de l'air que de la couleur de toute autre substance solide, liquide ou gazeuse.

L'air, en vertu de sa (ransparence, laisse passer sans la décomposer la plus grande partie de la lumière solaire. Une autre partie est réfléchie, mais tous ses éléments ne le sont pas également : l'air laisse passer plutôt les rayons de l'extrémité rouge du spectre , et réfléchit de préférence les rayons bleus. Le bleu est donc la couleur par réflexion des particules de l'air. Seulement, comme celte couleur est très faible, elle ne devient perceptible que lorsque l'air est en grande masse.

« Lorsqu'un corps réfléchit de préférence certains rayons de lumière blanche , disent MM. Becquerel , c'est qu'il transmet ou absorbe les rayons complémentaires. Ainsi les particules d'air qui reçoivent un faisceau de lumière blanche réfléchissent une partie de ce faisceau, mais principalement les rayons bleus, et transmettent ou éteignent les autres.

« L'optique des gaz, ajoutent ces savants physiciens , n'est pas encore assez avancé pour que l'on puisse connaître avec certitude toutes les circonstances d'absorption et de transmission des rayons à travers l'air; mais d'après toute probabilité, en suivant la marche d'un faisceau de rayons solaires qui traversent une masse d'air, ce faisceau doit perdre des rayons bleus par la diffusion sur les parlicules d'air, et devrait devenir jaunâtre s'il traversait une couche atmosphérique suffisamment épaisse. D'après cela , l'air, de môme que l'eau , doit être classé parmi les substances qui sont d'une couleur différente par réflexion et par transmission. »

Le changement qui s'opère dans la lumière transmise à travers des couches d'air d'une grande épaisseur est un fait aisé à constater pour tout le monde. En effet, même par un temps parfaitement serein, à mesure que la soleil incline vers l'horizon et que , par conséquent, ses rayons ont à traverser, pour arriver jusqu'à nous, une épaisseur gazeuse plus considérable, sa lumière devient plus jaune, et elle s'affaiblit au point qu'on peut le regarder sans fatigue, tandis que nul œil ne peut supporter son éclat lorsqu'il est auzénith. Or cet affaiblissement et cette altération de la lumière solaire ne peuvent être attribués à l'éloignement de l'astre, et sont dus exclusivement à l'action absorbante de l'air. 11 faut tenir compte toutefois, comme le font observer MM. Eecquerel, des vapeurs dont l'air le plus pur n'est jamais exempt, et qui jouent sans doute un grand rôle dans ces phénomènes : ainsi se produisent les teintes jaunes ou rougeâtres que prennent à nos yeux le soleil et la lune

vus à travers les nuages. Lorsque, à certains jours, le soleil couchant se montre d'une couleur rouge, cela tient évidemment à ce que nous le voyons à travers une atmosphère chargée de vapeurs; aussi cette couleur du soleil est-elle généralement, et non sans raison , considérée comme un pronostic d'humidité.

Tout le monde sait que le jour commence peu à peu avant que le soleil émerge au-dessus de l'horizon, et que, le soir, il ne s'éteint entièrement qu'un certain temps après la disparition de l'astre : qu'en un mot on passe, par une transition insensible , do la nuit au jour et du jour à la nuit. Cette transition, ce clair- obscur qui précède le lever et qui suit le coucher du soleil, constitue le crépuscule. C'est encore un effet de la diffusion de la lumière au sein de l'atmosphère , et nous connaissons maintenant l'origine des teintes dorées et pourprées dont l'horizon se colore, et qui se reflètent plus ou moins sur toute la voûte céleste. L'aspect du ciel pendant le crépuscule dépend de la quantité, de la nature et de la disposition des vapeurs et des nuages dont il est chargé. Lorsque le ciel est parfaitement pur, tout se réduit à une coloration jaunâtre ou légèrement rosée qui se répand sur sa partie orientale ou occidentale; lorsque l'horizon est nuageux, le crépuscule est accompagné de ces effets de lumière si variés et souvent si splendides, que nous avons tous mille fois admirés, et dont la reproduction lidèlc est un des triomphes de l'art du paysagiste. Il arrive ordinairement alors qu'entre les nuages dont les bords reflètent les rayons dorés du soleil, cette nuance, se mêlant à l'azur du ciel, se change en un vert tendre, qui va se fondre avec le bleu pâle des couches plus rapprochées du zénith. Toutes choses étant d'ailleurs supposées semblables, les effets crépusculaires sont à peu près les mêmes le matin et le soir; mais ils se produisent suivant un ordre inverse, puisque , dans le premier cas, le soleil se lève au-dessus de l'horizon, et que, dans le second , il se couche au-dessous. On remarque en outre que l'aurore, ou crépuscule du matin, a une durée moindre que le crépuscule du soir. C'est que la durée du crépuscule dépend de la hauteur de l'atmosphère, « ou, pour parler plus exactement, dit Biot, de la hauteur des parties de l'air dont la densité est encore assez grande pour renvoyer une lumière sensible. » Elle varie par conséquent avec la température, puisque par la chaleur l'air se dilate et augmente de hauteur, et que par le froid il se contracte et sa hauteur diminue. Or à la lin de la journée, surtout en été, les couches inférieures de l'air, qui réfléchissent le plus abondamment la lumière, se sont échauffées et dilatées; à la lin de la nuit, elles se sont refroidies et condensées. Notons aussi que, par les mêmes causes, l'atmosphère est ordinairement plus nuageuse , mais aussi plus limpide le soir a l'occi-

dent que le matin à l'orient. Avec l'air échauffé durant le jour, les vapeurs se sont dissoutes, les nuages se sont élevés, et hormis le cas de mauvais temps , où la masse sombre des nimbus dérobe aux regards le soleil couchant, l'horizon ne présente guère que des cumulus et des strato-cumulus, dont les contours bien limités et les formes rectilignes ou arrondies se prêtent merveilleusement aux jeux de la lumière. Le matin, avant le lever du soleil , les vapeurs se sont précipitées , les nuages se sont abaissés, l'atmosphère n'a qu'une transparence laiteuse qui éteint en grande partie les « feux de l'aurore ». De là, entre les effets de l'un et de l'autre crépuscule , une dissemblance qui a été remarquée par la plupart des observateurs.

On comprend aisément que si l'inégalité de température entre le soir et le matin influe sur les durées relatives du crépuscule, les saisons et les climats doivent exercer sur ce phénomène une action encore plus sensible. Ainsi on constate qu'en été les lueurs du jour apparaissent longtemps avant le lever, et persistent longtemps après le coucher du soleil. En hiver, au contraire , le jour se lève brusquement, et la nuit tombe avec rapidité.

Entre les climats chauds et les climats froids, la différence de durée du crépuscule est encore plus sensible; mais elle tient alors moins à l'état de l'atmosphère qu'à la position géographique du lieu. 11 ne faut pas oublier que l'éloignement angulaire du soleil au-dessous de l'horizon pendant la nuit est d'autant plus grand qu'on approche davantage de l'équateur, et d'autant moindre qu'on est plus près du pôle.

Lorsque le soleil et la lune sont près de l'horizon, ils donnent lieu à une illusion d'optique qui leur prête à nos yeux des dimensions beaucoup plus considérables que celles que nous leur attribuons lorsqu'ils approchent du zénith. Il suffit cependant de les regarder à travers un tube de carton ou de verre noirci pour les retrouver tels que nous les voyons au sommet du firmament. « Celte illusion , disent encore MM. Becquerel, doit être attribuée à la même cause qui nous fait paraître le ciel comme une voûte surbaissée; en effet, nous apercevons vers l'horizon une succession de corps dont nous jugeons facilement la distance relative, et dont nous sommes habitués à comparer les grandeurs et les positions ; nous pensons alors que l'atmosphère doit s'étendre bien au delà de ces corps, et que les astres sont situés beaucoup plus loin ; tandis que vers le zénith rien ne se trouve disposé pour nous permettre de comparer la position et la distance des objets. Il résulte de là que les distances dans le sens vertical sont beaucoup plus mal appréciées que dans le sens horizontal , et que nous pouvons quelquefois nous tromper beaucoup dans nos évaluations. Comme nous croyons les objets et les astres plus éloignés dans le sens horizontal

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que dans le sens vertical, quoique nous les voyions toujours réellement sous le même angle visuel , il en résulte qu'ils nous paraissent plus grands dans le premier cas que dans le second : *. est une question de jugement, et non d'évaluation angulaire; car, vers l'horizon, le diamètre vertical est plus diminué par l'effet de la réfraction qu'il ne l'est au zénith. »

La scintillation des étoiles est une autre illusion d'optique produite principalement par l'inégale réfraction que la lumière éprouve en traversant tour à tour des couches d'air tantôt plus, tantôt moins denses. La scintillation consiste dans un déplacement apparent de l'astre, et dans les changements que semblent éprouver son intensité lumineuse et même sa couleur. Ces changements sont très rapides ; on dirait que l'étoile oscille et tremble sur son axe, que son rayonnement s'affaiblit et se ravive d'un instant à l'autre; qu'elle est tour à tour jaune, rouge, verte, bleue. C'est auprès de l'horizon que la scintillation est le plus intense. Elle est aussi beaucoup plus remarquable dans les étoiles fixes que dans les planètes; elle dépend d'ailleurs de l'état du ciel. D'après les observations de Kaemtz , elle est très marquée quand des vents violents régnent dans l'atmosphère, et quand le ciel est alternativement serein et couvert.

La même cause qui produit cette scintillation engendre dans des circonstances particulières, et heureusement très restreintes, une illusion d'un tout autre genre , dont le nom a une triste signification , et qu'on emploie toutes les fois qu'on veut exprimer un leurre funeste, un espoir décevant. C'est le mirage que je veux dire. Le mirage est un phénomène de réfraction. Avant de le décrire et de l'expliquer, il est indispensable de rappeler en peu de mots ce que c'est que la réfraction. Rien de plus simple.

Toutes les fois qu'un rayon de lumière passe obliquement d'un milieu diaphane, dans un autre de densité différente, il est dévié de sa direction primitive. Si le second milieu est plus dense que le premier, le rayon se rapproche de la perpendiculaire, ou, eomme on dit en physique, de la normale au point d'incidence. Il s'en éloigne, au contraire, en passant d'un milieu plus dense dans un milieu moins épais. Toute la théorie de la réfraction est là.

Et maintenant, lecteur, veuillez vous transporter avec moi parla pensée dans un des grands déserts de l'Afrique ou de l'Asie. Suivons des yeux une caravane, ou, si mieux vous aimez, un détachement de notre armée, cheminant sous un ciel d'airain, sous un soleil de feu, à travers cette mer de sables brûlants. Depuis plusieurs jours ils marchent ainsi sans avoir pu rencontrer un bouquet d'arbres pour s'y reposer à l'ombre , une source pour y tremper leurs lèvres desséchées.

La fatigue les accable, la soif les dévore. Tout à coup ils aperçoivent dans le lointain quelques palmiers, quelques broussailles poussant parmi des rochers, et se reflétant dans une nappe limpide. Point de doute : c'est un lac, un vrai lac au milieu du désert! c'est de l'eau que, par miracle, le soleil n'a pas pompée! Ils vont donc pouvoir étancber leur soif! Que dis-je! ils savourent déjà en espérance les délices d'un bain! Leur courage se ranime; ils doublent le pas ; ils marchent, ils marchent; mais à mesure qu'ils approchent la vision s'affaiblit, et lorsque, exténués, consumés, ils atteignent le but, ils reconnaissent avec désespoir qu'ils ont été les jouets d'une inconcevable illusion. Ils ne trouvent au pied des roches et des palmiers qu'un peu.de terre à peine humectée par quelque infiltration souterraine, et là où ils avaient vu distinctement une nappe d'eau, ils foulent toujours de leurs pieds meurtris un sable rougcàlre et calciné. C'était un mirage!... Lors de l'expédition d'Egypte, l'armée de Bonaparte fut vivement impressionnée parce phénomène étrange, et jusque-là mystérieux pour la science même. Ce fut l'illustre Gaspard Monge qui en donna le premier l'explication, dans un mémoire présenté par lui à l'Institut du Caire et inséré dans la Bécaâe égyptienne, revue scientifique spécialement consacrée à la publication des travaux de cette compagni ».

J'essayerai de résumer brièvement la théorie du célèbre géomètre , aujourd'hui reproduite dans tous les traités de physique élémentaire. Lorsque le soleil darde ses rayons sur le sol sablonneux des déserts, celui-ci est porté à une haute température qui se communique aussitôt aux couches d'air les plus voisines et les dilate fortement. La couche d'air en contact immédiat avec le sol, étant la plus échauffée, est aussi la plus dilatée; puis la densité des couches augmente jusqu'à une certaine hauteur où elle est maxima , et elle va ensuite en diminuant dans les régions supérieures de l'atmosphère. Cela posé, soit, par exemple, A un palmier poussé, comme poussent les palmiers, sur un filon de terre un peu moins desséché que le sable environnant. Considérons seulement son sommet A par rapport à un observateur placé en B, supposé sur le même plan horizontal Quelques-uns des rayons partis du sommet du palmier arriveront directement à L'œil de B, et lui feront voir l'arbre dans sa position réelle. Mais d'autres rayons, tels que AR, tomberont obliquement sur la première couche CC d'air raréfié, où ils se réfracteront en s'éloignant de la normale nm. En pénétrant dans les couches de moins en moins denses, au-dessous de CC, le même rayon AR sera de plus en plus dévié, jusqu'à ce qu'il arrive à une couche-limite inférieure, où son obliquité sera telle qu'il se réfléchira et se relèvera , en traversant de nouveau les couches d'air,

cette fois de plus en plus denses. Alors, au lieu de s'éloigner de la normale, il s'en rapprochera, au contraire, et arrivera, en décrivant une courbe RB symétrique à la première, jusqu'à l'observateur. Celui-ci rapportera naturellement la position de l'image apportée par le rayon ARB à la direction BA' suivant laquelle le rayon est venu frapper sa rétine, et verra par conséquent le point A en A'. En appliquant la

Explication du mirage.

même construction aux autres points du palmier A, on comprend facilement que l'observateur placé en B doit percevoir une image renversée du palmier, telle qu'il la verrait si cet arbre se réfléchissait sur une nappe d'eau. Le mirage se présente quelquefois sous d'autres apparences, mais il est toujours dû â une cause semblable.

Revenons sous notre climat inégal et brumeux : la lumière du soleil et celle de la lune , modifiées par les vapeurs vésiculaires, par les gouttelettes d'eau et les aiguilles de glace que l'atmosphère tient en suspension, vont nous présenter encore plus d'un curieux phénomène. En voici un qui, depuis le jour où, selon le récit biblique, il apparut au patriarche Noé comme le signe de l'alliance conclue entre le Seigneur et le genre humain , n'étonne plus personne, mais qui n'a rien perdu de sa beauté, et qui est demeuré aux yeux du peuple un signe favo-

rable, la promesse du beau temps après l'orage. Les mythologues grecs en avaient fait l'écharpe d'Iris, messagère des dieux. On l'a nommé Varc-en-ciel. Nous verrons ci- après jusqu'à quel point ce charmant météore mérite sa bonne réputation .

Dans les nuances brillantes dont il se pare, et dans l'ordre suivant

L'arc -on-

lequel elles sont disposées, il est facile de reconnaître d'abord un efiet analogue à celui du prisme, c'est-à-dire un effet de la dispersion ou de la décomposition des rayons lumineux; mais le phénomène est un peu plus compliqué. L'arc-en-ciel se forme dans les nues opposées au soleil , et qui commencent ou qui achèvent de se résoudre en pluie; ou, pour mieux dire, ce n'est pas dans ces nues elles-mêmes qu'il se forme, mais dans les gouttelettes liquides qui s'en écbappcnt. On observe également sinon des arcs, au moins des tronçons d'arcs-cn-ciel sur la pluie artificielle formée par une cascade ou par un jet d'eau. Chaque gouttelette d'eau représente une petite sphère translucide où les rayons sont à la fois réfractés et décomposés , puis réfléchis , et viennent frap-

per l'œil de l'observateur lorsque, par leur réflexion, ils coïncident avec son rayon visuel. La forme affectée par les arcs -en -ciel vient de ce que les rayons efficaces qui arrivent à l'œil doivent faire un angle constant de 42° environ avec la droite qui va du soleil à l'œil, et l'astre, au lieu d'être circulaire, aurait une forme différente, que l'axe serait le même. Leur peu d'épaisseur tient à ce que les rayons, pour donner naissance au jeu multiple de lumière que je viens d'indiquer, doivent frapper les gouttelettes sous un certain angle. L'apparition du météore dépend donc des positions relatives du soleil et des nuages, et de celle de l'observateur. On a établi que les arcs -en -ciel ne se produisent que lorsque le soleil est à moins de 42° 2' au-dessus de l'horizon , ce qui n'a lieu que le matin et le soir.

Le 1G février 1873, M. Gaston Tissandier, dans une ascension consacrée à des expériences météorologiques, a observé un phénomène des plus curieux, un arc-en-cicl entièrement circulaire. M. Boussingault a fait remarquer, à ce propos, que ce fait est communément observé dans les ascensions sur les montagnes, et il en a cité plusieurs exemples.

Il est rare que l'arc-en-ciel soit simple; presque toujours il est double. Dans ce cas, l'arc intérieur est celui dont les nuances sont les plus vives. L'arc extérieur est plus pâle, cl ses couleurs sont disposées dans un ordre inverse. Et maintenant l'arc-en-ciel annonce-t-il le beau temps, comme on le croit communément? Pour répondre à cette question, analysons le phénomène.

Une averse, un orage vient de passer. La nuée pluvieuse a suivi sa course dans l'atmosphère, ordinairement de l'ouest à l'est, ou du sudouest au nord -est. Le soleil à son déclin , que le nimbus voilait tout à l'heure, est maintenant découvert; il rayonne sur lui, et donne naissance à l'arc-en-ciel. Voilà une présomption pour le rétablissement du beau temps. Toutefois le nimbus passé peut bien être suivi d'un autre, le soleil disparaître de nouveau au bout de quelques instants , et la pluie recommencer : rien n'assure le contraire. Mais au lieu de supposer le soleil près de se coucher, supposons qu'il vient de se lever. Le vent souffle encore de l'ouest ou du sud- ouest. La pluie tombe, de ce côté de l'horizon, en facj du soleil. L'arc irisé apparaît; bientôt les nuages couvriront le ciel, cl l'averse sera générale. Cette fois, loin d'annoncer le beau temps, le brillant météore n'aura annoncé que la pluie. En résumé, l'apparition de l'arc-en-ciel ne prouve avec certitude qu'une seule ebose : c'est qu'il pleut à un endroit peu éloigné de celui où se trouve l'observateur; ce qui n'est jamais un très bon pronostic. Il faut donc se contenter de l'admirer, sans prétendre en tirer, non plus qi:e de tant d'autres phénomènes, aucun oracle.

Si le soleil est près de l'horizon , et qu'une personne lui tournant le dos soit placée de manière que son ombre se projette, soit sur un nuage ou sur un rideau de brouillard, soit encore sur l'herbe d'une prairie, sur un champ de blé ou sur toute autre surface couverte de rosée, cette personne voit autour de l'ombre de sa tète, projetée sur le nuage ou sur la surface humide, une auréole irisée, dont la lueur, très vive vers le centre, va en diminuant d'intensité jusqu'à une certaine distance. Ce phénomène, appelé anthélie (ivri, contre; y,À,o;, soleil), est dû, comme l'arc-en-ciel, à la réfraction et à la réflcxio'n de la lumière solaire par les gouttelettes ou les vésicules aqueuses. 11 est surtout fréquent dans les régions polaires et sur les montagnes. Souvent, au lieu d'une seule auréole, on en aperçoit deux ou trois qui sont concenlriques. Quelquefois même, mais rarement, il se forme un quatrième cercle; ce dernier a été appelé ccrde blaric et arc-cn-ricl d'Ulloa. « Le 23 juillet 1821 dit Kacmtz, Scoresby vit quatre cercles concentriques autour de sa tête: le premier était blanc ou jaune, rouge ou pourpre; le second, bleu, vert, jaune, rouge et poupre; le troisième, vert, blanchâtre i jaunâtre, rouge et pourpre; le quatrième, verdâtre, blanc et plus foncé sur les bords. Les couleurs du premier et du second étaient très vives ; celles du troisième, visibles seulement par intervalles, étaient très faibles, et le quatrième n'offrait qu'une légère teinte de vert... Le cercle n° 4, auquel Scoresby assigne un diamètre de quarante degrés environ, paraît être fort rare; toujours est-il que je ne l'ai vu que deux ou trois fois dans les Alpes, peut-être parce que les nuages étaient trop petits. »

M. Achille Cazin, un des savants envoyés en 1874 par l'Académie des sciences à l'île Saint -Paul pour observer le passage de Vénus sur le soleil, signale un phénomène lumineux de l'air qui est assez fréquent dans les montagnes. Au coucher du soleil , l'ombre des cimes se projette sur le ciel comme sur un écran, et dessine leurs formes. Pour que cela ait lieu, il faut que l'atmosphère contienne des particules aqueuses en suspension , sans doute trop rares pour prendre l'aspect des brumes ou des nuages. M. Cazin a vu cet effet dans son ascension au volcan delà Réunion. Le cône actif se dessinait très nettement dans la partie est du ciel; l'observateur était à 2,500 mètres de hauteur.

Les pitons isolés doivent reproduire le même phénomène fréquemment; peut-être la proximité de la mer est-elle favorable, parce qu'il y a dans l'air des particules flottantes venant de l'eau.

On confond souvent, sous les noms de couronnes et de halos, deux genres de météores lumineux auxquels le soleil et la lune peuvent également donner naissance, mais qui n'ont du reste ni la même cause ni les mêmes apparences.

Les couronnes sont dues à une modification de la lumière solaire ou lunaire transmise à travers les vapeurs vésiculaires, et ne se montrent que lorsque ces vapeurs sont interposées entre le soleil ou la lune et l'observateur. Celui-ci remarque alors autour de l'astre deux ou trois anneaux concentriques colorés en rouge sur leur bord extérieur, et en violet sur leur circonférence intérieure. L'éclat de la lumière diurne fait qu'on ne les aperçoit guère autour du soleil , tandis que les couronnes lunaires se voient très souvent. C'est un phénomène de diffraction, et non de réfraction. Les couronnes, d'après MM. Becquerel, sont fréquentes quand des lambeaux de cumulus passent devant la lune. On ne distingue les couronnes solaires qu'en regardant le ciel auprès de cet astre à l'aide d'un verre noirci ; elles semblent alors très brillantes. ■ Le phénomène des halos est si complexe, qu'il est difficile, non seulement de l'expliquer, mais même de le décrire. Les physiciens sont d'accord aujourd'hui pour l'attribuer à une réfraction produite par les myriades de petites aiguilles de glace prismatiques dont se composent certains nuages très élevés, tels que les cirrus et les cirro-stratii3. Les halos consistent en des cercles et fragments de cercles colorés, qui se forment en avant du soleil ou de la lune. Deux ou trois de ces cercles sont concentriques à l'astre qui les produit; ils ont le rouge en dedans, et le violet en dehors. Rarement on les voit ensemble.

Les modifications atmosphériques qui donnent naissance ô ces cercles concentriques peuvent également engendrer un cercle blanc parallèle à l'horizon et dont la circonférence passe par l'astre éclairant. On observe aussi, dans certains cas, une autre bande blanche verticale, qui , coupant le cercle horizontal, forme une croix encadrée dans le halo, et parfois s'y termine. C'est sur ces bandes blanches qu'apparaissent les images du soleil ou de la lune appelées parhélies (irapot , auprès; '^Xtoç, soleil) et parasélènes (irapâ, auprès; aùr^ , lune). Ces apparences colorées sont placées près des intersections du cercle parhélique et du halo, mais un peu plus éloignées du centre lumineux, et l'éloignement augmente à mesure que l'astre est plus élevé sur l'horizon. Les parhélies sont colorés comme les halos, et ont souvent un prolongement en forme de queue sur le cercle parhélique où ils se trouvent. On peut voir aussi une image de l'astre à l'opposite de celuici, au second point de croisement des cercles parhéliques supposés tous deux prolongés. (Becquerel.)

Le capitaine Back a observé un halo lunaire de vingt -deux degrés avec une croix blanche au milieu terminée au halo, puis quatre parasélènes aux extrémités des branches de la croix. Enfin, indépendamment des halos proprement dits ou cercles concentriques à l'astre, des cercles parhéliques et paraséléniques, des parhélies et des parasélènes

on voit quelquefois des cercles tangents aux halos, et des portions darcs ehptiques très compliqués. On peut donc, en résumé, distinguer dans les halos trois sortes d'apparences : les halos proprement dits ou cercles concentriques ; les cercles blancs passant par l'astre et sur lesquels se montrent les parhélies et les parasélènes; et les cercles tangents.

Lumière zodiacale.

Au delà de ces météores, fugitifs comme les vapeurs qui les produisent, pâles et changeants reflets de la clarté des astres, on Zt o se^r surtout dans le voisinage de l'équateur, un phénomène q'ui pa. la période de ses apparitions aussi bien que par son caractère grandiose n'est comparable qu'aux aurores polaires. De mêm que ce ta -ci illuminent les longues nuits des zones glaciales, de même" b 1 lant météore dont je veux parler éclaire, d'une lumière toutefoi pu douce, les nuits uniformes des tropiques. On lui a donné le nom de lumrere zodiacale, parce qu'il est toujours compris dans la zone

m LES PHÉNOMÈNES DE L'AIR

d'environ vingt degrés de largeur, autrefois appelée zodiaque , dont l'écliplique occupe le milieu , et dans laquelle sont comprises les douze constellations ou signes qui correspondent aux divisions de l'année.

La lumière zodiacale fut signalée pour la première fois à l'attention des savants par Kepler. Children, chapelain du duc de Somerset, la décrivait vers 1661 dans sa Britannia Baconica. Mais ce ne fut qu'en 1683 qu'elle fut étudiée avec soin par Dominique Cassini. Depuis lors on a constaté que ce n'est point, comme on l'avait pu croire d'abord, une apparition accidentelle; qu'elle a existé de tout temps, et qu'elle présente toute la régularité d'un corps céleste accomplissant sa révolution périodique. Si tant de siècles se sont écoulés sans qu'on l'ait remarquée, il faut l'attribuer à ce que dans nos climats elle est rarement visible , et à ce que les astronomes qui l'avaient vue avant Kepler, Children et Cassini, l'avaient prise soit pour une comète, soit pour un reflet de la lumière solaire, soit pour tout autre météore indéterminé. Ces erreurs ne sont plus possibles depuis que les voyageurs européens ont pu observer avec suite, pendant des mois et des années, le ciel de la zone équinoxiale ,. où elle se montre dans tout son éclat, avec ses phases normales de croissance et de décroissance. Mais qu'est-ce que cette lumière? Elle a été l'objet de bien des hypothèses, qu'il serait superflu de reproduire. Les dernières recherches l'ont exclue du domaine de la météorologie proprement dite, pour la rattacher à la constitution astronomique de notre système planétaire, et il ne reste plus désormais que deux opinions en présence. L'une, émise par Kepler et soutenue depuis parLaplace, John Herschell et Biot, fait de la lumière zodiacale une nébulosité appartenant à cette atmosphère solaire très diffuse qui, suivant les calculs de M. Enke, s'oppose au mouvement des comètes. L'autre la considère comme émise par un anneau lenticulaire propre à notre planète et analogue à celui qui entoure Saturne. Cette dernière hypothèse est adoptée aujourd'hui par la plupart des astronomes. Les observations de MM. Huiss et Jones lui donnent un très haut degré de probabilité.

Quoi qu'il en soit, la lumière zodiacale, à peine visible de temps a autre dans nos climats, où elle n'apparaît que comme une lueur blanchâtre et diffuse, constitue sous les tropiques une nébulosité très distincte, ayant la forme d'une pyramide ou plutôt d'un segment lenticulaire. Elle est légèrement inclinée sur l'horizon , et se montre immédiatement avant le lever et après le coucher du soleil , au point même où celui-ci va apparaître ou vient de disparaître. Son éclat égale ou surpasse celui de la voie lactée. « Quiconque, dit Humboldt, aura passé des années entières dans la zone des palmiers , conservera toute sa vie un doux souvenir de cette pyramide de lumière qui éclaire une partie

LES PHÉNOMÈNES DE L'AIR m

des nuits toujours égales des tropiques. Il m 'est arrivé de la voir aussi bnllante que la voie lactée dans le Sagittaire, non pas seulement sur les mes des Andes, à ces hauteurs de trois à quatre mille m è*e u 1 air es s, pur et si rare , mais aussi dans les immenses pra le Venezuela et au bord de la mer, sous le ciel toujours se rem S Cumana. Quelquefois pourtant un petit nuage se projette sur la ,niè e

£ïï*£ïï e d ' une T nière pittore ^ e sui ]e fo - d '-"--

du ciel. Alors le phénomène devient d'une grande beauté ,,

Bien que cette nébulosité soit certainement extérieure à l'envelopne gazeuse de notre globe, tout porte à croire qu'elle exerce sur cet t enveloppe et sur la terre elle-même une influence qui, si elle se v" i

iait, expliquera peut-être certaines anomalies apparentes dans le cours des saisons et dans la distribution des températures