DE LA TEMPÉRATURE DE L ATMOSPHÈRE

VarlatUas de la température. — Sans nous occuper ici cks lois générales de la chaleur qui sont censées connues par Tétude de la physique, nous dirons que la température de Tatmosplu !>; préseîite, selon les temps et les lieux, des variatioru dont les iiiit-» peuvent être considérées comme générales et les autres comrno particulières à certaines localités.

Les premières, qui se rapportent à la position des lieux par raj)port au soleil et à leur altitude, seraient régulières et susceptible ^ d'un calcul rigoureux si elles n'étaient toujours plus ou moins m<> difiées j)ar les secondes : on peut les distinguer en tariutlma diurnes^ varialious annuelles^ variations de latitude et tarietim^ d'altitude. De leur côté, les variations particulières peuvent se subdiviser en permanentes et en morne ntafiées^ selon qu'elles agissent constamment sur une même localité, ou selon qu'elles n'agissent que momentanément.

Les variations dlameii consistent dans la tendance qu'a la température de la couche d'air qui avoisine le sol dans un même lieu à s'élever depuis le lever du soleil jusque vers deux heures api t^ midi en hiver, ou trois heures en été, et à s'abaisser depuis ce ni-»ment jusque vers le lever du soleil. On appelle température moyenne de la journée celle que l'on obtiendrait en ajoutant les températures de tous les instants de la journée, et en divisant la sonmie par K nombre des instants. Mais, comme cette manière d'opérer sentit impossible dans la pratique, ou a cherché les moyens de la simplifier, et on a reconnu que l'on obtenait le même résultat en pre-

nant le terme moyen de trois observations faites au lever du soleil, âdeux heures après midi et au coucher du soleil. On a remarqué aussi que la température de neuf heures du matin, ainsi que la demi-somme des températures de deux heures du même nom, diffèrent très peu de la température moyenne de la journée.

Les varUiioDs aonvelles sont celles qui font que la température d^un lieu est plus chaud en été qu^en hiver.

On appelle température moyenne de Vannée le terme moyen entre les températures moyennes de tous les jours de l'année, et on entend par température moyenne éTun lieu le terme moyen entre la température moyenne du plus grand nombre d'années que l'on a pu recueillir, ce qui doit s'entendre de la température de la partie de l'atmosphère qui touche le sol, les observations ordinaires se feûsant toujours dans l'air.

On a aussi remarqué que, dans l'hémisphère boréal, la température moyenne du mois d'octobre, ou la demi-somme des températures moyennes des mois d'avril et d'octobre, diffère très peu de la température moyenne de toute Tannée.

Yarlations de latitude. — La température moyenne des lieux situés à une même élévation va toujours, sauf les modifications résultant des variations particulières, en diminuant de l'équateur aux pôles de la terre. On peut évaluer la température moyenne de la couche d'air qui touche la surface de la terre, prise au niveau de la mer, à 27**,5 du thermomètre centésimal sous l'équateur, à 26° sous le 20* degré, de latitude boréale, à 12" sous le 45* degré, à zéro sous le 66* degré aussi de latitude boréale. La diminution continue en s'avançant vers les pôles; mais, d'après les calculs de Fourier, elle ne doit s'abaisser tout au plus qu'à 40® au dessous de zéro. D'autres calculs ont même porté à croire que la température moyenne ne devait pas s'abaisser à plus de 20 degrés au dessous de zéro.

Il résulte de la combinaison des variations générales et particulières, qu'en ramenant par le calcul les températures moyennes des divers points de la terre à celles d'une même altitude, les températures égales ne correspondent pas exactement avec les mêmes latitudes ; mais les lignes qui passent par les lieux jouissant d'une même température moyenne décrivent sur le globe des courbes irrégulières qui s'écartent plus ou moins des cercles de latitude : c'est ce qu'Alexandre de Humboldt a nommé lignes isothermes.

On remarque que dans la zone torride ces lignes s'écartent beaucoup moins des cercles de latitude que dans les autres zones. On a remarqué aussi que ces courbes tendent à se rapprocher des

TEMPËRATUBE DE L'ATMOSPHÈRE. aifi

qui donne la considération la plus importante pour Thabitation des êtres vivants, on donne le nom de climats excessifs à ceux qui pré* sentent de grandes variations, tandis que Ton appelle climaU oimstants ceux qui en présentent le moins. On se sert aussi pour distinguer ces deux espèces de climats des dénominations de dimats cofUinsntaux et marins parce que c'est dans Tintérieur des continents qne le climat est le plus excessif et dans les grandes xaers qu'il est le plus constant, et, comme les îles participent plus on moins du climat des mers environnantes, on appelle aussi les climats marins climats insulaires. C'est ainsi, par exemple, qu'à Fonchal, dans Tîle Madère, la température moyenne du mois le plus chaud est de 22*^,3 et celle du mois le plus froid de 15^,7, ce qui fait une différence de 6*^,6; tandis qu'à Easan la température moyenne du mois le plus chaud est de 18^,4 et celle du mois le plus froid de — 16'*,5, de sorte que la différence est de 34**,9. En général, les températures sont beaucoup plus variables dans les hautes latitudes que dans les basses, mais cette loi est généralement très modifiée par l'influence marine, car, quoique le cap nord soit de 15"^ 22' plus septentrional que Easan, la différence entre le mois le plus froid et le mois le plus chaud n'est que de 13%6.

Il est à remarquer, en outre, que la température moyenne des bords de la mer est généralement moins basse dans les hautes la* titudes que celle de l'intérieur des continents.

WarlatloiM d'aliliode. Dans les lieux situés sur une même verticale, la température va généralement en diminuant à mesure que le point où se fait l'observation est plus élevé. Cette diminution est si rapide, que l'on évalue moyennement à 185 mètres l'altitude qui correspond à un degré du thermomètre centésimal; mais les modifications résultantes des variations particulières affectent encore plus ce genre de variations générales que celles concernant les latitudes.

La forme du sol exerce notamment une grande influence à c^ égard, car le décroissement de la température est beaucoup plus rapide si l'on s'élève au milieu des airs ou sur une montagne isolée que si l'on s'élève sur un plateau ou dans une vallée. C'est ainsi, par exemple, qu'il n'y a que 0^,8 de différence entre la température de Constantine qui est bâtie sur un plateau à l'altitude de 650 mètres et celle d'Alger qui est sur le bord de la mer. Il paraîtrait en outre que le décroissement n'est pas uniforme pour les diverses élévations, car Humboldt a conclu d'un grand nombre d'observations faites dans l'Amérique équatoriale, que le premier

346 MËTÉOROLOGIE.

kilomètre de hauteur emportait une diminution de 5**,7 du thermomètre, le second de 3'*,4, le troisième de 4**,1» le quatrième de 7**, 3, le cinquième de 5°,5, ce qui fait que dans ces régions k température moyenne, qui est de 27°,5 au niveau de la mer, est de 10°,5 à la hauteur de 5 000 mètres.

Les saisons apportent aussi de grandes différences dans ces résultats ; car le climat des hautes montagnes présentant, comme celui des îles, moins de différence entre la température des hiver» et des étés qu) celui des continents, il y a moins de différence en hiver qu'en été entre leur température et celle des lieux moins élevés. C'est ainsi, par exemple, que M. Martins a trouvé qu'au mont Ventoux, en Provence, dont l'altitude et de 1 911 mètres, un décroissement d'un degré correspondait à 129 mètres en été et à 144 mètres en hiver. Le décroissement varie également selon les heures de la journée.

Quant aux variations parllealléres, elles présentent trop de diversités selon les lieux pour que nous en donnions une idée générale.

Alaximoni et nlninaiii des tempérât ores. Il serait difficile de dire quelles sont les plus hautes et les plus basses températures auxquelles l'atmosphère peut atteindre; car, en ce qui concerne le maximum, on a vu, dans la physique, que l'action du soleil, convenablement disposée, peut donner à des corps solides une température extrêmement élevée, laquelle se communique quelquefois à une partiede Tair environnant. Aussi Richtie et Lyon annonçaient-ils avoir observé une chaleur de 54*^ dans l'oasis de Mourzouk; miiis on doute que Tobservation ait été suffisamment dégagée des effets du soleil sur le thermomètre. Parmi les autres exemples de températures élevé 'S qui ont été rapportés, nous citerons l'observation d'une chaleur de 47°4 faite par Burckardt, à Esné, dans la haute Egypte. Quant au minimum, on n'a pas encore pénétré jusqu'au pôle, et, d'un autre côté, il est difficile de faire des observations lorsque la température est en dessous de la congélation du mercure, c'est à dire de — 39", 5. Du reste, le froid le plus fort qui ait été constaté est de — 56%7, supporté par le capitaine Back, au fort Reliance dans la Nouvelle Bretagne. A Paris, le thermomètre s'est élevé, le 8 juiUet 1793, à 38°,4 et il est descendu, le 25 janvier 1795, à — 23*^,5, ce qui forme une différence de 6P,9.

Marche oscillatoire de la températore. Nous avons déjà

'^ — 'é à entendre que la température moyenne d'un lieu pendant

mée n'est pas nécessairement semblable à celle d'une autre

mais ces variations se font par oscillation, c'est à dire

qu'une ou plusieurs années plus chaudes sont suivies par une ou plusieurs années plus froides ; et depuis plus d'un siècle que Ton fait des observations comparables, la température ne paraît pas avoir fait des progrès , soit vers le refroidissement, soit vers réchauffement. H parait aussi, d'après les témoignages historiques, que la température de l'atmosphère n'a pas éprouvé de changements généraux depuis deux mille ans; et, si les monuments historiques semblent annoncer que certaines contrées ont eu des températures différentes de leurs températures actuelles, ces différences s'expliquent aisément par les défrichements, les dessèchements et les autres changements que les travaux de l'homme ont fait éprouver à ces contrées. De sorte que l'on peut considérer comme démontré que, dans l'état actuel des choses, il y a équilibre entre la chaleur que l'action du soleil développe à la surface de la terre, et celle qui se perd continuellement; mais on verra dans le livre suivant qu'il n'en a pas toujours été ainsi, et que tout annonce qu'il a existé une époque où l'atmosphère, du moins k partie de l'atmosphère qui avoisine la terre, était beaucoup plus chaude qu'elle n'est actuellement.

Cause des variations de tenpëratore. L'étude de la physique apprend que le soleil peut être considéré comme la seule cause de chaleur que l'on observe dans l'atmosphère, puisque, d'après les calculs de Fourier, la transmission de la chaleur intérieure de la ten-e n'entre pas pour un trentième de degré dans la chaleur de l'atmosphère, et celle provenant du rayonnement des espaces planétaires entre probablement pour moins encore dans la chaleur des régions que nous pouvons observer. On peut, en conséquence, se rendre compte de ce qu'il y a de général dans la cause des variations diurnes, annuelles et de latitude, puisque ces variations sont en rapport avec le temps et la manière dont le soleil peut faire sentir son action directe. Mais le phénomène de la diminution de la chaleur, proportionnellement à l'augmentation de l'altitude, n'est pas aussi simple et paraît résulter de trois causes différentes ; la première est la facilité avec laquelle les rayons calorifiques lumineux traversent l'air sans l'échauffer; la seconde est l'absorption par ce même air, surtout lorsqu'il est humide, des rayons calorifiques obscurs développés sur les corps terrestres et qui tendent à se perdre dans les espaces célestes ; la troisième est l'augmentation de la capacité pour la chaleur dans l'air lorsqu'il se dilate. Il résulte, en effet, de cette dernière circonstance que l'air chaud qui s'élève de la partie inférieure de l'atmosphère, parce qu'il est plus léger, prenant une plus grande capacité pour la chaleur, se re-

froidit de lui-même sans céder de sa chaleur aux espaces enTÎron- Hauts, tandis que Tair froid qui descend, parce qu'il est plus pesant, perdant de sa capacité pour la chaleur, s^échaoffe de luimême par suite de sa nouvelle position ; de sorte que l'ascension et la descente de Tair ne tendraient pas à établir une température égale dans Tatmosphère, et, quoique ce phénomène ait beaucoup de rapport avec ce qui se passe dans Teau d'une diaudière échauffée par le bas, la propriété qu'a l'air de ne pas conserver, comme l'eau, la même capacité pour la chaleur est cause que celle-ci ne se distribue pas dans l'atmosphère aussi uniformément que dans l'eau de la chaudière.

Quant aux causes des variations particulières, elles sont encore beaucoup plus compliquées et plus difficiles à expliquer. L'une des plus importantes de ces causes parait être la présence d'une plus grande quantité de terres ou d'eaux, ces dernières ayant la propriété d'égaliser les températures. On conçoit en effet que, d'un côté, la transparence des eaux, leur tendance à s'évaporer, et l'interception des rayons du soleil par les nuages, empêchent la surface des eaux de s'échauffer comme celle des corps opaques et fixes ; tandis que, d'un autre côté, ces mêmes nuages arrêtant aussi la transmission de la chaleur par rayonnement, diminuent le refrcâdissement qui a lieu pendant la nuit, et que la propriété qu'ont les grandes masses d'eaux de se maintenir à 4*" au dessous de zéro quoique l'atmosphère soit à une température beaucoup plus basse, empêche aussi qu'il se produise de grands froids, du moins dans les lieux où l'intensité du froid n'est pas assez forte pour amener la congélation des grandes masses d'eau. La surface opaque et non susceptible d'évaporation des terres est cause qu'elles s'échauffent considérablement en été, tandis qu'en hiver, le refroidissement ^oduit par le rayonnement pendant la nuit est facilité parle peu de nuages qui se trouvent dans l'air, et que la neige qui couvre la terre tend généralement à augmenter le froid, tant parce qu'elle empêche le sol de s'échauffer pendant le jour, que par la chaleur qu'elle absorbe pour son évaporation.

Les vents qui régnent dans l'atmosphère exercent également une injfluence très sensible sur la température. On conçoit, en effet, que l'arrivée dans une contrée d'un air plus chaud ou plus froid doit y produire directement et instantanément des changements de température. Ainsi un lieu où régnent principalement des vents venant d'une contrée glacée sera plus froid que celui qui reçoit les vAuts d'une contrée brûlante, tandis que les lieux exposés aux 1 venant de la mer auront un climat plus constant, etc.

TEMPËRATCRE DE L ATMOSPHÈRE. 349

D'un autre côté, un vent chargé de nuages arrêtera, en hiver, la propagation du &oid, parce que ces nuages empêcheront le rayonnement, tandis que, en été, la même circonstance s'opposera au développement de la chaleur, parce que, dans cette saison, le froid qui se produit par le rayonnement est moindre que la chaleur produite par Faction seule des rayons solaires.

C'est ainsi que la grande différence qui existe entre la température des côtes nord-ouest et celle des côtes nord-est des deux grands continents, est attribuée à la prédominance des vents d'ouest au nord des tropiques. On conçoit en effet que ceux de ces vents qui arrivent sur les premières de ces côtes venant de parcourir de vastes étendues de mer doivent y déterminer Texistence d'un climat marin, tandis que ceux qui arrivent sur les côtes nordest venant de parcourir de vastes étendues de terres doivent y déterminer une température continentale.

Les courants qui existent dans les mers doivent aussi exercer une grande influence sur la température; car le passage continuel dans un lieu d'une masse d'eau provenant de régions où la température de la mer est plus élevée ou plus basse doit y détermineî un échauffement ou un refroidissement permanent; aussi croit-on qise le grand courant, connu sous le nom de Oulf-sfream, qui amène des eaux du golfis du Mexique jusqu'au nord de l'Europe, exerce une grande influence sur l'élévation relative de température qui règâe sur les côtes nord-ouest de cette partie de la terre.

Enfin la nature du sol, sa couleur, la manière dont il est exposé aux rayons du soleil, la dénudation des roches ou la présence d'une végétation plus ou moins active doivent encore influer &&r la production et la conservation de la chaleur.

On sent que ces diverses causes doivent modifier beaucoup plâs les températures selon les altitudes que celles selon les latitudes, à raison des petites distances sur lesquelles s'exerce l'effet normal des premières, et pourquoi les irrégularités sont plus sensibles dans les petites hauteurs ou sur des plateaux étendus, que dans les grandes élévations ou sur des montagnes isolées, puisque moins on est élevé, plus l'influence des causes qui se passent à la surface du sol environnant est puissante, et que, d'un autre côté, le sol des plateaux est dans le cas d'exercer de lui-même une influence sur la température. Aussi, lorsque Gkty-Lussac s'est élevé en plein air à une dtitude de 7 000 mètres au dessus de Paris, a-t-il trouvé que le décroissement par degré du thermomètre correspondait à 174 mètres, c'est à dire à un nombre qui se rapproche beaucoup plus de la moyenne que la plupart des observations faites sur le sol.

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ItES MOLVEMETiTS DE L*A TMOSPIlÈltE

VenlscB général. I,rs miHivonit'iit;; de l'atmosphère ilonni'ut lieu à dos plK'iiomi'nr's ijtu: ri)ii (li'>si;;ii(' sons le nom lic tenls et (]tii peuvent être coJisiilrivs siitis !<■ ra])]iiirl ài- leur direction, île luur propagation, de lotir iliin'c, do Icar ôlondiie, do leur intensitô, ilclciir cause et de leur iiifiiioiice sur li- diiuut.

nircrllon Jeu venW. Sini^; le iirouiier point de vue, les marins sont d^ius l'haljjtude de di^tiM!:!lIer :i2 diroctiims particulières, ou. comme ils diront, '■>'! ri'inl:'; ih r<',ifx, do la manière indiquée àk figure ci-dessous, qui est co quo l'un a|ipelle la >-<iSe des re.its. Diuis l'usa[;c ordinaire ou di'sigjio sonvo)]t les vnits par dos noms p.irticiiliors selon les lieux.

Propaf^ation des venta. Les vents se propagent par impulsion et par aspiration. Pour se faire une idée de cette distinction, il faut se rappeler ce qui se passe dans un soufflet, oii Fair qui sort par le tuyau est poussé en avant, tandis que celui qui le remplace est aspiré dans Tintérieur du soufflet. On peut aussi comparer la propagation des vents à ce qui a lieu dans un canal lorsque Ton ouvre l'écluse qui sépare deux biefs de hauteurs inégales. On voit alors Peau du bief supérieur s'avancer dans le bief inférieur en poussant l'eau de celui-ci en avant, et l'on voit, au contraire, le mouvement se propager successivement dans le bief supérieur en sens contraire à la direction du courant. De même, les vents par impulsion ont une marche progressive dans le sens de leur direction, et les vents par aspiration se propagent dans le sens contraire à leur direction. C'est ce que l'on remarque souvent dans les vents qui se développent instantanément, et notamment dans les ouragans ; tel est, par exemple, celui qui a parcouru une partie des États-Unis d'Amérique le 11 février 1811, en soufflant du nord-est au sud-ouest, et qui se fit sentir à Charlestown à deux heures après midi, à Washington à cinq heures du soir, à New- York à dix heures du soir, et à Albany le lendemain au point du jour.

Uétendoe de» vents dans le sens de la surface sur laquelle un même vent se développe est quelquefois très considérable, et l'on va voir sur quelle immense surface régnent les vents alizés. Quant à leur étendue en hauteur, on est rarement à même de pouvoir l'observer; cependant, lorsqu'on gravit une haute montagne, on traverse souvent des espaces dans lesquels il souffle des vents de directions différentes, d'autres dans lesquels l'air est calme ; et l'on voit souvent la fumée des volcans élevés se diriger dans un sens différent de la direction du vent qui règne au pied de la montagne. De sorte qu'il est probable que les vents n'ont pas ordinairement une très grande hauteur, c'est à dire que les couches de l'atmosphère qui sont animées d'un même mouvement ne sont pas très épaisses.

Les vents considérés sous le rapport de leur dnr^e peuvent être divisés en vents constants^ vents périodiques et vents variables.

Les ventB constants sont connus sous la dénomination de vents alizés^ et régnent constamment dans presque toutes les parties de l'océan Atlantique et de l'océan Pacifique comprises entre les tropiques : leur direction moyenne est de l'est à l'ouest; mais ils prennent une inclinaison vers le nord dans l'hémisphère boréal, et vers le sud dans l'hémisphère austral. Entre ces deux directions, il existe une zone d'environ cinq degrés, que l'on nomme cloud ring^ où Ton rencontre le plus souvent, des calmes entremêlés de vio-

lents orages. Cette zone ne concorde pas précisément avec Féquateur et s'étend principalement au nord de ce cercle.

Les vents alizés sont très favorables à la navigation lorsqu'il s^agit d'aller de Test à l'ouest ; mais les navires à voiles qui doivent aller de l'ouest à l'est sont obligés de sortir de la zone où régnent les vents alizés.

Les venin pértod^ves les plus remarquables sont appelés moussons par les marins : ils soufflent pendant six mois dans tme direction, et ensuite pendant six mois dans la directiim opposée, comme il arrive dans les mers de Flnde. De la côte de Malacca à la Chine, par exemple, il règne des vents de sud-ouest depuis avril jusqu'en octobre, et de nord-est depuis octobre jusqu'en avril. Le changement d'une mousson à l'autre se fait graduellement et est accompagné de tempêtes et d'ouragans. Les moussons sont aussi très favorables pour la navigation ; mais, qxtaaid ol veut parcourir avec des navires à voiles des mers où dles règneiît. on est obligé de coordonner les traversées avec leur direction.

On doit aussi ranger parmi les vents périodiques ceux que le^ marins nomment brise de terre et brise de mer, qui se font sentir dans le voisinage des côtes, surtout dans la zone torride. La brise de mer, qui se dirige de la mer vers l'intérieur des terres, règne pendant le jour, et la brise de terre, qui se fait sentir pendant la nuit, se dirige en sens contraire.

On désigne par la dénomination de rentn varlaUen, ceux qui ne rentrent pas dans les deux catégories précédentes. Leurs variations sont telles, qu'il serait impossible de doimer des notions générales à leur égard sans dépasser les bornes de cet abrégé. Noos dirons simplement que, dans le nombre de ces vents, il y en a qui, pour eertaines localités, sont dominants, soit pendant toute l'année, soit pendant certaines saisons, et d'autres qui sont plus ou moins momentaTtés,

Les vents, considérés sous le rapport de leur iatcBailé, présentent beaucoup de variations, et on a dressé la table suivante de leurs principales vitesses et des termes qu'on emploie pour désigner les vents qui en sont animés.

I SOO mètres par heure, vent à peine sensible.

vent sensible.

7 SOO

vent modéré.

▼ent assez fort.

▼ent très fort.