INSTRUMENTS MÉTÉOROLOGIQUES

la colonne barométrique. Pour écarter ces irrégularités , il faut donc ramener chaque observation à des termes uniformes de comparaison : on le fait assez simplement, pour la température , en ajoutant ou retranchant à la hauteur de la colonne de mercure i /54 1 a par chaque degré centigrade, et l’on ramène ainsi chaque observation à la température de o°. Une correction analogue fait disparaître les différences qui résultent de l’élévation au-dessus du niveau de la mer; en effet, on sait que l’air, déchargé du poids des couches inférieures, à mesure que l’on s’élève est moins pesant, et que pour des hauteurs moyennes, la colonne barométrique baisse d’environ i/ro e de pouce (01110027) pour 90 pieds (a9 m a355). On ramènera donc l’observation à la pression moyenne de 76 centimètr. où le mercure pèse io463 fois plus que l’air, en retranchant 1/ 1000 e de pouce (omooooay) par chaque pied (o ra 3a48) d’élévation audessus du niveau de la mer. Ces deux corrections ne sont qu’approximatives, mais peuvent suffire pour les observations météorologiques ordinaires. On trouve dans les traités de Physique des formules qui permettent

baromètres. »3i

de calculer ces corrections et quelques autres avec la dernière précision ; on a aussi dressé des tables de réduction pour le calcul des hauteurs par les observations barométriques.

Oscillations barométriques. — Les oscillations des baromètres, notées avec toutes les précautions convenables et au même instant, dans plusieurs lieux d’observation, ont fait reconnaître qu’elles sont à peu près égales et simultanées pour une grande étendue de pays : ainsi le professeur Pictet, de Genève, qui a représenté par des lignes courbes , pour chaque jour de l’année, les oscillations barométriques observées à Genève , à Paris et à Londres , a montré que les élévations et les dépressions du mercure ont eu lieu dans ces trois villes en même temps et à peu près également. Lord Gray a cru reconnaître que cette loi n’est pas sans exceptions, et que les changemens de densité se manifestent d’abord au sud $ mais peut-être ce résultat provient-il des erreurs d’observation bien difficiles à éviter.

Des 'variations périodiques ont aussi . été observées dans la colonne barométrique, à

a3l IKSTHDME5S METEOROLOGIQUES.

CAi laines heures du jour et certaines phases de la lune. Celles-ci paraissent tenir à «ne action sur l’atmosphère, analogue aux phénomènes des marées. M. Howard a établi , d’après une suite d’observations faites durant dix années, que le baromètre baisse de i/io e de pouce lorsque la lune devient nouvelle ou pleine , et s’élève dans la même proportion lorsque cet astre entre dans le premier ou le dernier quartier. Les calculs de Laplace et de M. Bouvard feraient considérer les oscillations de l’atmosphère, dues à l’action delà lune, comme excessivement faibles.

Les variations diurnes périodiques du baromètre , observées d’abord dans le voisinage des tropiques , et que M. Bouvard a également mises dans tout leur jour pour nos climats, par la comparaison d’un très-grand nombre d’observations , ne paraissent pas dépendre de la position de la lune; il résulte des tableaux dressés par ce savant que le baromètre atteint sa plus grande élévation à 9 h. du matin, qu’il descend ensuite jusqu’à 3 h. ; à partir de ce moment il remonte, atteint son a é maximum à 9 h. du soir, et

BAROMÈTRES, VARIATIONS. a 33

redescend de nouveau pour présenter le lendemain le même phénomène. L’étendue de l’oscillation, en résultat moyen de onze années calculées, pour la période barométrique de 9 h. du matin à 3 h. dii soir, est égale à o mm 756, et pour celle de 3 h. à 9 h. du soir , n’est que de o mm 873, c’est-à-dire environ la moitié de la première. Des observations moins nombreuses ont cependant laissé entrevoir que de semblables périodes existent de 9 b. du soir à 3 b. du matin, et de 3 h. à‘9 h. du matin. La première période est à son maximum dans les mois de février, mars et avril, et à son minimum pendant les trois mois précédens : il y a donc une cause annuelle qui diminue la variation diurne dans les mois de novembre, décembre , et janvier , l’augmente pendant les trois mois suivans, et la soutient pendant les six autres à une valeur moyenne.

Enfin , de son beau travail sur les oscillations barométriques , M. Bouvard tire les conclusions suivantes : i° que vers les équinoxes le baromètre atteint son maximum à 8 b. 5 o' du matin , et à 10 h. 3 o' du soir; et son minimum à 3 b. 4 °’ du soir, et à peu

»34 INSTHÜMENS METEOROLOGIQUES.

près à la même heure du matin ; — 2° qu’en été, le maximum arrive à 8 h. 3o' c du matin, et en hiver à 9 h. 20' : les autres instans critiques du baromètre varient également avec les saisons ; — 3° que les périodes du jour sont plus grandes que celles de la nuit, et qu’elles varient à peu près comme les températures correspondantes ; — 4° q ue sous l’équateur, en s’élevant à de très-grandes hauteurs, ces périodes diminuent comme les températures correspondantes ; — 5° enfin, qu’en allant de l’équateur vers l’un ou l’autre pôle , les périodes diminuent également comme les températures correspondantes , et à peu près comme le carré du cosinus de la latitude.

La régularité des variations du baromètre ne permet pas de douter qu’elles ne tiennent à une cause constante, mais il paraît difficile de la découvrir ;M. Bouvard pense que les lois qui les régissent dépendent principalement delà rotation diurne de la terre, puisque les périodes se rétablissent chaque jour ; mais son mouvement annuel a aussi une influence sensible; de sorte que ces variations sont soumises à la fois à ces deux

BAROMÈTRES, VARIATIONS. a 35

mouvemens combinés avec l’action du soleil considéré, non comme corps attirant, mais comme corps échauffant; c’est donc par sa chaleur que le soleil ferait monter et descendre régulièrement le baromètre deux fois par jour. La multiplication des registres météorologiques tenus exactement, dans les pays tropicaux où les oscillations du mercure ne dépassent guère un demi-pouce (o u, oi3), donnera sans doute les moyens de résoudre par la suite cette question et d’autres relatives à la pression atmosphérique.

Les oscillations 'variables du baromètre dans nos climats paraissent dépendre principalement de la direction et de la force du vent, et elles annoncent en général ou de la pluie ou un changement dans le vent. Quand il souffle du nord-est, de l’est et surtout du nord, le mercure dépasse généralementsa hauteur moyenne , et il tombe au-dessous quand lèvent vient du sud ou du sud-ouest.

Toutefois , cette règle, comme toutes celles qui concernent les fluctuations du baromètre, est sujette à bien des exceptions.

Dans les climats tropicaux, où le vent est doux et régulier, le niveau du mercure ne

*36 INSTRUMENS METEOROLOGIQUES.

varie que de quelques centimètres, et ces variations augmêntent beaucoup en s’avançant vers les pôles, où les vents sont* très-irréguliers et plus violens. Pareillement, les élévations et dépressions du mercüre, sous les hautes latitudes, sont plus grandes et plus fréquentes en hiver qu’en été. Il paraît que la valeur de ces écarts, pendant les six mois qui commencent à avril et finissent à septembre, est à celle des six autres mois comme 5 est à 8. La même proportion existe, danp ces deux saisons , pour les écarts journaliers. Il paraît encore que les grandes chutes du baromètre sont accompagnées d’une température supérieure à celle de la saison, et, au contraire, les élévations considérables du mercure, d’une chaleur inférieure. M. Daniell conclut de là, ainsi que du fait que le baromètre baisse par la pluie , que sa chute provient de l’accumulation de la vapeur et du décroissement de la densité des courans atmosphériques, d’où résulte aussi un décroisseinent.de résistance au passage de la vapeur. La plupart des physiciens, avec M. Ramond, admettent que la principale cause des variations baro-

BAROMÈTRES, VARIATIONS. a 3 7

métriques est la chaleur du soleil, par suite de laquelle le poids de l’atmosphère est augmenté ou diminué par la pression qu’occasioncnt les courans descendans ou ascendans de l’air. « Cette explication, dit M. Ramond, très-simple et très-naturelle, atteint jusqu’aux moindres circonstances du phénomène. »

Il résulte d’une multitude de faits bien avérés qu’il y a des relations entre les variations du baromètre et l’état du temps, notamment en ce qui concerne le vent. Il ne s’ensuit pas toutefois que ce dernier puisse en être considéré comme la cause. Eu disant que cette relation existe, c’est reconnaître que les deux phénomènes se montrent en même temps , mais ce n’est découvrir la vé* ritable cause ni de l’un ni de l’autre. Le vent lui-même est produit par quelque trouble dans l’équilibre de l’atmosphère , qui doit nécessairement anssi affecter le baromètre :

ainsi il reste toujours à découvrir la cause de ces troubles. Mais, quoi qu’il en soit , l’usage du baromètre pour prédire le temps , peut, à l’aide d’observations faites avec soin , conduire à des conclusions d'une

a 38 INSTEÜMEKS MÉTÉOROLOGIQUES.

grande importance dans bien des circon* stances, et il peut notamment être appliqué avec succès par les navigateurs à prévoir les changemens du vent, quand d’autres circonstances ne peuvent leur servir d’indices.

Du Sympiésomètre . — Un instrument portatif qui paraît pouvoir remplacer lebaromètre avec avantage dans quelques cas , est le sympiésomètre de M. Adie ( fig. 17 ); il donne la mesure du poids de l’atmosphère par la compression d’une colonne de gaz. Il consiste en un tube de verre d’environ 18 pouces de longueur , terminé à sa partie supérieure par une boule D, que l’on remplit de gaz hydrogène, et à sa partie inférieure recourbée, par une cuvette A , ouverte en dessus et remplie, ainsi que le tube B C, en partie , avec de l’huile d’amande colorée; le gaz renfermé , en changeant de volume , en raison de la pression de l’air extérieur sur l’huile, produit une élévation ou une dépression correspondante de ce liquide dans le tube, et indique par là les variations de densité de l’atmosphère. L’échelle de l’instrument est dressée en le plaçant avec un baromètre et un thermomètre très-exacts dans

SYMPlÉSO.UÈTKE. 239

un appareil où l’air peut être successivement condensé ou raréfié, et où le baromètre se tient successivement à diverses hauteurs ; les élévations de l’huile dans le tube du sympiésomètre et qui correspondent aux degrés du baromètre, par exemple à chaque pouce, sont marquées surl’échelle EF, et ensuite divisées en 1 00 parties ; ce qui fait que les divisions de cet instrument correspondent à des 100 e * de pouce de l’échelle du baromètre à mercure. Pour corriger l’erreur qui provient des variations de tension produite dans le gaz par les changemens de température, la principale échelle E F est ajustée de manière à pouvoir glisser sur une autre échelle G H , tellement graduée, qu’elle représente ces changemens et correspond avec les degrés d’un thermomètre ordinaire I K, attaché à l’instrument. Pour s’en servir, il suffit d’observer la température marquée par le thermomètre, et de placer l’index a , attaché à l’échelle mobile , vis-à-vis du degré de température correspondant sur l’échelle fixe ; la hauteur de l’huile indiquée alors par l’échelle mobile, sera la pression de l’air demandée. Il paraît, d’après les

*4o I1ÏSTRUMENS METEOROLOGIQUE*!.

rapports de plusieurs capitaines de vaisseaux, que le sympiésomètre est encore plus sensible que le baromètre aux influences du vent.

§ III. — Des Anémomètres et Girouettes .

Le rôle important que jouent les Vents dans un grand nombre de phénomènes météorologiques, rend très-essentielle la mesure de leur force et de leur direction. On obtient cette dernière à l’aide des Girouettes de toute espèce , que chacun connaît, et la force ou la vitesse du vent au moyen des Anémomètres, dont plusieurs donnent en même temps la direction et la force. Ces instrumens, dont il existe un grand nombre de modèles, sont encore peu répandus.

U Anémomètre de Ixnd mesure la force du vent par la hauteur à laquelle il élève une colonne d’eau dans un tube incliné auquel est attachée une échelle graduée ; mais il paraît que cet instrument est tcut-à*fait inexact, à moins que la vitesse du vent ne soit environ de 4 lieues à l’heure.

L'A. de Leslie est fondé sur le principe que la puissance de refroidissement d’un

ANÉMOMÈTRES ET GIROUETTES. 2q.l

courant d’air est proportionnelle à sa vitesse. Il consiste simplement en un thermomètre ordinaire à esprit-de* vin avec une grosse boule. On calcule facilement la force du vent par le temps nécessaire pour faire descendre l’esprit-de-vin de la moitié du nombre de degrés dont on l’avait fait monter par la chaleur de la main. Cet instrument a été rarement employé, et ne peut être exact.

L’Anémomètre qui marque la direction du vent, ou plutôt la Girouette décrite par Cotte, est l’appareil représenté parla fig. 18 , et qui n’a pas besoin de description. On conçoit que quand la girouette tourne, elle entraîne la roue horizontale, qui fait faire à la roue verticale autant de révolutions qu’elle en fait elle-même, et l’aiguille les traduit fidèlement sur le cadran.

L’Anémomètre le plus simple pour marquer la force du vent, est celui représenté par la fig. 19. 11 consiste en une boîte longue C D, fermée en D, et contenant un ressort à boudin. Dans cette boîte pénètre librement une tige B terminée par une planche A d’un pied carré; enfin, une crémaillère sert à arrêter la tige, au moyen d’une petite bride

MÉTÉOROI.OC1E. I()

a4» IWSTRUMENS MÉTÉOROLOGIQUES.

à ressort faible , afin qu’on ait le temps d’observer, Si l’on expose la planche A perpendiculairement à la direction du vent, la quantité dont il fera entrer la tige dans la boîte indiquera sa force. On gradue l’instrument en plaçant successivement sur la planche les poids auxquels on veut comparer la force du vent , et on les marque sur la tige. ISA. de Bouguer est du même genre:

c’est un disque de tôle, retenu par un peson qui mesure la charge supportée, et par conséquent la force du vent.

VA. de Wolf (fig. ao) est un petit moulin à vent qui, tournant aisément sur son axe et à l’aide d’une rame qui fait l’office de girouette, s’oriente de lui-même et dirige les ailes contre le vent : ces ailes font tourner un axe horizontal muni d’une vis sans fin qui engrène avec une roue verticale; sur l’axe de celle-ci est placée une espèce de pendule au bout de la tige duquel est un poids qui peut glisser sur sa longueur; à mesure que le moulin tourne par l’effort du vent, l’arbre, en faisant tourner la roue, élève le poids et développe ainsi une résistance croissante ; il en résulte que lorsque

ANEMOMETRES ET GIROUETTES. *4 3

le poids s’est assez écarté sous l’effort du vent, l'angle du pendule avec la verticale, indiqué par un quart de cercle, mesure la force du vent.

L 'A. à pendule inventé par d’Ons-en-Bray indique en même temps la direction et la force du vent; il est composé de deux parties dont les différentes pièces sont menées par la roue des heures d’une pendule placée entre les deux, et qui va 3o heures. « Ce qu’il y a de singulier dans cet Anémomètre, dit l’auteur, c’est qu’on n’a pas besoin de se tenir auprès pour l’observer, et qu'on trouve marqués sur le papier tous les changemens qui sont arrivés, soit de direction, soit de vitesse du vent , l’heure de ces changemens et la durée dé chaque vent... Il se placera dans un cabinet où il fera ornement, sans qu’on soit obligé de le tenir à l’air. » L’impossibilité de décrire ou de figurer avec assez de détail un appareil aussi compliqué nous oblige de renvoyer au Mémoire de d’Ons -en- Bray (i). On conçoit que cette machine est coûteuse et demande de grands soins pour sa direction.

(>) Mim. d» l’Acad. dct Sciences, année 1754 ** 4 -

244 ÏWSTRUMENS MÉTÉOROLOGIQUES.

Enfin , de Lamanon avait proposé un A.

musical; il était composé d'une suite de tuyaux qui se faisaient entendre en raison de la force du vent , et en donnaient la mesure. .

Nous avons dit , en traitant des vents , qu’ils ont souvent une direction et une intensité différentes à diverses hauteurs de l’atmosphère. Les instrumens précédens ne peuvent indiquer ces variations; mais on peut les apprécier plus ou moins exactement à l’aide des Cerfs-volans et des Ballons. On conçoit sur-le-champ qu’en lançant ces appareils dans les hautes régions de l’air, leur marche indiquera la direction des courans atmosphériques, et la tension delà corde qui les retient , attachée à un peson , mesurera assez exactement la force de ces courans.

Il est une autre espèce de courans aériens qu’il serait, dans plusieurs circonstances, intéressant de pouvoir apprécier ; ce sont ceux qui ont lieu dans une direction verticale et qui sont produits par l’echauffement et le refroidissement de la surface de la terre; mais on n’a encore proposé aucun instrument pour mesurer ces courans.