THÉORIE

La hauteur à laquelle atteint le calme dans les tempêtes est facile à définir. Cette hauteur est celle où le ciel est serein, au-dessus des cumulus et des cirrus, et où l'on aperçoit les étoiles ou le ciel bleu à travers les nues. C'est donc la hauteur où cessent les der-

- lOo —

niers nuages, hauteur variable qui va de loooo™ à 12000" près de l'équateur et qui s'abaisse progressivement à 6000™ ou 5ooo™ et plus bas encore dans les contrées froides. De là vient l'air pur qui descend dans Tentonnoir du cyclone, appelé par la force centrifuge due à la giration. Cet air est isolé par les spires descendantes d'un autre air troublé par les nuages glacés condenseurs de la grêle et des averses.

La principale différence des trombes et des cyclones consiste en ce que les cyclones ont leur origine dans les hautes régions où se montrent les cirrus, tandis que les trombes naissent dans les régions bien plus basses à 2000™ ou 3ooo™ d'altitude, au-dessous desquelles se trouvent les cumulus et les nimbus. Mais il est une autre différence de même importance : c'est que les trombes ou tornados restent au-dessus du sol, sans jamais le toucher, si ce n'est par l'espèce de trompe qu'elles lancent vers lui, tandis que les cyclones vont jusqu'au sol lui-même. Néanmoins, l'identité des mouvements de giration et de translation montre bien que les cyclones sont descendants comme les tornados ou les trombes; la supériorité de la giration dans ces derniers, à la surface du sol, tient tout simplement à la forme tronconique de leurs appendices où les girations s'accélèrent à mesure qu'ils se rétrécissent.

Translation.

Il s'agit maintenant de montrer que les lois des tempêtes que l'on a trouvées par l'observation sont d'accord avec cette constitution des cyclones; nous commencerons d'abord par la translation dans les deux hémisphères.

Celte translation se relie, comme on l'a vu dès le début de cette deuxième Partie sur les cyclones, à la figure de la Terre, par quelque loi dont la j^^. i5 nous révèle la constance au premier coup d'œil. D'après ce dessin, les courants élevés où les cyclones prennent leur origine et leur puissance mécanique, dues principalement à la chute verticale bien plus grande à l'origine que dans le reste de leur parcours, et dont la projection sur le sol marque la translation des tempêtes, ne vont pas directement de l'équateur

aux pôles. Ils devient loul d'abord vers l'O, puis vers le N et le NE, décrivant ainsi sur le globe terrestre des espèces de

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paraboles dont les sommets se trouvent disséminés à quelques degrés des deux limites polaires des alizés d'en bas. ÉviderAment,

ces courants supérieurs, véritables fleuves aériens, doivent faire partie des alizés d'en haut dont on affirmait Texistence sans en connaître la marche. S'il en est ainsi, X^Jig, i5 nous présentera à la fois la projection du double système des alizés et des contrealizés sur les deux hémisphères.

Si l'atmosphère était soustraite à l'action de la chaleur solaire, elle resterait en équilibre; ses couches successives s'ordonneraient suivant les surfaces de niveau et elle ferait corps, pour ainsi dire, avec le globe terrestre; du moins, elle en suivrait exactement la rotation jusque dans les couches les plus hautes. La chaleur solaire a pour eflet de troubler constamment cet équilibre, d'y introduire des mouvements d'autant plus curieux qu'ils ne détruisent pas essentiellement la stratification normale des couches atmosphériques. L'air placé au-dessus de l'hémisphère actuellement éclairé se dilate dans ses couches basses où l'opacité des poussières aériennes et surtout la vapeur d'eau absorbent une si forte part des rayons calorifiques. L'intervention de cette vapeur d'eau, qui monte verticalement de couche en couche par un procédé spécial, a même pour effet de rendre sensible la variation diurne de la température à des hauteurs où elle n'atteindrait pas si l'atmosphère était sèche. Le maximum de cette dilatation générale a lieu dans la zone torride sous les rayons verticaux du Soleil. De la sorte, le centre de gravité des couches basses monte verticalement; celles-ci soulèvent les couches supérieures rares, sèches et transparentes, par conséquent peu sensibles aux rayons solaires. Toutes ces couches successives ainsi transportées au-dessus de leurs surfaces de niveau naturelles tendent à couler d'un mouvement accéléré le long de ces surfaces vers les deux pôles dont la température reste relativement basse. Cet effet est encore augmenté par la marche propre de la vapeur d'eau dont la condensation s'opère principalement aux pôles, d'où elle revient liquide à l'équateur par une autre voie que celle de l'atmosphère, en rasant, à l'état liquide, la surface de notre globe.

Dès lors, l'atmosphère ne saurait suivre exactement la rotation diurne. Une moitié de sa masse (du 3o® degré environ de latitude australe au 35® degré de latitude boréale) reste en arrière, puisque toutes les molécules sont soulevées dans cette région et décrivent

ainsi autour de l'axe terrestre des cercles plus grands avec la vitesse linéaire d'un point de départ inférieur. Il faut y joindre le retard des couches inférieures amenées par les alizés vers la région équaloriale. Au delà des tropiques, au contraire, dans les zones

tempérées oii 1

lappe

- déversée atteint des parallèles de

plus en plus petits, l'autre moitié de l'atmosphère se trouve en avance sur la rotation. Vers les cercles polaires, celte avance dégénère en un tourbillonnement de l'O à l'E autour des deux p61es.

Fi g. iG.

Le sol, par l'inégale distribution des continents et des mers, modifie ce phénomène en rompant le mouvement d'ensemble; il y naît des inégalités qui transforment la nappe des conlre-alizés en grands courants plus ou moins isolés. Nous nous en figurons aisément l'allure en combinant la marche vers les pôles avec les deux tendances transversales opposées dont nous venons de parler. Entre les tropiques, les courants résultants s'écarleroot de l'équaleur en portant d'abord vers l'O; au delà, ils continueront à s'en écarter de plus en plus en portant vers l'E, Les deux figures ci-jointes feront mieux comprendre notre pensée.

L'une représente l'ensemble des courants supérieurs pour les deux, hémisphères en projection sur un méridien; l'autre pour l'hémisphère nord en projection sur l'équaleur. Les (lèches poinlillées marquent les contre-courants inférieurs, c'est-à-dire les alizés soufflant obhquement vers l'équateur, presque à angle droit

avec la partie torride des alizés d'en haut. On y voit aussi les lents tourbillonnements qui en résultent vers les deux pôles. Ils existent bien réellement, car les météorologistes des États-Unis les ont signalés dans ces derniers lemps sous le nom, peut-être hasardé, de cyctones polaires.

Les fleuves qui se dessinent au sein de ces grands mouvements par lesquels l'équilibre incessamment troublé tend sans cesse à se rétablir ont donc précisément l'allure que les auteurs des lois des tempêtes ont reconnue à leurs Irajectoires, tandis que les alizés des couches inférieures n'ont aucun rapport avec ces mêmes courbes. Cet accord est une preuve de plus que les cyclones doivent prendre naissance en haut et descendent jusqu'au sol en traversant des couches d'air immobiles ou mues d'une manière totalement indépendante, chose incompréhensible dans tout autre système d'explication.

Giration.

Quant au sens de la rotation des cyclones, il tient à ce que, dans ces courants fortement recourbés, la vitesse diminue transversalement de la rive concave à la rive convexe.

Cet énoncé rappelle aussitôt à l'esprit que la rotation de la Terre, estimée en chaque point de la surface autour de la verticale, présenterait justement le même caractère d'opposition sur

— noies deux hémisphères pour un observateur placé les pieds sur le sol; car, à ce compte, quand cet observateur passe du nord au sud, il prend deux positions contraires pour juger d'une même rotation; il doit donc la voir s'opérer ainsi en deux sens opposés. Il ne faudrait pourtant pas se hâter de conclure que le grand phénomène météorologique dont nous nous occupons est une conséquence directe du mouvement de rotation de la Terre. Il ne suffît pas, en effet, de considérer le sens des rotations orageuses; leur intensité doit aussi entrer en ligne de compte. Si celle-ci dépendait directement de la seule rotation terrestre, elles seraient peu sensibles près de l'équaleur et augmenteraient d'intensité vers les pôles sur l'un et l'autre hémisphère. Or, ce n'est pas ce qui a lieu : les cyclones nés à io° de l'équateur, tout en occupant un espace bien plus restreint, ont une giration tout aussi vive, bien plus vive même qu'en arrivant dans les climats tempérés. La dépendance des deux phénomènes, je veux parler de la giration des cyclones et de la rotation terrestre, n'est donc pas immédiate, et il faut un certain effort d'attention pour reconnaître le lien étroit, mais indirect, qui existe réellement entre eux.

Le phénomène tient à la figure géométrique des courants supérieurs, et c'est celle-ci qui est modifiée directement, d'une certaine manière, par la rotation de notre globe.

Dans un courant fluide où se produisent, par une cause quelconque, des inégalités de vitesse la giration va, pour un observateur faisant face au courant, du côté des petites vitesses au côté des plus grandes. Cette simple remarque conduit à la solution du problème.

Les courants supérieurs sont dus à ce que les couches élevées de l'atmosphère sont soulevées périodiquement tout autour de la zone tropicale par réchauffement de l'air inférieur bien plus apte à absorber la chaleur solaire que l'air pur et sec des très hautes régions. Si cet air, en coulant vers les pôles, suivait Ja ligne la plus courte le long d'un méridien, il n'y aurait pas d'inégalités bien sensibles de vitesse entre les diverses parties des courants, partant il n'y aurait pas de giration. Mais nous avons vu comment ces courants, déviés de cette direction naturelle par la rotation de la Terre, doivent présenter et présentent effectivement une forme parabolique dont la concavité est tournée à l'E sur les deux

hémisphères (voirlajîg, i4). Toutes les observations le prouvent, dans les pays où ces phénomènes conservent leur régularité originelle : les trajectoires des cyclones, qui reproduisent fidèlement, sous nos yeux, la marche des courants supérieurs, sont des espèces de paraboles tangentes par le sommet à quelque méridien; leur concavité est toujours et partout tournée vers TE. Or, dans de pareils courants, le chemin le plus court pour le trajet d'une molécule obéissant à la pesanteur se trouve sur le côté concave. C'est donc sur ce côté que se trouveront les plus grandes accélérations, là surtout où les avalanches de cirrus équatoriaux, tombant de leur plus grande hauteur, acquièrent leur plus grande puissance, et tendront à produire des girations énergiques même vers l'origine, à quelques degrés (une dizaine) de l'équateur. Et, comme la concavité est tournée vers TE sur les deux hémisphères, la giration a lieu par toute la Terre de l'O à l'E.

Origine des cyclones tropicaux.

Une chose curieuse et certainement embarrassante pour la théorie, c'est qu'on ignore complètement comment ces cyclones se forment. On a souvent assisté à la naissance d'une trombe ou d'un tornado, mais jamais à celle d'un cyclone. Tout ce qu'on sait c'est qu'ils se forment près de l'équateur, à 5** ou à io°, et qu'ils sont alors bien plus petits que les cyclones plus éloignés de leur origine. Et, comme les cyclones vont en s'agrandissant de plus en plus, en augmentant leur vitesse de translation et en diminuant celle de giration, au point qu'ils finissent par perdre le calme central et par se segmenter parfois ou se dissoudre, il est évident qu'il faut chercher à leur lieu d'origine, c'est-à-dire à 5° de l'équateur, et non au lieu de leur dissolution.

Un cyclone, comme un tornado, consiste en un disque tournant et marchant; mais le cj'clone a bien d'autres dimensions que la trombe.

La différence consiste surtout en ce que le plan inférieur du disque cyclonique repose sur le sol, tandis que le disque tornadique est à looo ou i5oo™ au-dessus du sol.

Ces deux sortes de mouvements tournants sont descendants,

mais le tornado ne descend que par son embouchure, c'est-à-dire par le canal qui le fait communiquer par instants avec le sol.

Ce qui produit le mouvement de descente du tornado, c'est, comme nous l'avons vu, la surcharge de l'eau en forme vésiculaire qui produit le nuage dont il est enveloppé, et qu'il rfeçoit des régions supérieures du cyclone à l'intérieur duquel il se forme. Si le tornado ne descend pas jusqu'au sol en totalité mais seulement par son embouchure, c'est que l'afflux de l'eau vésiculaire qui produit les pluies ou averses qui accompagnent le tornado se trouve interrompu après le temps fort court que dure un tornado. Mais cet afflux dure bien plus longtemps, dure des semaines entières pour les cyclones et là est, comme on va le voir, le nœud de la difficulté.

En effet, des deux plans qui comprennent le disque tournant d'un cyclone, si l'un est le sol, l'autre est énormément plus élevé et se trouve dans la région des cirrus. C'est ce qui résulte de l'existence du calme intérieur des tempêtes tropicales. Ce calme en effet marque la limite supérieure de l'ouragan par la sérénité du ciel qu'on y observe. Cette limite dépasse nécessairement les cirrus, sans quoi la sérénité du ciel n'aurait pas lieu. Ce sont les cirrus qui tombent constamment sur le disque cyclonique qui s'alourdissent par la condensation progressive de l'humidité et la formation des pluies abondantes qui caractérisent les cyclones, comme, en petit, les trombes et tornados. De là une surcharge croissante sur les couches inférieures et la chute continuelle vers le sol. A la vérité, il semble résulter de là que ce mouvement vertical doit être accompagné d'une surpression barométrique, tandis qu'en réalité c'est une dépression qu'on observe constamment. Mais il ne faut pas oublier que les mouvements de rotation si étonnamment rapides, qui se produisent en sens horizontal dans les cyclones, ont pour eff'et de diminuer la pression verticale et de remplacer la surpression par une dépression dont le centre coïncide avec le centre de giration. Nous louchons donc à la solution de notre problème : si les cyclones pèsent continuellement sur le sol, c'est que, par en haut, ils reçoivent continuellement un afflux de cirrus attirés par le gouff^re tourbillonnaire d'où émerge l'entonnoir du calme.

Si donc nous voulons remonter à l'origine d'un cyclone, il faut

le prendre avant que le plan inférieur ait atteint le sol sous la poussée incessante des cirrus qui en détermine la descente, et rechercher si, dans les météores qui apparaissent à 5° ou lo** de Téquateur, il n'y aurait pas trace d'un disque, tournant avec rapidité et marchant avec lenteur, qui aurait le caractère d'un cyclone incomplet et commençant.

Faisons remarquer tout d'abord qu'un pareil disque ne pourrait aboutir à un véritable cyclone que s'il avait, dès l'origine, le mouvement vers l'O ou l'ONO qui est essentiel aux cyclones intertropicaux (notre hémisphère), car ce serait à cette seule condition qu'il aurait le mouvement de translation nécessaire. Autrement le météore n'aurait qu'une phase très courte d'existence.

Supposons donc un cyclone à l'état rudimentaire né à 10° de distance de l'équateur. Ce sera un disque très petit par rapport aux dimensions qu'il prendra ensuite ; ce disque sera compris entre deux plans inégalement visibles dont l'inférieur sera seul nettement perçu. Dans l'éloignement où ce nuage mobile se présentera d'abord, il aura une forme ovalaire qui grandira à mesure qu'il se rapprochera du lieu de l'observateur, c'est-à-dire de son zénith. Puis, à force de s'étendre, il couvrira le ciel et, en même temps, se rapprochera de l'observateur par la base inférieure. Pour aller plus loin, il faut consulter les faits et considérer les météores qui peuvent se produire dans cet ordre d'idées, météores qui ne ressembleront complètement ni à des cyclones, ni à des trombes, mais qui n'en auront pas moins les mouvements de giration et de translation. Nous rechercherons surtout s'il ne se produit pas quelque chose de semblable aux époques où apparaissent les cyclones intertropicaux, c'est-à-dire de juin en octobre, ces cinq mois qu'on nomme, à la Havane, la saison des ouragans et dont on annonce la fin au son des cloches en signe de réjouissance.

Si nous nous reportons aux phénomènes très particuliers que les navigateurs portugais ont souvent observés non loin de l'équateur, au détroit de Malacca, par exemple, en face de l'île de Sumatra, et qu'ils ont nommés olho de boi ou œil de bœuf, ou travado, on verra qu'il suffit qu'ils se développent et tombent, pour ainsi dire, sur le sol pour aboutir à quelque chose de semblable au cyclone rudimentaire dont nous venons de parler. C'est un orage qui débute d'ordinaire, sous un ciel serein, par l'apparition d'un

— lU -

nuage à Thorizon pas plus grand que la paume de la main. Ce nuage paraîtra s'élever dans le ciel en grandissant démesurément. 11 finit par l'envahir en entier. Quand il va être mis en contact avec le sol, alors éclate une tempête épouvantable avec éclairs, tonnerres et averses diluviennes d'eau ou de grêle. En voici une courte mais frappante description que j'ai trouvée dans la Bible, 11 s'agit de l'orage qui mit fin à l'Horrible sécheresse dont la Palestine eut tant à souffrir sous le règne d'Achab (I, Rois, xvii) :

4f3 Elie dit à son serviteur : Monte maintenant (sur une cime du

mont Garmel) et regarde vers la mer. Il monta donc, regarda, et dit : Il n'y a rien.

.... Elie lui dit : Retournes-y par sept fois.

44 A la septième fois il dit : Voilà une petite nuée, grande comme

la paume de la main d'un homme, qui monte de la mer. Alors Élie lui dit : Monte, et dis à Achab : Attelle ton char et descends de peur que la pluie ne te surprenne.

4f3 Et il arriva que les cieux s'obscurcirent çà et là de nuées, accompagnées de vent, et il y eut une grande pluie.

C'était un simple travado, comme ceux qu'on rencontre si souvent sur les côtes occidentales d'Afrique. Voici des exemples :

« Le signe le plus certain de l'arrivée de ces travados, c'est l'apparit^ion soudaine d'un nuage épais qui monte au-dessus de l'horizon et qu'on distingue aisément dans ces parages où le ciel est habituellement serein et découvert. Ce nuage est nommé œil de bœuf k cause de sa petitesse; mais, malgré ce qu'il offre de peu remarquable au début, il s'étend de plus en plus; il finit par couvrir entièrement le ciel, et alors éclate une tempête épouvantable, accompagnée d'éclairs et de tonnerre. La mer furieuse est soulevée jusqu'aux nues qui en laissent retomber l'eau en averses violentes (*). La pluie tombe plutôt par seaux que par gouttes; souvent elle est mêlée de grêlons d'une grosseur surprenante. Ces vents sont si variables, ils suivent si peu la marche ordinaire qu'en moins d'une heure on les voit sauter successivement de tous les points du compas; en sorte qu'un vaisseau qui a reçu leur

(*) C'est là le vieux préjugé dont nous connaissons bien l'origine.

effort d'un côté se volt, une heure après, assailli avec la même violence sur le bord opposé — Nos gens de mer rencontrent ordinairement ces travados à partir du lo® ou 12® degré de latitude N. Ils ne sévissent pas seulement sur les côtes de Guinée, mais ils s'étendent jusqu'à la terre de Natal et même jusqu'au cap Gardafui au débouché du golfe Arabique (*). »

Voici, dans le Traité de Météorologie de M. Marié-Davy, page 892, une citation du D*" Boyle qui décrit ainsi ce phénomène si étrange :

(( L'approche du travado, à la station de Sierra-Leone, est annoncée par l'apparition d'une petite tache de couleur argentée qui, se montrant d'abord à une grande hauteur dans le ciel, s'accroît bientôt et descend vers Thorizon avec un mouvement graduel, lent, mais visible. En approchant, elle s'entoure d'un anneau noir qui s'étend dans toutes les directions et finit par s'envelopper dans une impénétrable obscurité. La vie semble alors suspendue sur terre et dans l'atmosphère; une inquiétude oppresse tous les êtres. L'esprit resterait abattu sous le coup d'une terreur anticipée s'il n'était relevé par l'éclair d'une large flamme électrique, par les grondements de la foudre qui se rapproche rapidement et dont les éclats deviennent formidables. A ce moment, un tourbillon se précipite avec une incroyable violence de la partie la plus sombre de l'horizon, enlevant les toits, brisant les arbres et désemparant les navires qu'il surprend. »

Un savant médecin de la Marine française, le D*" Borius, a décrit, dans un intéressant Ouvrage, les tornades du Sénégal {Recherches sur le climat du Sénégal; Paris, iSyS).

« La tornade, dit-il, survient le plus souvent après une journée de chaleur accablante. La brise, du SO qui dominait pendant l'hivernage a fait place à un calme dans lequel la girouette indique par instant des souffles très faibles du N au NO. Malgré cette direction des vents, à laquelle est dû un ciel complètement découvert de nuages, la partie méridionale de l'horizon s'assombrit, une petite masse nuageuse, noire, peu étendue, apparaît au S et permet de présager déjà la formation d'une tornade. Après un

(') Pièces relatives aux navigateurs anglais du xvii" siècle dans le Nautical Magazine for i848.

temps qui varie de deux à trois ou quatre heures, cette masse noire se met en mouvement et tend à se rapprocher du zénith en s'étendant de manière que le segment de la calotte céleste qu'elle couvre va en grandissant. Ce mouvement est lent; je l'ai toujours vu se faire dans une direction voisine de celle du S au N. Lorsque la masse de nimbus s'est élevée à environ 25° au-dessus de l'horizon, elle y forme un demi-cercle régulier au-dessous duquel on peut parfois apercevoir le ciel.

» Le bord de cette masse a l'apparence d'un bourrelet. Lorsque cette accumulation de nuages s'est avancée jusqu'à une distance de 45° du zénith, elle offre un aspect des plus caractéristiques. C'est un vaste cercle noir, une sorte de champignon sans pied qui serait vu de trois-quarts et par dessous; ses contours sont bien limités en avant et sur les bords, droit et gauche, mal définis en arrière dans la partie qui se confond avec l'horizon. Quelquefois cette forme, comparable à celle d'un champignon incomplètement ouvert, possède un double bourrelet, comme si une calotte sphérique plus petite en surmontait une autre. . » Parfois la marche du météore est si lente qu'il met une demiheure à atteindre le zénith; d'autres fois il s'écoule à peine cinq minutes entre le moment où les nuages commencent à se mouvoir et celui où ils arrivent au-dessus de nos têtes. Si un navire est surpris alors avec toutes ses voiles, il n'aura pas le temps de les serrer au moment où, se trouvant placé sous ce vaste tourbillon, il en ressentira les redoutables effets.

» Les nuages sont parfois, mais rarement, sillonnés de quelques éclairs; en général on n'entend pas de tonnerre. Au-dessous de la partie la plus reculée de cette masse noire, on distingue de gros nuages blancs et parfois des traînées sombres, analogues aux grains de pluie, venant alors compléter la ressemblance de la tornade avec un immense champignon dont les traînées de pluie représenteraient le pied.

» Au moment où les deux tiers du ciel se trouvent couverts, un vent d'une violence extrême se déchaîne à la surface du sol dans la direction du SE. La masse météorique, vue en dessous et de près, n'a plus alors de forme définie; la partie du ciel qui était restée découverte est promptement envahie par les nuages qui semblent se mouvoir en désordre. Cette bourrasque dure au plus

un quart d'heure pendant lequel le vent prend une direction qui passe à TE, puis au NE, au N, enfin au NO, puis au SO, avec une intensité qui va généralement en faiblissant d'abord, et qui reprend de l'énergie lorsque les vents passent au SO. Ordinairement, lorsque les vents passent au SO, un orage éclate, la pluie tombe avec une abondance extrême pendant un quart d'heure puis devient modérée, et le vent reste au S ou au SO, faible.

» Comme les cyclones, les tornades n'apparaissent que pendant une certaine période de l'année correspondant toujours au moment où le Soleil séjourne dans l'hémisphère où se trouve le lieu de l'observation. Comme les cyclones elles ont un mouvement giratoire qui, dans l'hémisphère boréal, se fait dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre. »

Ainsi donc, les tornades ou œils de bœuf, donnent naissance aux cyclones d'été ou, si l'on veut, aux ouragans. On est conduit à cette conclusion en considérant le lieu et l'époque de l'apparition de ces phénomènes qui présentent d'ailleurs les mêmes mouvements de giration et de translation, et qui diffèrent tant des tornados ou des trombes. Pour rendre justice à qui de droit, je citerai le passage suivant du Traité de Météorologie de M. Marié-Davy, page SgS : (( Les tornades sortent rarement de la zone des calmes équatoriaux; elles y sont maintenues par la convergence des alizés. Quelquefois cependant il arrive qu'elles acquièrent des dimensions exceptionnelles, qu'elles s'étendent en hauteur jusqu'à la région des contre-alizés supérieurs et que, sous l'influence de ces derniers, elles sont entraînées hors de leurs limites ordinaires. Dans ces cas, heureusement fort rares, les tornades deviennent des cyclones. Les cyclones se produisent presque toujours aux époques où la nappe équatoriale ascendante est arrivée à la distance maximum de l'équateur, et lorsqu'elle est sur le point de rétrograder vers la ligne. »

Je ne comprends pas très bien; mais, s'il y a quelque mérite à dire que les tornades deviennent des cyclones dans certains cas, il faut reconnaître ce mérite à M. Marié-Davy. C'est le premier qui ait émis ce que je crois une vérité.

Ce que je comprends mieux, c'est que les tourbillons s*étagent

à diverses hauteurs dans l'atmosphère jusqu'à la région des cirrus.

Il y a d'abord les disques orageux, œil de bœuf ou travados

ou tornades, qui suivent la trajectoire d'un futur cyclone et possèdent comme ceux-ci, tout d'abord, une vive glration et une lente translation.

Ensuite les cyclones ordinaires, qui sont des disques plus vastes.

Enfin les trombes ou tornados, qui sont de simples épiphénomènes des cyclones.

Les disques orageux viennent des hauteurs d'où tombent les cirruç équatoriaux; ils tombent sous le poids des cirrus jusqu'au sol où il forment alors les cyclones, lorsque leurs mouvements concordent bien avec ceux de ces météores. Ils sont compris entre deux plans parallèles dont l'inférieur se rapproche continuellement du sol.

Les disques cycloniques beaucoup plus vastes sont formés lorsque les précédents touchent le sol par leur base inférieure. Leur autre base est dans la région des cirrus. Leur giration va en diminuant, leur translation en s'accélérant.

Les trombes et les tornados sont pareillement compris entre deux plans parallèles, l'un beaucoup plus bas que le plan supérieur des cirrus, l'autre situé au-dessus du sol à quelques centaines ou quelques milliers de mètres d'altitude. Ces deux plans appartiennent au cyclone générateur.

Tous descendent par le poids des cirrus ou de l'eau vésiculaire qui tombent sur eux des hauteurs de l'atmosphète ; mais jamais le plan inférieur des trombes et des tornados n'atteint le sol, sauf l'effet produit par l'appendice inférieur, ou trompe.

Union des cyclones et des tornados. — Averses, orages

et grêles.

Nous avons vu au commencement une trombe qui a été accompagnée d'un développement énorme d'électricité^ de tonnerre, de boules de feu, d'averses subites et de grêles s'étendant sur un long parcours. Il en est ainsi presque toujours des tornados^ c'est-à-dire des trombes plus fortes qu'à l'ordinaire.

Voici, en effet, les résultats d'une statistique s'étendant sur deux cents cinq années aux Etats-Unis.

En 287 cas, les orages précèdent l'apparition du cône de la

trombe; en ii3 cas ils l'accompagnent; en 5-j ils la suivent; dans 8 cas seulement ils manquent complètement.

Sur 990 cas où la pluie a été notée, en 877 cas elle a précédé le tornado, en 4^7 elle l'a suivi, et en 176 elle l'a accompagné.

Sur 6o4 cas où la grêle a été mentionnée, 817 l'ont précédé, 124 l'ont suivi, et i63 l'ont accompagné (*).

Tous ces phénomènes sont produits par des mouvements tournants, comme les tornados, et doivent être attribués à des trombes internubaires situées au-dessus des nuées où se produisent les tornados ou trombes qui ne se prolongent pas au delà des nuées. On voit, par les chiffres ci-dessus, comment ces trombes internubaires s'inlercalent parmi les cyclones.

Sous le coup des désastres effroyables qui accompagnent le passage des cyclones aux Etats-Unis, le Signal Serçice a commencé depuis quelque temps à tracer sur ses Cartes synoptiques de 7**, 3^ et 11^ les trajectoires des tornados et des orages.

Voici une partie de la Carte du 19 février 1884 à 7** du matin (Jig* 18). C'est une des plus terribles journées de cette année ; elle n'a pas compté moins de 44 tornados qui ont tué 800 personnes, en ont blessé 2400 et détruit 10 000 maisons ou bâtiments divers, réduisant à la misère de nombreuses familles. Cette année 1884 compte une quarantaine de cyclones; ces cyclones ont amené 180 tornados; le bilan des désastres de cette année est effrayant (2).

L'inspection de ces Cartes a révélé aux officiers du Signal Service un fait, ou pour mieux dire une loi capitale, à savoir que ces tornados, dessinés sur la Carte par de petites croix, sont tous reliés au cyclone correspondant, c'est-à-dire contemporain, et s'y produisent dans une région particulière à laquelle ils ont donné le nom d'' octant dangereux.

Voici les propres expressions de M. Finley :

« 1° Il y a, dans une aire de basse pression, une portion définie où les conditions pour le développement des tornados sont des plus favorables; elle porte le nom de dangerous octant.

(') Toniadoes, by J. Finley, Lieut. Signal Corps Army; New-York, 1887.

(») J.-P. Finley, Professional papers of the Signal Service, n» XVI; i885.

» 2° La région des tornades est au S et à l'E de !a région du contraste le plus prononcé entre les venls froids du N et les vents chauds du S. »

L'étude attentive des tornades américains (Annuaire du Bureau des Longitudes pour 1886) m'a donné à croire que leur origine et leur développement ne sont pas directement liés au contraste des températures ou des points de rosée en telle ou

telle région du territoire des États-Unis. Il est certain, par contre, que le développement des orages (par l'intermédiaire des trombes internubaires) exige la présence d'une grande épaisseur d'air humide qui ne peut être amené sur ce vaste paj^s que par les vents du golfe auquel les vents secs et froids du Canada opposent parfois une sorte de barrière. Que les trombes internubaires génératrices de la grêle et des averses se rattachent aux tornados, c'est ce que les observations recueillies depuis près d'un siècle démontrent surabondamment.

Après avoir examiné moi-même ces précieux documents, je crois pouvoir formuler ainsi les relations qui existent entre les tempêtes d'une part et de l'autre les tornados, les ouragans, les grêles qui les accompagnent.

1° Les tornados ou trombes, les orages et les grêles sont de simples épiphénomènes greffés sur les cyclones.

2° Leurs trajectoires n'ont en général de rapport, aux États- Unis, ni avec les isobares ni avec les flèches du vent.

3° Ces trajectoires, relativement très courtes, sont parallèles

aux immenses trajectoires des cyclones à l'instant où ces fléaux

locaux se produisent, et situées à de grandes distances du centre.

'" 4° Elles sont toutes situées sur le flanc droit du cyclone, dans

l'octant qui a pour base l'aire SE-E du compas.

Ce n'est pas là ime découverte nouvelle : elle date de la création, en i863, du Service international à l'Observatoire de Paris, sous la direction de Le Verrier. M. Marié-Davy, à qui nous la devons, avait peine d'abord à l'admettre, ou du moins à l'énoncer sans restriction, car il croyait alors, comme tout le monde, que les orages étaient des phénomènes locaux, nés de quelque rupture d'équilibre dans les basses couches de l'atmosphère en un lieu donné. Néanmoins la citation suivante que j'extrais de son remarquable Traité de Météorologie générale (1871, p. 5i3) est d'une netteté parfaite :

« Presque toujours, cependant, dans nos pays, les orages ont un caractère plus général : ils apparaissent sur le pourtour d'un disque tournant (un cyclone), à une certaine distance du centre... et ils se propagent sur de longues distances, 'parallèlement à la route parcourue par le centre du disque tournant.

» Il faut bien distinguer ces tores orageux des trombes locales

qui y naissent fréquemment, et qui ne sont qu'un fait accidentel produit en un point d'un mouvement plus général et plus étendu » .

Il n'y manque que deux choses, à savoir que les trombes ou tornados marchent, aussi bien que les orages, parallèlement à la trajectoire du cyclone, et que tous ces épiphénomènes se produisent invariablement sur le côté droit de cette trajectoire. En revanche M. Marié-Davy a signalé le fait capital du parallélisme qui existe entre les trajectoires des orages et celles de leurs cyclones. La découverte de M. Marié-Davy a été bien longtemps négligée^ elle serait restée dans Toubli si la nature n'avait infligé coup sur coup d'effroyables désastres aux États-Unis où les tornados sont bien plus fréquents que chez nous.

(( A ces grands mouvements tournants correspondent, selon les saisons, un nombre plus ou moins grand d'orages et de trombes sur divers points de leur rayon d'action. Ainsi, le 6 juillet de la même année (i864) nous voyons que plusieurs trombes étaient liées à la présence d'une dépression barométrique qui avait passé dans la matinée sur TAngleterre. A Montoire (Loir-et-Cher), à Romorantin et dans le Calvados on signale des dégâts causés par des trombes. Le aS juillet, une autre bourrasque, venant de l'O apparut sur les côtes d'Irlande; elle marcha vers le SE et son centre se trouva à 3*^ du soir au N de Paris et le lendemain matin en Hollande. Un nombre considérable de mouvements secondaires accompagnèrent le phénomène général et produisirent des orages et des trombes (') »

On voit que le phénomène avait été parfaitement décrit en France, mais que la localisation dans le dangerous octant l'a été plus tard aux États-Unis.

En résumé, un cyclone doit être conçu désormais comme un vaste disque tronconique à girations à peu près horizontales, portant à son flanc droit de véritables colonies de tornados destructeurs et de trombes internubaires intercalées, avec leurs tonnerres, leurs grêles, leurs averses, franchissant ainsi les continents et les mers; mais, tandis que ceux-ci (les tornados) descendent jusqu'au sol par leur trompe, les secondes, c'està-dire les trombes internubaires, s'arrêtent en général aux régions

(') ZuRCiiER et Margollé, Trombes et cyclones, Paris, 1876, p. 171.

basses où les tornados prennent naissance. C'est ainsi que ces derniers ne se rencontrent guère dans les régions très montagneuses, tandis que les trombes internubaires franchissent les chaînes de montagnes avec leurs cyclones et y sèment la grêle tout autant que dans les pays plats.

Voilà une différence bien tranchée entre les cyclones et les tornados dont la face inférieure est située à quelques centaines ou à quelques milliers de mètres au-dessus de la mer, et qui ne communiquent avec le sol que par la trompe. Quoi qu'il en soit de cette différence, l'analogie n'en est pas moins frappante par l'identité des mouvements de translation et de giration, et par l'existence d'un vide intérieur que nous y avons reconnu, vide de plusieurs lieues de large dans les cyclones et de quelques mètres ou décimètres dans les trombes ou les tornados. Il faut donc conclure que, si les trombes ou tornados sont descendants, comme on le voit si fréquemment, il en doit être de même des cyclones. Seulement les cyclones descendent tout entiers, tandis que les trombes ne descendent guère que par leur tuyau. La quantité d'air expulsé en bas par les cyclones ne paraît que par le trouble apporté à chaque instant dans leurs souffles circulaires qui opèrent par rafales.

Annonce télégraphique des tempêtes.

Le colonel Reid, l'un des auteurs des lois des tempêtes, avait écrit vers i835 à l'Académie des Sciences pour demander qu'on établît dans tous les postes sémaphoriques des signaux destinés à avertir les marins des tempêtes qui viennent du large; mais le colonel ne fut pas écouté. Vingt ans après, en novembre i854, à l'époque de la guerre de Crimée, une tempête parcourut l'Europe riiéridionale, alla frapper notre flotte et faillit compromettre le succès de l'expédition. On apprit alors à Paris une chose dont les météorologistes de l'époque ne se doutaient guère, bien que quelques marins instruits la connussent parfaitement (*) : c'est

(*) Je citerai d'abord Keller [Le typhon du ii au ]4 septembre 1849 {Annales hydrographiques y i85o)], puis un travail du même auteur sur les courants de

- iU —

que les tempêtes ne sont pas des» phénomènes purement locaux; elles voyagent à grande vitesse, frappant successivement les régions placées sur leur parcours; mais quelle que soit leur rapidité, le télégraphe électrique va encore plus vite. Le Verrier, directeur de l'Observatoire de Paris, eut l'idée de créer une organisation complète, destinée à recevoir, de tous les points de l'Europe, l'annonce des tempêtes qui y apparaissent et à signaler aussitôt leur venue aux ports qui n'auraient pas encore été atteints. Cette organisation a rendu de véritables services à notre marine et à nos pêcheurs; elle a été le modèle des établissements analogues qui furent fondés plus tard dans d'autres pays. Elle existe encore aujourd'hui; mais, à la mort de Le Verrier, elle a été enlevée à l'Observatoire sur la réclamation de quelques personnes qui ont prétendu qu'elle perdrait à être maintenue sous la direction d'un astronome et qu'elle gagnerait à passer sous la leur. Mais ce n'est pas là le point précis sur lequel je désire appeler l'attention. La belle création de Le Verrier avait pour but de signaler les ouragans au moment de leur arrivée sur nos côtes; ces signaux devançaient ainsi de plusieurs heures leur arrivée sur d'autres points de nos contrées européennes, mais rien n'avertissait les côtes frappées en premier lieu. Il restait quelque chose de bien plus considérable à faire : c'était de prendre les tempêtes en Amérique et de les signaler à l'Europe, non plus quelques heures, mais plusieurs jours à l'avance.

La mer la plus fréquentée est assurément celle qui s'étend à l'intérieur de l'Amérique, c'est-à-dire l'immense golfe de l'Atlantique nord. Ce serait donc réduire notablement le chiffre des sinistres que d'éclairer en quelque sorte cette longue traversé^ par l'annonce des tempêtes qui vont y régner. D'après les lois connues, ces tempêtes viennent précisément de l'Amérique; elles traversent l'Océan en quelques jours, suivant des branches de paraboles dirigées vers le NE. Si donc, en Amérique, on parvenait à déterminer avec exactitude quelques points de cette courbe, on serait

marée, objet d'un Rapport favorable de TAcadéinie en 1847. Mais le Rapporteur ne parle que de la question des courants de marée et se borne à dire : « M. Keller traite aussi des moussons, des vents alizés et il indique les prescriptions à suivre pour éviter les dangereux effets tant du mouvement giratoire que du mouvement de translation des tornados, des typhons et des ouragans. »

en état de la prolonger par delà l'Océan jusqu'à nous, sur une Carte bien entendu, et d'annoncer ainsi à l'Europe la marche probable de la tempête, les contrées qui doivent être touchées les premières et jusqu'à l'époque probable de son arrivée.

Cette grandiose idée a été réalisée dans les derniers temps, non par le concours et avec les ressources des gouvernements, mais par la généreuse initiative d'un simple journal. Il est vrai que le journal était le New-York Herald, Un service complet avait été organisé dans les bureaux et placé sous la direction de M. Jérôme Collins. Chaque tempête y était signalée pas à pas, soit celles qui ont à traverser tout le continent des États-Unis avant d'atteindre l'Atlantique, soit celles qui sont signalées en mer, non loin des côtes, qui se recourbent à la hauteur du cap Hatteras pour marcher ensuite au NE parallèlement au gulf-stream. C'était de l'étude rapide de ces documents, combinée avec une connaissance approfondie de la marche des tempêtes, que provenaient les annonces si étonnantes que nous lisions de temps à autre dans les journaux. Elles étaient câblées à New^-York, à i^ du matin, et nous arrivaient à Londres à 6^, temps moyen de Londres.

Cette remarquable organisation a été attaquée avec une ardeur singulière à Londres et à New-York. M. Loomis, à New-York, niait positivement que la chose pût réussir. On doutait à Londres, malgré les recherches du capitaine Toynbee, que les tempêtes américaines arrivassent jamais en Angleterre. Or, d'après une statistique récente de M. Finley, fondée sur 18 ans d'observations de 1869 à 1888, on trouve pour le nombre mensuel des tempêtes observées aux États-Unis, rien que sur le continent, et allant traverser l'Europe :

Janvier 38

Février 36

Mars 3o

Avril 2T

Mai 21

Juin 20

Juillet 19

Août 26

Septembre 3i

Octobre 28

Novembre 33

Décembre 38

Sans doute les tempêtes ne nous arrivent des États-Unis qu'après des déformations sensibles. Par exemple, les cyclones tropicaux ont pris des dimensions exagérées; ils ont perdu

vers 4o® de latitude leur calme central; ils se sont segmentés en bourrasques successives, suivant à peu près les mêmes trajectoires à quelques jours d'intervalle. Il y a de plus à distinguer entre les tempêtes tropicales et les tempêtes d'hiver dont nous allons parler. Malgré tout, les annonces du New-York Herald n'étaient en erreur que de 4o pour loo environ. Cette belle organisation a disparu avec Jérôme Gollins, son fondateur, qui a péri dans l'épouvantable catastrophe de la Jeannette, Il n'a pas été remplacé. On ne sait même guère calculer correctement les trajectoires des cyclones que l'on confond trop souvent avec de simples dépressions barométriques, et l'on s'en aperçoit aux singulières sinuosités qu'on attribue à ces courbes. Il faut espérer qu'on reprendra tôt ou tard cette belle entreprise, en mettant à profit les suggestions du prince de Monaco sur la création de stations météorologiques aux îles du Cap Vert, aux Bahamas et aux Açores.

Intervention de M. Hann. — Cyclones d'hiver.

D'après les théories régnantes, l'air est ascendant dans les tempêtes, et la condition pour que cet air monte, en opérant en bas un appel énergique sur les couches les plus basses, est uniquement que sa température soit partout plus élevée que celle des couches d'air qu'il traverse successivement.

La vérification directe de cette hypothèse consisterait à porter un thermomètre à différentes hauteurs dans un cyclone et à comparer ses indications avec les températures correspondantes dans l'atmosphère à l'état d'équilibre. Mais comment hasarder une ascension en ballon en pleine tempête?

La création de nombreux observatoires de montagne en donne aujourd'hui le moyen. Dans ces derniers temps, des météorologistes éminents, le P. Dechrevens et M. Hann en Europe, MM. Hazen, Allen, etc., aux États-Unis, ont entrepris de comparer ainsi la théorie avec les faits sur une étendue verticale de plusieurs kilomètres.

Les résultats ne paraissent pas avoir été favorables à la théorie; M. H. Hazen, par exemple, a formulé les conclusions suivantes,

d'après l'élude d'une quarantaine de cyclones et d'anticyclones observés sur le mont Washington ( * ) :

« I® La théorie actuelle sur la génération et le développement des tempêtes est fort peu solide et ne supporte pas la discussion;

))"2° Il paraît probable que la formation des tempêtes est complètement indépendante de la distribution des températures dans le sens vertical. »

Les observations de ce savant météorologiste, associé de longue main aux travaux du Signal Ojfjîce, ne portent que sur une seule station, celle du mont Washington, dont l'altitude dépasse à peine 1900™. Il était donc important de voir si les mêmes conclusions s'étendraient à un cyclone étudié d'un grand nombre de stations à la fois et sur une hauteur beaucoup plus considérable.

C'est ce qu'a fait M. Hann, directeur de l'Institut météorologique autrichien, dans un Mémoire lu le 17 avril 1889 à l'Académie des Sciences de Vienne. L'auteur a mis à profit des circonstances singulièrement favorables qui se sont présentées, à peu de jours d'intervalle, en octobre et novembre 1888. Le I®' octobre, un cyclone passait sur un groupe de neuf observatoires de montagne dans la région des Alpes. Du 12 au 24 du mois suivant, un énorme anticyclone s'est installé sur une grande partie de l'Europe. Son centre est resté tout ce temps-là sur la même région alpestre que le cyclone précédent. Grâce à ces nombreux observatoires de montagne, auxquels il faut joindre ceux du Puy-de-Dôme, du Pic du Midi et de la Schneekoppe, M. Hann a pu déterminer avec sûreté les variations verticales de la température jusqu'à 35oo"^ et construire le Tableau suivant :

Températures.

Altitude II,, ,„— .

en mètres. Cyclune. Anticyclone.

5oo -f-7,9 —2,7

i5oo -f-2,3 -+-4,4

3ooo ,.. — 6,2 — 1,3

35oo — 9,1 — 3 , 2

( ' ) Storms and central ascendant courants, dans V American Meteor. Journal, juillet 1889.

Je laisse de côté l'anticyclone, malgré l'intérêt que présentent ces observations, pour m'attacher au cyclone. Voici ce qu'en dit M. Hann. Comparées aux températures de la même colonne d'air, déterminées par 3o années d'observation, celles du cyclone sont inférieures de 4"? 3' en moyenne, et les écarts partiels sont distribués assez uniformément sur toute la hauteur. L'écart pour la station de Sonnblick, par exemple, est de 3°, 8.

La conclusion qu'en tire M. Hann en Europe est aussi nette et plus énergique encore que celle de M. Hazen aux États-Unis (*) :

« Nous sommes redevables aux observatoires de montagne, érigés dans ces derniers temps, d'être désormais afTranchis du préjugé, suggéré par les observations faites à la surface de la Terre, d'après lequel les températures dans les cyclones et les anticyclones devaient être la condition première de ces phénomènes. »

C'est un échec décisif pour les théories régnantes. J'ignore ce que M. Hazen ou M. Hann entendent leur substituer. Le premier incline à croire qu'au fond du mystère des tempêtes il y a quelque manifestation non encore dévoilée de l'énergie électrique. Le second paraît les considérer comme des phénomènes dépendant de la circulation générale de l'atmosphère, laquelle se rattache à son tour à la différence de température entre l'équateur et les pôles.

Mais M. Hann n'a pas tenu bon dans cette opinion si catégorique. Un autre météorologiste non moins éminent, M. W.. Ferrel, a entrepris, un peu avant sa mort, de défendre sa chère théorie contre cette attaque de front, et il l'a fait avec chaleur. Il a commencé par contester que la surpression barométrique sur laquelle M. Hann avait opéré fût un véritable anticyclone; je crois même qu'il n'a pas accordé que la dépression barométrique fût un véritable cyclone. Bref, il a si bien plaidé l'insoutenable cause de la convection que M. Hann s'est cru obligé de faire une large concession en déclarant que ses idées se rapportaient uniquement aux cyclones d'hiver des pays tempérés et particulièrement à ceux de l'Europe. Quant aux cyclones in ter tropicaux, il admettait pleinement et sans réserve la théorie de la convection.

(') Denkschriften der M. N. Classe der K Académie (Vienne, 1890).

Je dois citer ici littéralement les concessions de M. Hann (*) :

a Malgré les objections que nous avons été forcé de faire à l'explication de nos temp^etes par la théorie de la convection pure, nous reconnaissons volontiers que cette théorie est une belle et satisfaisante conception des ouragans des tropiques, de nos tempêtes d'été et même en partie des trombes et des tornados, une conception qui tiendra toujours dans notre Science une place prédominante. Nous sommes donc bien éloigné de penser qiie dans les autres manifestations cjcloniques la théorie de la convection doive être écartée, considérant surtout que, pour les troubles atmosphériques de Tété, elle comptera toujours quand il s'agira de leur origine. »

Je n'ai point parlé jusqu'ici de cette distinction, c'est-à-dire des tempêtes d'hiver dans les climats tempérés (-), contrastant avec les tempêtes d'été, et particulièrement avec les ouragans des tropiqjLies. Voici ce qu'en dit M. Everett Hayden, U. S. N., bien connu par ses brillantes études sur ce sujet :

(( Les tempêtes de l'Atlantique du Nord, célèbres par leur férocité et leur persistance, sont d'un caractère éminemment cyclonique, ce qui veut dire qu'elles ont la circulation caractéristique de l'hémisphère nord en sens opposé aux aiguilles d'une montre, avec une pression barométrique au-dessous de la normale. Elles forment deux classes : l'une des tempêtes d'hiver, au nord du 35® parallèle; l'autre les tempêtes d'origine tropicale. L^s premières sont souvent d'une vaste étendue et d'une grande sévérité, propageant leurs souffles du NE pendant une semaine entière jusqu'au Labrador et la Nouvelle-Ecosse, avec une dépression barométrique plus sensible au centre que partout ailleurs. Le quadrant de l'E de la tempête est généralement nuageux, avec des averses de pluie, de neige ou de grêle. Vers le S du centre

(') Studien ûber die Luftdriick^ Sitzung von 9 April 1891, p. 80-81.

(^) La seule différence saillante qu'on puisse constater pour les nuages entre les deux saisons n'a trait qu'à la différence des vitesses. M. Rotch dit nettement qu'à son observatoire du Blae Hill^ près de Boston, les nuages, depuis les plus basses jusqu'aux plus hautes régions, vont environ deux fois plus vite en hiver qu'en été. (L. Rotch, The exploration of the Air, Appalachia, Vol. VIII, n" 1, mai i}^9^.)

de la tempête se forme parfois un tourbillon secondaire dont la puissance surpasse souvent celle du précédent.

» Les cyclones tropicaux apparaissent principalement de juin en octobre inclusivement et parcourent de grandes paraboles concaves du côté de l'Est avec leurs sommets près de la côte américaine. Ces tempêtes ont un caractère tornadique et ont, au centre de leur énorme tourbillon, un espace clair et calme nommée Vœil de la tempête. Ces ouragans des Indes occidentales, avec leurs tourbillons tornadiques, les mers effroyables qu'ils soulèvent et les ras de marée qu'ils produisent, sont les plus redoutables de tous, et la route qu'ils parcourent depuis l'équateur jusqu'aux cantrées polaires est semée de désastres et de naufrages (*). »

Mais rien, dans cette description, n'indique une origine essentiellement différente pour ces deux genres de tempêtes. L'auteur a soin de dire qu'elles offrent toutes le caractère d'une circulation pareille et d'une dépression barométrique, analogue. Il s'en faut qu'il faille attribuer les unes à des mouvements formés au ras du sol et les autres à des mouvements nés au-dessus des nuages. Quant à l'œil de la tempête, ce n'est pas un caractère exclusif des tempêtes tropicales, car les trombes et les tornados en présentent l'équivalent. Les tempêtes s'en trouvent privées lorsqu'elles dépassent beaucoup les tropiques et lorsque, leur giration venant à s'atténu-er, elles se segmentent parce qu'elles s'élargissent trop.

Viennent ensuite les cyclones de l'Inde, avec leurs divisions suivant les saisons : cyclones des pluies d'été, cyclones des pluies d'hiver (dans la région du nord de l'Inde), cyclones de l'époque des moussons de mai et d'octobre.

Ceux-là sont nommés cyclones de transition : ce sont ceux qui ont été si largement traités par Piddington. Ils sont complets, d'une grande vitesse, avec l'œil de la tempête au* centre. Mais ils sont de courte durée, et leur origine est le golfe du Bengale.

« Les cyclones d'hiver sont formés sur terre dans la saison froide. Ils apparaissent d'abord dans l'extrême nord de l'Inde. On

(') The amcrican inctcorological Journal, janvier iSg'j.

a même cru qu'ils débutent dans l'Afghanistan. Ils vont vers Test. Leur intensité est faible ainsi que la dépression barométrique, mais ils sont remarquablement persistants et passent sans se rompre par-dessus les hautes collines du nord de Tlnde. Sous tous les rapports, ils ressemblent aux cyclones d'hiver de TEqrope et de l'Amérique du Nord.

» Les cyclones d'été arrivent pendant la mousson d'^té, dç juin à septembre, et sont à peu près intermédiaires entre les deux précédents. Parfois ils traversent la péninsule entière et apparaissent dans le golfe Arabique. Notons la particularité suivante dans l'inégale distribution des vents. Les vents sont forts jusqu'à go miles du centre. Au centre même ils sont ordinairement faibles. Tandis que la dépression, dans les cyclones de transition, est symétrique tout autour du centre, dans les cyclones dont nous parlons la plus forte dépression ne coïncide pas avec le centre de la circulation des vents, mais s'en écarte de 5o miles du côté du sud. »

Voir à ce sujet un travail de M. Sidney M. Ballon, daujs V American meteorological Journal du mois de novembre 1892. L'auteur incline à assimiler les premiers cyclones aux ouragans des Indes occidentales et les deux derniers, surtout à cause de leur grande hauteur, aux tempêtes d'hiver des Etats-Unis et d'Europe, ce qui serait entièrement conforme aux doctrines de M. Hann* Mais malgré les travaux des météorologistes éminents qui se sont voués à l'étude des cyclones des Indes orientales, j'ose croire qu'il y a beaucoup à faire encore pour éclaircir les obscurités que Ton peut remarquer dans leurs résultats. Mon opinion se. trouve confirmée, ce me semble, par celle d'uq autre météorologiste de l'Hindouslan, M. Dallas, qui pose la question d'une autre manière bien plus conforme aux faits, et que je cite dans les dernières pages de ce petit Volume.

En somme, je trouve que M. Hann a bien raison d'attribuer les cyclones d'hiver à des causes dynamiques résidant dans les hautes régions de l'atmosphère, mais je ne saurais accepter les concessions qu'il fait, pour toutes les autres manifestations cycloniques, à rinadmissible théorie de la convection.

Opinions actuelles des principaux météorologistes.

J'ai ajouté, aux trois lois des tempêtes découvertes parRedfield, Ileid et Piddington, une quatrième loi que voici :

Les cyclones sont des tourbillons descendants à axe vertical, nés dans les hautes régions de Tatmosphùre et entraînés par les courants qui y régnent.

L'hypothèse des météorologistes, c'est-à-dire la théorie de la convection, veut que ces tourbillons soient ascendants et que leur origine débute par le sol. Or, les seuls mouvements tourbillonnaires ascendants sont ceux que j'ai nommés les fausses trombes. Ils se produisent maintes fois en réalité, mais ils n'ont aucun caractère des vrais cyclones et n'auraient jamais dû être confondus avec eux ni avec les vraies trombes ou les vrais tornades. Tout cela est bien nettement établi dans les pages qui précèdent. Maintenant je vais passer rapidement en revue l'opinion des météorologistes actuels et montrer qu'ils s'éloignent peu à peu des anciens théoriciens Espy, Loomis, W. Ferrel, etc. Or le phénomène capital, c'est assurément que les tempêtes, au lieu de se dissiper sur place comme on l'a cru longtemps, voyagent avec une vitesse croissante sur des trajectoires géométriquement définies.

Eh bien! voici ce qu'en dit aujourd'hui un Livre qui, depuis son apparition en i885, a fait autorité :

« En quoi consiste le mouvement de translation d'un tourbillon? L'observation nous apprend que les tourbillons immobiles, tels qu'on les a toujours supposés jusqu'ici, ne sauraient être que des exceptions (*). »

Puis l'auteur emploie 'jX'i pages d'une discussion très soignée à examiner les hypothèses qu'on a faites sur cette question et il conclut ainsi :

« Pour rendre compte du mouvement de translation des tourbillons atmosphériques, aucun des principes mis en avant jusqu'ici ne saurait suffire. »

(') D' SpiiUNO, Lehrbucli der Météorologie, p. wW,

Si Tair était ascendant dans un^ tempête, jamais on n'y constaterait cet imposant phénomène où, après avoir subi la furie des vents, on pénètre tout à coup dans une région centrale de calme absolu de 4 à 5 lieues de diamètre. Cette région est limitée étroitement par les vents circulaires qui tournent tout autour, en sorte que le navigateur qui la traverse peut croire la tempête finie lorsqu'elle va au contraire, après quelques heures de calme et d'éclaircie, recommencer avec la même violence, mais avec des vents soufflant dans une direction diamétralement opposée. Bien plu^ l'air, au lieu d'y monter, y descend au contraire et prouve, par l'élévation subite de sa température, par sa sécheresse non ' moins subite et par l'aspect du ciel dégarni de nuages, qu'il n'a pas éprouvé directement l'action des cirrus qui, partout ailleurs autour de lui, amènent le froid et la condensation des vapeurs. Forcé de constater ce phénomène, le précédent auteur conclut par cette déclaration déjà citée à l'occasion du typhon de Manille :

« Ces phénomènes si caractéristiques ne peuvent évidemment s'expliquer qu'en admettant qu'il existe au centre du tourbillon un courant d'air descendant. »

Je ne puis ici passer sous silence les travaux de M. Hann, bien qu'il en ait été longuement question plus haut. Pour que l'air continue à monter jusqu'au sommet d'un cyclone en opérant en bas un appel énergique sur les couches d'air conformément à la théorie de la conveclion, c'est-à-dire à la théorie de ce que j'ai appelé les fausses trombes, il faut que la température y soit partout plus élevée que celle des régions de l'air qu'il traverse. M. Hann a cherché à vérifier cette condition par des observations faites sur de hautes montagnes. Voici ses conclusions (') :

« Nous sommes redevables aux observatoires érigés dans ces derniers temps, à de grandes hauteurs, d'être désormais aflranchis du préjugé d'après lequel la température dans les cyclones et les anticyclones devait être la condition première de ces phénomènes. »

L'argument le plus solide, en apparence, celui que l'on m'opposait toujours pour prouver que l'air est ascendant dans les cyclones, à savoir le fait que les isobares sont partout et tou-

(') Denkschriften der M. N, Classe der K, Académie^ Band VII, 1890.

jours coupés sous un angle notable par les flèches du vent, de manière à accuser une tendance de Tair nettement centripète, disparaît à son tour. Certes les flèches du vent accusent cette tendance centripète lorsqu'il s'agit de ces tourbillons ascendants qui se montrent parfois dans la nature, dans les fausses trombes, et qui n'y jouent qu'un rôle effacé; mais s'agit-il d'un cyclone, d'un tornado, les choses se passent tout autrement et voici ce que dit un des maîtres de la Science actuels (*) :

« Dans les cyclones bien développés, les Cartes synoptiques montrent que les flèches du vent sont très fréquemment parallèles aux isobares, c'est-à-dire que les vents soufflent précisément dans la direction de la tangente à ces courbes. »

Et comment pourrait-il en être autrement lorsque ces vents soufflent avec furie autour d'un espace parfaitement calme de plusieurs lieues de diamètre.

On voit que les auteurs allemands commencent à faire bon marché de la convection, autrement dit de la théorie des mouvements centripètes, autrement dit de la théorie des fausses trombes.

Passons maintenant aux auteurs anglais. Nous enregistrons d'abord une concession. Au lieu de faire débuter les ouragans et les tornados en bas, on admet qu'ils commencent en haut (^) : « M. Paye part de ces deux idées : i" le mouvement commence en haut; 2° il se propage vers le bas et est accompagné d'une giration autour d'un axe vertical.

» La théorie combattue par M. Faje en est exactement le contre-pied : 1° l'action débute au ras du sol; 2° elle se propage vers le haut; 3** elle emprunte sa giration à celle de la Terre.

» Nous ne croyons pas que les chefs de l'école de Météorologie moderne persistent à soutenir cette derni'ère théorie. La surface de la Terre est ce qu'il y de moins propre à donner naissance à un tornado, à un cyclone ou à une trombe. Pour maintenir un courant ascendant, il faut que l'air soit à peu près saturé d'humidité; or, cela n'arrivera généralement que dans la plus basse couche de nuages ou tout près de cette couche. Le gradient

(') W. VON Bezold, Zur Théorie der Cyclonen, page 7.

(') Nature, i4 juin 1888. Article intitulé : M. Faye's Theory of storms.

vertical de température el les perturbations qui déterminent l'action se trouveront réunis précisément à ce niveau, en sorte que toutes les conditions nécessaires pour faire naître un tornado commenceront à se produire à une certaine hauteur au-dessus de la surface de la terre. Sur cette question, par conséquent, nous pouvons inviter M. Faye à reconnaître son accord avec nous. »

Malheureusement, la théorie qu'on y adapte est difficilement intelligible.

Je citerai maintenant M. Dallas, membre de la Société royale de Météorologie des Indes orientales, qui s'exprime ainsi à la fin d'un article important sur le mouvement progressif des cyclones dans la région indienne (*) :

<( Parmi les questions qui attendent une solution des météorologistes du temps présent, il n'y en a pas de plus importantes que celles qui ont trait :

» I** A la couche de l'atmosphère où les cyclones apparaissent;

)) 2® A la cause déterminante de leur mouvement progressif.

» Si les cyclones sont intimement liés aux courants supérieurs comme semble le montrer l'investigation ci-dessus, cette liaison est un argument en faveur de leur génération dans ces courants et relègue l'origine des cyclones dans une région où l'observation devient actuellement impossible.

» Quant à ce qui regarde l'influence déterminante sur les mouvements progressifs des cyclones, tout ce qu'on peut valablement déduire des faits existants semble prouver que cette influence est concentrée dans les mouvements de l'atmosphère supérieure. Que la distribution des terres et des mers, des plaines et des montagnes, de la pression barométrique, de l'humidité et de la température exercent une influence, cela est hors de doute; mais la forme moyenne des courbes que les cyclones de la région des Grandes Indes, du golfe du Mexique el de l'océan Pacifique décrivent est si évidemment semblable aux courbes que les courants supérieurs de l'atmosphère parcourent eux-mêmes dans leur passage de l'équateur aux zones tempérées, que cette similitude en-

(') Tlie american Journal of Meteorology, ']uïn 1892.

traîne une forte présomplion que la relation qui existe entre les deux est celle de cause à effet. »

M. Vallot, dans son Etude des tempêtes au mont Blanc, où il a rencontré et analysé à 4365"* d'altitude le cjclone terrible qui a dévasté la vallée de Joux et autres localités du Jura (dont nous avons parlé dans notre première Partie), a décrit la combinaison fréquente, dans les grandes tempêtes, des petites oscillations brusques avec des dépressions plus grandes et conclut qu'il y a, dans les tempêtes, des tourbillons de diverses grandeurs insérés les uns dans les autres, et participant à un mouvement général de translation. 11 conclut finalement :

i< Les anciennes théories, qui voulaient que les tourbillons pussent prendre naissance dans la région basse, à la faveur de réchauffement du sol, doivent être définitivement abandonnées, et ces expériences, à l'aide de stations conjuguées, se trouvent constituer une preuve expérimentale et sans réplique des belles théories de M. Faye (*)• »

On voit que des météorologistes de la plus haute distinction tendent de plus en plus à abandonner la théorie de la convection et se rapprochent singulièrement de nos idées. C'est pourquoi un des maîtres de la Science, M. W. von Bezold, directeur du Bureau Central météorologique de Berlin, a fait la déclaration suivante devant l'Académie de Berlin : « Quand on suit attentivement la littérature météorologique de ces dernières années, on est forcé de reconnaître qu'il se prépare peu à peu une importante révolution dans la conception des grands mouvements de l'atmosphère. »

Et il ajoute :

« Cette révolution aura pour résultat de ramener à une juste mesure les vues soutenues par M. Faye sur les mouvements descendants à l'intérieur des cyclones, et de les concilier jusqu'à un certain point avec les opinions qui régnaient naguère presque exclusivement (-). »

Mais je crois bien que la révolution dont parle M. de Bezold

(') J. Vallot, Annales de l'observatoire météorologique du mont Blanc, Vol. I, i8o, Paris. Steinheil.

(') W. VON Bkzold, Zur Théorie der Cyclonen.

est plus celle de M. Hann que la mienne, qui est trop radicale. M. Hann veut bien, en effet, que nos cyclones d'hiver soient des phénomènes dynamiques prenant naissance dans les hautes régions de l'atmosphère, mais il marie cette idée avec une autre complètement inconciliable, qui tend à voir dans les cyclones d'été, les ouragans, les trombes, des phénomènes nés dans les basses régions et gouvernés par la convection. Pour moi, cette opinion ne s'applique qu'aux fausses trombes.

Je me rends bien compte des défauts de ma théorie; je les attribue à l'impossibilité actuelle d'aborder mathématiquement l'étude de ces phénomènes où les hypothèses admises en Hydrodynamique ne sont plus de mise. Mais la première condition pour se tirer de cette impossibilité et préparer les voies à l'analyse future, c'est de se figurer expérimentalement les lois de la giration descendante. C'est ce que j'ai tenté de faire. Il en a été de même en Astronomie tant qu'on a voulu étudier le système du monde avant d'avoir une idée nette de la forme des orbites planétaires : les idées des anciens et l'hypothèse de l'excentrique ne pouvaient être d'aucun secours, il a fallu que Kepler découvrît ses trois lois expérimentales pour que Newton fût en état d'appliquer à ces grandes questions l'Analyse mathématique.

Les taches du Soleil.

Conclusion. — Quel que soit l'intérêt que m'inspire la Météorologie, je dois avouer que c'est une question d'Astronomie pure qui m'a conduit à m'occuper des cyclones de notre atmosphère. En étudiant les mouvements des taches du Soleil, j'étais arrivé à un résultat fort net : ces taches sont dues à des mouvements giratoires descendants, à axe vertical, nées dans les courants dont la photosphère est sillonnée, et entraînant dans leur sein les gaz relativement froids de l'atmosphère. De là à établir une analogie complète, au point de vue mécanique, entre les taches du Soleil et les cyclones terrestres, il n'y avait qu'un pas. On m'objecta aussitôt que, dans l'opinion unanime des météorologistes, nos cyclones sont, non pas descendants, mais ascendants. J'ai

donc été conduit à étudier ces cyclones, afin de savoir sî, sur la Terre, les mouvements giratoires procèdent autrement que sur le Soleil, si les lois de la dynamique des fluides ne sont pas partout les mêmes.

La principale difficulté venait de ce que les météorologistes voient leurs cyclones par en bas, tandis que les astronomes volent les taches d'en haut. Mais si, après avoir mis sous les yeux d'un météorologiste les belles Caries des taches solaires de Carrington et les photographies de l'observatoire de Kew, nous nous transportons par la pensée au-dessus du globe terrestre, de façon à lui faire voir un cyclone ou une trombe de la même manière que nous autres astronomes contemplons une tache ou un pore, je crois pouvoir dire qu'il trouvera une ressemblance frappante entre les deux phénomènes. Comme les taches, les cyclones débutent par une figure régulièrement circulaire, formée par l'embouchure conique qui s'est pratiquée dans une couche de nuages vivement éclairés. Au centre de cet entonnoir nuageux se trouve une région de calme où les gaz fortement refroidis ne laissent pas passer sensiblement la lumière : là l'observateur verra un trou circulaire relativement noir et parfaitement net comme le noyau des taches.

Bientôt le cyclone en marchant, comme les taches^ ira en s'élargissant démesurément, toujours comme les taches. Il ne tardera pas à se déformer, à s'allonger; puis il se segmentera, comme les taches, et donnera lieu à plusieurs girations partielles dans la même embouchure. (]elles-ci finiront par s'isoler; elles deviendront circulaires et formeront une sorte de chapelet de cyclones plus petits, indépendants les uns des autres, marchant à peu près sur la même trajectoire, toujours comme les taches.- D'autres fois, le cyclone s'aflaiblira et s'évanouira en chemin, sans s'être décomposé, ce qui arrive aussi parfois aux taches du Soleil. Bref, notre météorologiste retrouvera dans son phénomène terrestre tout ce que nos dessins ou nos photographies représentent sur le Soleil, sauf deux diff^érences dont il est facile de se rendre compte. La première, c'est qu'un cyclone marche, de l'équateur vers l'un ou l'autre pôle, suivant une trajectoire fortement recourbée sur elle-même vers l'ouest, comme une parabole, tandis qu'une tache se meut parallèlement à l'équateur solaire. Cela tient

tout simplement à l'allure des courants générateurs qui, sur le Soleil, suivent des parallèles, tandis que sur la Terre ce sont des courants de déversement vers les pôles en partie déviés, d'abord à l'ouest, puis à Test, par la rotation du globe. La seconde différence tient à ce que le gaz entraîné dans les cyclones est de l'air qui acquiert à peu près, en descendant, la température et la densité des couches qu'il traverse, en sorte qu'en s'échappant par le bas, au pied du cyclone^ il n'a pas de tendance ascensionnelle, tandis que, sur le Soleil, le gaz entraîné est de l'hydrogène presque pur : il remonte tumultueusement autour de la tache, bien au delà de son niveau primitif, à cause de sa légèreté spécifique, de l'énorme surchauffe qu'il a subie en pénétrant audessous de la photosphère, et de la rareté excessive de l'atmosphère où il est lancé.

Arrivé à ce point notre météorologiste n'hésitera plu5 sur la question de savoir si les cyclones sont descendants ou ascendants. Frappé de l'analogie intime des deux ordres de phénomènes, il se posera la question pour les taches, parce que là elle est bien facile à résoudre, et comme les tourbillons solaires sont nécessairement descendants puisque le noyau des taches est noir, il conclura qu'il en doit être de même de nos cyclones terrestres. Si plus tard, à son retour sur notre globe, il examine la question des cyclones en elle-même, comme je l'ai fait de mon côté, il n'aura pas de peine à se démontrer qu'effectivement nos tourbillons sont descendants; puis, s'il a besoin d'une analogie purement terrestre pour se confirmer dans cette idée, il n'aura qu'à examiner ce qui se passe dans nos fleuves, lorsque le courant présente çà ou là des différences tranchées de vitesse, ou bien à considérer que ce n'est que dans les fausses trombes que les courants sont ascendants.

L'histoire de l'Astronomie m'aura aidé à comprendre pourquoi la théorie que je soutiens en Météorologie a été si mal accueillie il y a vingt-cinq ans : c'est que les météorologistes avaient leur préjugé aussi vieux, aussi tenace que celui de l'immobilité de la Terre. Les anciens astronomes, après avoir écoulé avec une impatience mal dissimulée les plus lumineuses démonstrations, répondaient aux novateurs : Vous avez beau dire, je sens bien que le sol qui me porte ne bouge pas ! De même les météorologistes : Vous avez beau argumenter, les feiits sont là : nous avons vu les

trombes aspirer Teau de la mer ou le sable du désert, et les tornados pomper jusqu'aux nues des objets légers et même lourds comme des barres de fer.

Aujourd'hui, après vingt-cinq ans d'efforts, les choses ont bien changé. La théorie que je soutiens gagne des partisans; celle qu'on m'oppose en perd tous les jours. Je m'en féliciterai pour les navigateurs qui, les premiers, sont intéressés dans ces débats, et pour les hommes illustres, Redfield, Reid et Piddington, auxquels on aura finalement rendu pleine justice.