CHAPITRE PREMIER

DES RAPPORTS ENTRE LES OBSERVATIONS ASTRONOMIQUES ET LA PÉRIODICITÉ DE L’ÉTAT HYGROMETRIQUE DE L'AIR .

§ 489. Les observations astronomiques ne s’opèrent que les jours sereins, lorsque le ciel est clair ; alors l’état hygrométrique de l’air présente deux périodes qui sont en rapport direct avec le mouvement du Soleil. C’est le soir, après le coucher de cet astre, que l’hygromètre présente un maximum; le matin, après le lever du soleil, il y a un autre maximum hygrométrique supérieur.

Après avoir prouvé que c’est l’augmentation de la quantité de vésicules dans l’air qui cause la diminution de sa transparence et l’accroissement de sa blancheur, il devient très-important d’étudier le mode de production de la vapeur. Avant de m’en occuper, j’exposerai plus clairement l’opinion de Képler sur la production du crépuscule, car un grand nombre d’astronomes rapportent cette opinion sans la réfuter ou l’approuver. Maedler n’est pas de ceux-là; il approuve l’opinion de Képler dans toute son étendue, et cela sans s’apercevoir du résultat contradictoire, résultat qui l’amène à connaître que l’air étant parfaitement transparent ne réfléchit point la lumière. Cet astronome s’exprime ainsi (Astronomie populaire, 5* édit., p. 40) :

« Si l’air était parfaitement transparent, après leur ré- « fraction, les rayons se seraient propagés sans être aper- * ças; mais les molécules de Pair ont encore la propriété de « réfléchir une partie! de la lumière incidente; de sorte qu’il

794 CI IA P. L — RAPPORTS ENTRE LES OBSERVATIONS ASTRONOMiQCES

« nous arrive une partie de la lumière du corps lumineux, « même lorsque déjà il est au-dessous de l’horizon.

« Soit BA (fig. 70) une partie de la surface de la Terre; « un rayon SA touche la terre en A et se propage avec les « autres voisins en c par le milieu des molécules d’air qui « dispersent des quantités décroissantes d’atomes de lu- « mière. En tirant de ce point c une tangente cB sur la « Terre, on détermine pour l’observateur placé en B la dis- « tance cC', qui est la hauteur H cherchée de l’atmosphère. »

Fig. 70.

§ 490. Exposition de la double erreur dans cette explication du crépuscule. On sait qu’une erreùr ne peut conduire à un résultat réel qu’accompagnée d’une ou de plusieurs autres. Si dans un calcul, on a fait une erreuret qu’on parvienne cependant à trouver un résultat juste, on peut être sûr qu’il y a dans les détails du calcul une ou plusieurs autres erreurs. Ici le résultat juste est la durée t du crépuscule parce qu’elle est obtenue par l’observation; il faut donc au moins deux erreurs pour obtenir le même résuttat par les hypothèses : 1° l’air étant parfaitement transparent est supposé réfléchir une partie de la lumière incidente. 2“ La hauteur véritable de l’atmosphère n’est pas celle H' trouvée de la manière indiquée ; cette hauteur n’est pas d’accord avec celle H trouvée au moyen du baromètre.

Les raisonnements exposés ne sont pas même logiques. L’observateur en B reçoit la lumière réfléchie des molécules c , où elle arrive de S ; cependant il doit aussi recevoir la lumière qui éprouve des réflexions en s’avançant de A vers c, réflexions qui la sollicitent de s’approcher de G' ar-

rivant d’une direction h. De cette manière, le Soleil 8 peut se trouver à 1 5° ou même davantage au-dessous de l’horizon et sa lumière n’arrive pas à B par une seule réflexion opérée en c, parce que ce que les molécules produisent en c, elles ne cessent pas de le produire à la lumière qui s’a* vance de S vers hC encore à la lumière qui s’avance de C'a vers /B,

Soit NDM la limite supérieure de l’atmosphère où n’ar» rivent jamais des vésicules j Celles-ci ne s’élèvent que jus-* qu’à une hauteur ù/r d’environ 3,000 mètres sans que pour cela il manque quelques régions intertropicales où les vési* cules 0e s’élèvent que jusqu’à la hauteur hcf. On a nommé aéfosphèt-e la couche d’air pur et sec qui commence de la limite MDN et se contient pour descendre jusqu’à la limite tqr ou hcf d’où commence l’atmoaérosphère composée d’un mélange d’air et de vésicules ayant une hauteur qui ne dépasse pas les 3000 mètres, mais diminue pour devenir de 1 000 mètres et môme de 500.

1. DE LA PÉRIODICITÉ DE LA HAÜÎEUR DE L’ATMOAÉROSPHÈRE INDIQUÉE PAR LE CRÉPUSCULE.

§ 494. Soit T (fig. 71), là Terre entourée immédiatement de l’atmoaéfosphère dont la hauteur diffère pour chaque pays et varie beaucoup du matin au soir dans chaque pays. Cette atmoàérosphère se trouve dans l’aérosphère Qr'VZ. La pression barométrique correspond à la hauteur T Y = H de l’aérosphère, et c’est l’hygromètre qüi indique les hauteurs s, g,r, m', h'... de l’almoaérosphère, hauteurs qui varient du soir après le coucher du soleil jusqu’au matin avant son lever. Ces variations de l’hygromètre sont indiquées exactement par les durées du crépuscule de chaque pays.

S’il y à des pays où la durée du crépuscule est courte, c’est que la hauteur de l’atmoaérosphèro de ces pays est

très-médiocre. Le Chili, Cumana, Sennaar sont des pays

où les pluies sont rares, et cependant c’estle vent de la mer qui y domine.

En admettant l’éloignement de l’eau de la mer sous forme de vapeur, on serait conduit à croire que cette vapeur doit se trouver dans l’atmosphère. En examinant sur toutes les côtes, en été, l’état hygrométrique de l’air, on le trouve toujours trèssec, surtout pendant les heures les plus chaudes de la journée; il n’y a d’humide que l’air du vent de la nuit dirigé vers le mer.

Les jours sereins, le ciel présente au zénith un bleu sombre qui s’étend jusqu’à une distance de 60° environ, où commence la couleur blanche, couleur qui croît vers l’horizon pour y atteindre son maximum. On attribue cet accroissement de la couleur blanche à celui de la vapeur de la couche inférieure de l’atmosphère ; en d’autres termes, on reconnaît l’existence de l’almoaérosphère, dont 1* la tranche fch (fig. 70) a son maximum de hauteur ou d’épaisseur dans la direction zénithale G'c, et 2° son maximum d’étendue est dans la direction horizontale C7t Cf.

Sur les côtes, les nuits sereines, l’horizon se présente clair presqu’à la surface de la mer, tandis que du côté du continent on le voit blanc comme à l’ordinaire. Ce fait paraît être en contradiction avec l’explication dans laquelle on admet l’origine de la vapeur dans l’évaporation de l’eau, laquelle doit être en plus grande activité sur la mer que sur les continents.

Fie. 71.

§ 492. Rapport entre l’hygromètre et le baromètre. Les jours sereins et pendant plusieurs mois on observe une périodicité double du baromètre et de l’hygromètre.

4° De 2 à 3 heures du soir, les deux instruments indiquent un minimum absolu, minimum qui est mieux prononcé sur la mer que sur les continents.

3* Après le coucher du Soleil, les deux instruments atteignent un premier maximum qui se soutient tant que le crépuscule dure.

3' Avant l’apparition du crépuscule du matin, les deux instruments se trouvent baissés sans cependant atteindre le minimum du soir de la veille.

4' Au lever du soleil, l’hygromètre atteint un maximum qui dépasse celui du soir ; alors le baromètre s'élève encore pour atteindre son maximum vers 9 heures, lorsque l’hygromètre baisse déjà. Les deux instruments continuent ensuite à baisser pour atteindre le minimum absolu précisément à l’heure où le thermomètre est à son maximum. (Physique, t. III, p. 839.)

A Athènes, pour le mois de juin, Schmidt trouve la hauteur du baromètre de 2m"44 inférieure à celle du mois de janvier. Le crépuscule disparait en été dans un abaissement du Soleil de 15*50 environ, tandis qu’en hiver le Soleil doit s’abaisser jusqu’à 18*05. Ce résultat isolé des variations annuelles du crépuscule se trouve d’accord avec celui obtenu par les variations diverses du baromètre et du crépuscule; c’est le soir que le baromètre est plus élevé, pendant la plus longue durée du crépuscule; dans son apparition du matin , le baromètre est plus bas pendant la durée du crépuscule la moins longue. Lorsqu’on croyait que le crépuscule a des durées correspondantes aux hauteurs de l’atmosphère, ce rapport paraissait en être une preuve. Toutefois Schmidt s’aperçut qu’il n’y a pas une relation entre l’abaissement du baromètre de 2"w,44 et celui

du Soleil de 3° environ, ce qui est j- de son abaissement total de 4 8° au-dessous de l’horizon pour que le crépuscule disparaisse.

Cette hauteur barométrique ne laisse aucun doute sur l'égalité de la pression atmosphérique et sur l’identité de la hauteur H de l’atmosphère. Si les durées du crépuscule sont courtes, la cause n’en peut être attribuée ni à une propriété différente de l’air ni à une hauteur inférieure de l’atmosphère, mais bien à un étal hygrométrique différent indiqué par l’hygromètre et prouvé directement par Les analyses de l’air.

Le crépuscule est en effet la lumière du Soleil ; cependant ses rayons après avoir éprouvé une réfraction dans l’air, se propagent sans être aperçus, parce que l’air n’a pas la propriété de réfléchir la lumière; aussi il est d’une transparence aussi parfaite autour de la Terre qu’autour des planètes. La lumière du crépuscule est réfléchie ou dispersée, non par des molécules de l’air, mais par des vésicules de vapeur contenues flottantes dans l’air.

La durée du crépuscule n’indique pas la hauteur de l’atmosphère, mais elle est en rapport direct de l’atwoaérosphère. C’est dans la hauteur du baromètre qu’on doit chercher l’existence d’une pression atmosphérique ; la durée du crépuscule n’a aucun rapport avec cette pression; cette durée est une espèce d’hygromètre indiquant les hauteurs de l’atmoaérosphère de chaque jour et de chaque pays.

Il y a un rapport direct entre la hauteur h de l’atmoaérosphère et la durée r du crépuscule, parce' que la dispersion des rayons dure davantage et va plus loin lorsque la hauteur h est plus élevée. La longue durée des dispersions cause, d’une part, une diminution de la quantité des atomes de lumière; mais d’autre part, cette dispersion produit un accroissement d’éclat par la multiplication de la lumière affluante d’un grand nombre de vésicules; de sorte qu’il n’y a pas diminution d’éclat à caose de l’accroissement des durées.

Nous avons à prouver: 1* le mode de production des vésicules dans l’atmosphère, et 2° le rapport direct entre la hauteur h de l’atmosphère et la durée t du crépuscule. Tous ces états se produisent les jours sereins et très-régulièrement dans un climat comme dans celui d’Athènes, où les perturbations de l’atmosphère sont rares.

IL Dü MODE DE PRODUCTION DES VÉSICULES PAR LES ÉLÉMENTS DE L'AIR.

§ 493. Il est incontestable que l’eau se transforme en vapeur composée de vésicules dont les diamètres varient; en hiver, on les trouve plus grands de O*", 035, et en été plus petits de O”", 01 5. Leur enveloppe transparente est liquide en été, mais devient solide et prend la forme d’un ballon lorsque la température de l’air est au dessous de zéro. C’est par le déchirement de milliers d’enveloppes liquides qu’est produite une gouttelette d’eau ; c’est par l’adhésion de milliers de petits ballons qu’est produit un flocon de neige. L’arrangement de ces ballons est déterminé par l’état hétéro-électrique des points opposés de leur surface.

Les gouttes de pluie sont incolores, la lumière en le9 pénétrant fait éprouver à leur surface des réfractions et des réflexions qui ont été bien déterminées dans l’explication du mode de production de l’arc-en-ciel (Phys., t, II, p. 658). Les enveloppes des vésicules à l’état liquide ou à l’état solide ne permettent pas à la lumière de faire pénétrer de l’air dans leur intérieur; elles la dispersent et la rejettent dans tontes les directions. Ainsi celte lumière dispersée arrive aux enveloppes ambiantes de tous les côtés, tandis que la lumière incidente n’y arrive que sous une seule direction conduisant aux corps lumineux.

La lumière des gouttelettes est incolore, tandis que les flocons de neige ont une blancheur d’un très-grand éclat. De môme l’espace occupé par les vésicules de vapeur pa-

rait blanc. Nous avons prouvé que cette blancheur résulte de l’accroissement de la quantité des rayons de lumière on peut donc connaître le degré de densité des vésicules par celui de l’éclat de blancheur de l’atmosphère, degré correspondant à la durée t du crépuscule, et à l’extinction des étoiles.

Jusqu’à présent on ne connaissait la production de la vapeur que par l’eau seule; c’est pourquoi les météorologistes s’efforçaient de faire arriver l’eau des mers chaudes sous la forme de vapeur jusqu’aux sommets des montagnes afin que cette eau alimentât les sources abondantes qui se trouvent à leur pied ; cela doit s’opérer ainsi même en hiver pendant le grand froid. Dans le volume suivant, j’exposerai les détails de l’atmosphère avec leurs preuves; je me bornerai ici à en donner un résumé très abrégé pour mettre le lecteur à même de bien connaître la liaison qui existe entre la durée du crépuscule et l’état hygrométrique de l’air ambiant composant l’atmoaérosphère dont la hauteur varie avec celle de l’hygromètre.

A. De l’exhydatose de l’air et de la production de vapeur