DE LÀ PRODIGIEUSE TENSION ÉLECTRIQUE DES NUAGES

ET DE l'atmosphère.

iOi. Maintenant, nous allons demander à l'observation seule ce qui ne peut pas être reproduit par rexpérience ; nous allons montrer que les nuages opaques ou transparens, et que l'atmosphère peuvent acquérir la prodigieuse tension électrique nécessaire à la violence des effets connus de ce météore; nous insisterons principalement sur les deux sortes de tension électrique, méconnnes jusqu'alors , . que possèdent les nuages, et nous démontrerons que c'est dé cette double tension que ressortent une foule de phénomènes qu'on n'a pu comprendre parce qu'on n'a pas su reconnaître cette double puissance.

102, Dans les régions inférieures, trois causes rendent l'air trop conducteur pour qu'il puisse garder une tension électrique considérable. La première est une cause puissante de neutralisation, toujours active, toujours présente ; c'est la proximité du sol ^ d'un corps plus ou moins conducteur , qui se charge par influence d'une électricité contraire à celle de l'air et qui réagit conséquemment par son attraction pour la neutraliser. Cette proximité est un obstacle permanent à la conservation d'une tension un peu notable dans les zones inférieures. Cette cause, dont on ne tient pas assez compte, est certainement celle qui s'oppose le plus puissamment à l'accumulation électrique près de la surface du globe.

103. La seconde cause est la quantité de molécules d'eau à l'état de vapeur que contiennent les mêmes couches in* férieures ; ce n'est pas de l'humidité percevable à nps hyr

90 OBSERVATIONS BT BÏBGHERGHES EXPÉRIMENTALES

gromètres qu'il s'agit , mais du rapprochement des molécules d'eau par la pression atmosphérique. On sait que ce n'est pas seulement en raison de Thumidité libre que l'écoulement électrique s'opère , que ce n'est pas en raison du degré de l'hygromètre, que la tension diminue, mais en raison de la quantité d'eau contenue dans l'atmosphère , quel que soit le degré marqué par l'hygromètre. C'est pourquoi la tension électrique est toujours moindre pendant les chaleurs de l'été que pendant les gelées de Thiver , quoique rbygromètre reste constamment moins élevé dans le premier cas que dans le second ; c'est que pendant les temps' chauds , Fair ayant une plus grande capacité pour la vapeur, en contient une quantité latente plus considérable, non percevable aux instrumens. C'est donc de la quantité absolue de vapeur, latente ou libre , de l'atmosphère , que dépend sa plus grande conductibilité , et c'est par cette même causie que les zones inférieures, contenant des molé-^ cules aqueuses plus rapprochées , sont plus conductrices que les zones supérieures.

104. La troisième cause est l'abaissement de la température dans les zones élevées , qui contiennent dès-lors moins de molécules d'eau dans un espace donné. Ainsi , éloignement d'un corps conducteur , diminution dans la quantité absolue des vapeurs , et température basse, voilà trois grandes causes de conservation de l'électricité statique, de celle qui témoigne sa présence par des attractions pu des répulsions à distance et dont l'écoulement produit ces météores ignés connus sous le nom de foudre , feu de Saint-Ëlme, feu follet, bolides, etc., etc.

106. La grande tension électrique des zones supérieures a été constatée par les voyageurs observateurs les plus célèbres. 11 faut lire le voyage de de Saussure sur les Alpes, et celui de M. de Humboldtaux régions équinoxiales , pour juger de la grande différence <[u'il y a entre l'état éleaiique des lieu élevés et celui des lieux bas. Ces ii^

fiUR LB8 TROMBES. 9i

lustres voyageurs ont trouvé partout des signes électriques très-proDODcés ; les boules de Télectroscope allaient souvent frapper les armatures , et cependant, la première cause de diminution , celle qui agit avec le plus de force et de la manière la plus incessante , la proximité du sol , les suivait partout. Leurs instrumens n^étaient jamais élevés à plus de deux mètres de la terre , ils subissaient son action sur les montagnes comme dans les vallons; la température elle même , prise à une égale hauteur, est plus élevée près du sol que loin de tout abri. Il n'y avait d'entière que la troisième cause , celle de la diminution de pression , amenant après elle une diminution dans la quantité absolue des vapeurs , et la seconde pour une certaine quantité qui est très-variable selon Torientation. Isolées de la terre, éloignées de son influence , les zones élevées de Tatmo^ sphère peuvent se charger d'une quantité prodigieuse d'électricité , quantité dont nous n'avons que des idées fort incomplètes , d'après nos expériences faites terre à terre. i06. Cette tension si puissante des zones supérieures ne se déduit pas seulement des nues orageuses , mais encore des résultats qu'on peut mesurer , et des pluies étincelantes qu'on a observées. J'ai reçu quelquefois dans un vase isolé , attenant à un électroscope , de ces larges gouttes de pluie qui n' apparaissent que dans les temps orageux ^ et j'ai vu souvent qu'une seule de ces gouttes suffisait pour projeter les feuilles d'or contre les armatures. D'une autre part , les relations scientifiques nous ont conservé les preur ves de la haute tension que peuvent posséder ces mêmes gouttes de pluie. Toaido rapporte dans son Esêai météo^ fologique^ page 274, que, le 22 septembre 1773, il tomba dans la Gothie orientale , dans un district qu'on nomme Skara , une pluie des plus abondantes , à laquelle succéda me chaleur accablante qui dura jusqu'à six heures du soir ; il re<x>nimença alors à pleuvoir , mais d'une .manière fort

singulière , puisque chaque goulte de pluie jetait du feu en tombant sur la terre. Perraut rapporte, diaprés Krantz {EssaU de Physique , tom. 4) , qu'il tomba en 1305 , qui fiit une année froide , une grêle enflammée.

107. Le 3 mai 1768, M. Pasumot , surpris par un orage vers sept heures du soir, étant sur une hauteur près la Canche, reçut la pluie qui tombait à flots ; ayant incliné la tête pour décharger son chapeau de Peau qu'il retenait , cette eau rencontra dans sa chute celle qui tombait du ciel et leur choc donna une étincelle électrique. (Jour, Phj-s,^ Roz. 1774 , t. 3 , 256. On sait aussi que de Saussure étant sur les montagnes du Valais avec quelques amis, ils furent électrisés de manières différentes , de telle sorte qu'ils tirèrent des étincelles en approchant les doigts les uns des autres. (Acad. Se. 1773. Jour. Phys.^ Roz. 1773, t.2, 271.)

108. « Le 10 juin 1830, le colonel Macerone était à bord d'un vaisseau, à 50 lieues d'Alger; il aperçut vers dix heures du soir, par un temps chargé de nuages électriques, une suite d'éclairs très- vifs à l'horizon du côté d'Alger. Des sillons de lumière tombaient verticalement dans la mer , à un mille environ du vaisseau. Tout à coup , à moins de 50 mètres du bâtiment, les sillons lumineux s'enfoncèrent jusqu'à une profondeur qui les faisait perdre de vue. Ces éclairs paraissaient occuper un espace d'un mille carré et se répétaient de seconde en seconde ; ils durèrent encore quelques minutes après la cessation des éclairs atmosphériques. Le mouvement des nuages ayant amené quelques lambeaux de ceux-ci au dessus de l'électricité sous-marine / il se fit aussitôt une suite de violentes décharges , qui précipitèrent des torrens de pluie , et mirent fin au phénomène. » {Elem. de Géog. Ph. et de Météor.^ de M. Lecoq , p. 468, éd. 1836. )

Cette observation est d'autant plus intéressante , qu'elle 4gnale de violentes décharges électriques entre la mer et

SUR LCâ TftOMBBd. 03

lés nuages opaques , succéder aux décbarges semblables entre la mer et les%vapeurs transparentes répandues dans Tatmosphère. Elle est de plus précieuse en ce qu'elle fait connaître Fimmense quantité d*éleciricité que les vapeurs peuvent garder dans l*un ou Tautre de ces états , c'est-àdire soit à rétat de transparence ou comme on le dit à Tétat de vapeur élastique , soit à celui de vapeur opaque ou vésiculaire.

409. Dom Halley, prieur des Bénédictins de Lessay, proche Goutances , a écrit à M. de Maizan , que le 3 juiD (1731) sur le soir , le jour suivant au matin et le même jour au soir , il y avait eu à Lessay des tonnerres extraordinaires. Tout le ciel était en feu depuis Thorizon jusqu'au zénith; on voyait, ainsi que dans un feu d'artifice, le jeu d'une infinité de fusées volantes; il tombait de toutes parts comme des gouttes de métal fondu et embrasé , et le spectacle eût été charmant sans la violence des coups de tonnerre , qui causaient de Tefiroi aux plus hardis. Les édifices en étaient ébranlés , quelques uns furent réduits en cendres, et des bestiaux tués. Cependant la pluie ne fut pas des plus abondantes ; au contraire , la sécheresse , dont on se plaignait, continua toujours. (Hi9i. do. Se. 1731, p. 19.) 110. Enfin , nous terminerons par le fait suivant : « Au château de Duino , situé dans le Frioul , au bord de la mer Adriatique , il y a de temps immémorial sur un des bastions de la place , une pique plantée verticalement la pointe en haut : quand le temps menace d'orage , la sentinelle qui monte la garde à cet endroit présente au fer de cette pique celui d'une hallebarde , qu'on l|isse toujours là pour cette -épreuve , et si le fer de la pique étincelle beaucoup à l'approche de celui de la hallebarde , ou qu'il jeté par sa pointe une petite gerbe lumineuse , alors il sonne une petite cloche qui est auprès , pour avertir les gens de la campagne et les pécheurs qu'ils sont menacés

d4 OJ^SBEVATIÛNS ST ftEGHfikCHËS fiXPÉBlMBNtAlÈ^

d'orage , et sur cet avis , tout le monde rentre. ( Traiii de Météorologie du?. Cotte, p. 71. Paris, impr. roy., 1774).

111. Nous avons à considérer maintenant la disposition intérieure des particules de vapeur dans les nuages i pour comprendre comment ils peuvent contenir une aussi grande quantité d'électricité , et comment cette électricité ne se neutralise pas par une seule explosion , ou au moins par un petit nombre d'explosions; comment les charges d'électricité peuvent se reproduire aussi nombreuses et aussi rapprochées qu'on le voit dans les orages. Il est cependant une question de constitution intérieure que nous n'aborderons pas à présent , parce qu*elle tient au travail subsé* qnent que nous publierons ; qu'elle demande des expérien* ces que nous n'avons pas encore faites , et qu'elle est tout** à-fait indifférente à la solution de nos recherches actuelles. La question à laquelle nous faisons allusion , est celle de la forme intégrante des particules de vapeur, lorsqu'elles passent de la transparence à l'opacité ; elle consiste à rechercher quelle est la forme qu'elle prend alors , et s'il est vrai que ce soit celle de vésicules, comme de Saussure l'a dit. Nous remettons à un autre temps cette question, qui ne se rattache pas directement à ce travail.

112. Un nuage n'est point un corps proprement dit , tel qu'on Fentend ordinairement par ce nK)t , ce n'est point un tout dont les particules soient solidaires comme celles des corps solides, ou même celles des liquides, par leur adhérence et leur proximité. Peu liées entre elles , les particules des nuages se prêtent difficilement à la propagation de l'électricitf ; les espaces qui les séparent , maintiennent leur isolement et leur indépendance , et ce n'est que lors de leur condensation par une cause quelconque , que leurs masses se rapprochent quelque peu des corps ordinaires et se prêtent plus facilement aux échanges électriques. Cette indépendance des particules de vapeur peut exister

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à des degrés fort divers , et passer de Fisolement complet à une densité semblable à celle d*une demi-liquidité, comme on le voit dans la portion inférieure de certaines trombes. L'électricité , provenant dç Tévaporation , forme autour de chaque particule une sphère d'action qui est plus ou moins stable , siflyant leur degré d'isolement. Si ces particules sont éloignées les unes des autres^ si elles ont conservé une grande indépendance , si elles ne se sont pas groupées en parties plus considérables , elles gardent cba^^ cune toute leur énergie électrique , toute la tension qu'elles ont acquise , et la masse de vapeur agira avec une puissance d'action proportionnelle à la somme de ces forces partielles sans qu'il y ait de décharges notables. Elle «e produira que des effets d'électricité statique , ceux d'attraction ou de répulsion , et ceux de simple rayonnement.

113. Si i au contraire , les particules de vapeur sont assez rapprochées pour que leurs sphères électriques se pénètrent profondément *, si la répulsion de toutes ces sphères électriques agit plus fortement que le lien qui les unit à la vapeur, toutes les particules intérieures perdront une portion de leur électricité au profit des particules extrêmes ; il se formera alors autour de la ma^se nuageuse , une cou* che d'électricité libre , comme il s Vu forme autour de nos conducteurs ordinaires. Le nuage ou masse de vapeur aura , par conséquent , deux ordres de tension : la tension de l'électricité libre à la surface , et celle de l'électricité conservée autour de chacune des molécules de vapeur.

114. Le nuage agit au moyen de ces deux tensions , et il se développe sur les corps voisins une électricité contraire à l'état libre. Les deux électricités libres , s'atiirant réciproquement , se précipitent l'une vers l'autre et produisent une explosion par leur neutralisation. L'électricité particulaire, celle qui forme les sphères des molécules isoléesi 86 {)eiit faire partie de ces écbaoges instantanés » puisqu'elle

dB OBSEHVATIONS fit ncOÛERCBEâ BXPÈRIHBNTAIBS

n'est point à ia surface , qu'elle est restée coërcée autour de chaque particule et n*a point quitté Tintérieur du nuage. Ainsi conservée , elle continue d'agir par sa tension sur les corps terrestres et d'y retenir à la surfoce une électricité contraire à l'état libre. Il suit de ce double état , de celte double tension électrique , qu'il y a deux actions de même nature , mais distinctes , dont Tune produit une décharge ignée , accompagnée de ses effets ordinaires , et l'autre , une tension puissante d'attraction , qui peut aller jusqu'à l'enlèvement et le transport des objets.

115. Dans l'étude des phénomènes météorologiques , il ne fout jamais oublier que les deux tensions électriques existent séparées, l'une libre autour des nuages, c'est celle qui produit les décharges ignées ; Tautre , retenue autour des particules et qui n'agit que par des effets statiques d'attraction ou de répulsion. C'est la tension libre à la périphérie qui domine dans les orages ordinaires et qui s'éteint dans les explosions ; c'est la tension particulaire qui domine dans les nuages trombiques et qui se manifeste par les puissantes attractions ou répulsions qui dévastent tout ce qui les entoure et qui ne s'éteint que par un rayonne-

' ment continu , par une suite de petites décharges entre les particules de vapeur, ou entre les petits groupes de ces particules et non par des décharges de masses à la surface. Entre ces deux extrêmes, on trouve dans les orages ordinaires et dans ceux accompagnés de trombes , tous les in* termédiaires possibles sans laisser aucun vide.

116. On a quelquefois soulevé une question d'une haute importance, qui mérite d'être traitée sérieusement; c'est celle desavoir si l'air est pour quelque chose dans la cension électrique de l'atmosphère , ou si les vapeurs qui y sont dissoutes y concourent seules. Déjà le père Beccaria a envisagé cette question dans son Traité d'électricité et dans HS Lettres sur Véleotricité atmosphérique ; il pense que la

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teDsioQ électrique croît avec le nombre des particules de Tapeur, jusqu^à ce que leur nombre, rendant Vair trop conducteur^ la perte égalant Taug^mentation , la tension reste alors stationnaire ; puis enfin , si la vapeur continue d'augmenter, la perte l'emporte sur Taccroissement électrique , et la tension diminue. Nous partageons en partie l'opinion de ce célèbre physicien , sur laquelle nous reviendrons ailleurs ; nous en développerons les conséquences, et nous les mettrons en présence de tous ces bolides , qui laissent après eux une vapeur légère qui se dissipe lentement. Nous dirons aussi comment les particules de vapeur, libres et électrisées de la même manière , forment cependant des masses limitées, au lieu de se répandre uniformément par leur répulsion mutuelle.