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Janvier . .

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Février . .

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Avril . . .

Mai. . . .

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Septembre .

Octobre . .

Novembre. .

Décembre. .

AhnIe . .

Ce tableau montre que la température du mois d'octobre et celle de la fia d'avril ireprésentent assez bien en Belgique la température moyenne de l'année. En employant les méthodes d'interpolation, on trouve plus exactement, d'après le tableau précédent,

tFOQDU DE Ll TEVtlATDlB. FODB BirXELLU ET XAESTBtCBT. OI8UTAT0IIB, 1833 — 16.

Maximum 15,6 juillet 14,4 juillet.

Mîaimum 12,9 jaDvier 12,0 janvier.

Moyenne en avril . . . 17,8 avril 2B,8 avril.

-- en octobre . . 14,0 octobre 18,6 octobre.

DECXIEME PARTIE.

1. Résultais généraux des observations des variations diurne et annuelle de la température de la terre, faites jusqu'à ce jour.

Il existe bien peu d'observations suivies sur la température de la terre  diverses profondeurs; et celles que nous avons, ne présentent peut-être pas toutes les garanties désirables, comme nous le verrons plus loin. Les physiciens qui se sont occupés de ces sortes de recherches , ont en général adopté le même mode d'observation, qui consiste à suivre la marche de thermomètres dont les boules plongent en terre à des profondeurs plus ou moins grandes, et dont les tubes sont assez longs pour que l'échelle des degrés se trouve placée au-dessus de la surface du sol. Mais je ne sache pas qu'aucun de ces observateurs, de ceux du moins qui ont publié leurs observations , aient eu égard  la différence des températures que devait nécessairement

prendre le thermomètre à ses deux extrémités, ce qui exigeait une correction d'autant plus grande que la capacité de la boule était . moindre par rapport à celle du tube.

Je ne pense pas qu'on ait d'obserrations directes, faîtes dans le but de déterminer la couche où vont s'éteindre les variation» diurnes du thermomètre. M. Muncke s'est occupé accidentellement de cette question '. Au moyen de trois thermomètres dont les boules étaient placées en terre à des profondeurs de 1,6; 3 et 5 pieds, il a trouvé, près de Heidelberg, les résultats suivans :

1° L'influence des variations diurnes de la température extérieure, s'est fait sentir jusqu'à la profondeur de 1 , 5 pieds, et n'a plus été sensible à 3 pieds au-dessous du sol.

2° Les influences mensuelles disparaissent à la profondeur de 5 pieds.

3° £n soumettant les observations au calcul, les influences des variations annuelles doivent s'éteindre à 30 pieds de profondeur '.

Si la théorie était d'accord avec l'expérience, on déduirftit facilement la profondeur à laquelle les variations diurnes du thermomètre doivent s'éteindre, par l'observation des températures annuelles à différentes profondeurs, observation qui est plus facile et moins sujette à des anomalies que celle des variations diurnes.

Pour mieux faire comprendre nos idées, nous entrerons d'abord dans quelques détails au sujet du calcul des variations annuelles.

' Dictionnaire de Gekler, Utmt III, page 988.

> Nous ne voyons pas bien comment l'auteur a déduit ce résultat de ses observations. Il semble , d'après la théorie , qu'il faudrait lire 60 pieds , s'il est Trai que la variation diurne ne s'éteiat qu'à S pieds de profondeur. M. Maurice de Genftve a fait aussi des observations sur les variations du thermomètre entre la surface de la terre et 8 pieds de profondeur. Il en est parlé dans la BibliolhiqueHniverêeSe,y6\.^ , n»4, anVI ( 1798); maisje ne connais pas les résultaU généraux auxquels ce savant est parvenu. M. de Saussure dans ses Foyagei dan» le» Alpet, tome III , a également fixé son attention sur les températures terrestres. Enfin nous devons citer encore les observations queM.W. Hamilton a présentées ^l'académie royale d'Irlande, en 1788; M, Cordier a fait aussi des recherches intéressantes sur la chaleur terrestre , mais non dans la vue de déterminer les élémcns qui nous occupent ici ; c'est par ce motif que nous avons dA les passer sous silence de même que celle» de MM, Kupffer, Fox,DelaftiveetMarcet, etc.

D'après Tanalyse , Texcès de la température la plus élevée sur la température la plus basse , pendant le cours d'une année , devient d'autant moindre qu'on pénètre plus avant au-dessous du sol, et les différences observées dans les couches successives , décroissent en progression géométrique pendant qu'on descend en progression arithmétique. SI Ton représente par Ap, à la profondeur |> , la différence entre la température annuelle la plus élevée et la température la plus basse, on aura

log. Ap = A + Bp («).

A et B sont des valeurs constantes, que l'observation fait connaître. Il suffirait donc d'avoir observé avec soin les variations annuelles de deux thermomètres, placés à des profondeurs inégales, pour que la formule («} fût complètement déterminée.

Si la formule précédente se vérifiait dans toute son étendue, A serait évidemment le logarithme de la différence des deux températures maximum et minimum observées à la surface de la' terre , puisqu'on y aurait p=o. Quant à B qui est généralement négatif, on aurait B = — - pour la couche où la différence des températures extrêmes de l'année n'est plus que d'un degré, puisque log. A^, y serait nul.

Une autre conséquence de cette formule > si elle se vérifiait rigonreusement, c'est qu'il n'y aurait pas de couche invariable ,* mais on peut considérer comme telle, la couche oji les variations annuelles ne tombent plus que sur la deuxième ou troisième décimale du chiffre qui indique la température centigrade moyenne de l'année. Or, en déterminant jp sous la condition que la différence A^ des températures maximum et minimum ne soit plus que d'un centième de degré, on aura

log- Ap = log- O-OI = — 2, et — S = A + Bp/

d'où l'on déduit

f ÏT ('')•

Or , quand on a déterminé ainsi la profondeur où les températures

annuelles n'éprouvent plus de Tariations sensibles, on en déduit facilement celle où les Tariations diurnes cessent également de se manifester ; car nous avons déjà th que les profoudeurs de ces couches sont comme les racines carrées des durées des périodes pendant lesquelles les variations s'accomplissent, et que par suite Tune est k peu près 19 fois plus rapprochée du sol que l'autre.

U résulte encore des recherches analytiques faites sur les températures terrestres que :

1'^ Chaque point parvient soit à son mammum de chaleur, soit à la température moyenne, à une époque qui dépend de sa distance à la surface de la terre. Si l'on suivait cette température moyenne depuis l'instant où elle affecte un point donné de l'intérieur du globe, en passant avec elle dans les points inférieurs, ou parcourrait la verticale d'un mouvement uniforme '.

2° La différence de la température actuelle à la température moyenne augmente proportionnellement au sinus du temps écoulé depuis l'instant où cette température moyenne avait lieu '.

La formule qui détermine la température de la terre en fonction de la profondeur, est simple dans la pratique, mais ses constantes dépendent d'un grand nombre d'élémens qu'il sera bon de connaître. Voici comment elle est présentée dans la Théorie mathématique de la chaleur de M. Poisson, page 497,

H =-! --— (ir un. fi un. y — 3«Q)e "

H est l'excès du mammum sur le minimum que nous avons représenté par Ap, et l'on voit, de plus, que nos constantes ont pour valeurs

A ^ log. -— ■ ( J T sin. fi MO. y — 2 « Q )

B ^ loge.

' Théorie du mouvement de la chalew, par ¥ouneT,iMge\6ê. ^ Même ouvrage, page 167.

or , y est l'obliquité de Técliptique, \i. la latitude du lieu,

n le rapport de la circonférence au diamètre , « Texcentricité de l'orbite terrestre;

A une température constante, proportionnelle à l'intensité de la chaleur solaire, telle qu'elle est à la distance moyenne de la terre au soleil , et après avoir traversé l'atmosphère pour arriver au lieu d'observation.

a= \/\y c étant la chaleur spécifique de la terre, et A sa couductibilité.

f> — j>p étant une quantité positive , dépendante de la surface au point d'observation, et qui varierait avec les températures, si elles étaient élevées ; D' = 6* -h — - — ■+■ H , où » est la longitude du périgée.

Ainsi, dans notre formule («), la constante À, qui exprime le logarithme de la différence des températures maximum et minimum de l'année à la surface du sol , dépend à la fois de la latitude du lieu , de la chaleur spécifique et de la conductibilité du sol, en faisant abstraction des élémens astronomiques qui seraient les mêmes pour les divers points du globe. La seconde constante B ne varie qu'avec la conductibilité et la chaleur spécifique du lieu d'observation ; et il est facile de voir qu'elle est, dans les difiérens lieux de la terre, comme la racine carrée du rapport de la chaleur spécifique à la conductibîUté.

Nous allons passer maintenant à la discussion des observations des températures terrestres que nous connaissons, et nous examinerons jusqu'à quel point elles s'accordent avec les résultats de la théorie.

Le plus ancien observateur connu qui se soit occupé, d'une manière suivie, des températures de la terre, est le marchand Ott de Zurich , qui , à partir de 1 762 , continua ses recherches pendant quatre années et demie , avec 7 thermomètres placés à diverses profondeurs. Le tableau suivant contient les moyennes des résultats observés ; on n'y trouvera que les variations annuelles du thermomètre }

il ne pandt pas que Fauteur se soit occupé des variations diurnes. Nous devons du reste regretter ici plusieurs élémens iraportans. l^' On n^a pas eu égard à la correction que nous avons signalée et qui provient de ce que généralement le liquide contenu dans le tube du thermomètre, n'a pas la même température que celui de la boule. 2*> Il n^est pas dit si le sol au-dessous duquel étaient les thermomètres, se trouvait ou non sous l'action directe du soleil. 3° On a aussi omis de dire si les températures ont été observées à une certaine heure du jour» ou si elles sont les moyennes de plusieurs observations successives faites pendant le jour.

Rétuîtats moment des obtervationa faites à Zurich par Ott , et continuées pendant quatre ans et demi, à partir de 176â '.

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