DE L'ACTIVITE SOLAIRE SUR LA BASSE ATMOSPHERE
ere
Sous ce titre, nous exposons et nous Mate ensuite une Héories récemment émise outre Atlantique, qui a servi de e0r à nos recherches.
1° - Théorie d'HAURWITZ (15 a et b)
L'ozone est considéré par HAURWITZ comme l'intermédiaire indispensable entre l'âäctivité solaire et les phénomènes météorologiques susceptibles d'en dépendre , Sa théorie fait appel à la formation de centres thermiques dns l'ozonosphère sous l'action temporaire du rayonnement ultraviolet intense provenant des éruptions chromosphériques observées sur le Soleil au voisinage des taches, Bien que la plus grande partie. des radiations solaires ultra-violettes soit absorbée par l'oxygène de le haute ‘atmosphère, le rayonnement compris entre 1850 et 3000 À parvenant à l'ozonosphère pœssède encore une fraction non négligeable de son énergie initiale et son accroissement au moment des phénomènes éruptifs est considérable. Son absorption par l'ozone ne peut avoir un effet calorifique uniformément réparti dans tout l'ozonosphère. L'élévation de température serait, selon HAURWITZ, plus importante dans les régions de basse latitude, en raison de la variation de l'énergie solaire avec l'angle d'incidence. D'autres facteurs, comme des nuages locaux d'ozone, sont susceptibles de provoquer des anomalies thermiques, mais HAURWITZ a fait l'hypothèse qu'en moyenne la distribution de l'effet thermique de l'absorption,par l'ozone,du rayonnement ultraviolet d'une éruption chromosphérique devait être uniquement fonction de la latitude. L'auteur en a déduit que dans ces conditions devait s'établir une circulation importante de l'ozone de l'Equateur vers les Pôles.
La théorie indique que l'on doit s'attendre à des effets de ces grandes variations de la circulation ozonosphérique jusque dans la troposphère, mais l'auteur n'a émis aucune hypothèse concernant le mécanisme physique de leur action sur la basse atmosphère. Par contre, il a fait remarquer que toutes les éruptions chromosphériques, dont l'importance est variable, ne produisaient probablement pas les mêmes effets et il a suggéré come recherche primordiale de déterminer avec nos moyens actuels la nature des perturbations GA TeR, dont les réactions s'étendent jusque dans la basse atmosprire.
2, = CAE RE de la théorie précédente
Le mécanisme d'action, dont HAURWITZ a fait is on repose entiè
rement sur le déclenchement dans l'ozonosphère de mouvements méridiens consécutifs à la variation thermique susceptible d'être créée par l'absorption du rayonnement ultraviolet intense des. éruptions chromosphériques. Il semble nécessaire d'ajouter au schéma précédent le rôle important joué Len le fac teur température dans l'équilibre photochimique de l'ozone (16 a) : A. et E. VASSY ont ainsi expliqué la répartition moyenne de ce Ce en au de la latitude et de la saison. .
Il résulte de mesures stratosphériques que la température de l'ozonosphère doit être en moyenne plus élevée dans les régions polaires que près de l'Equateur. Il existe seulement une faible période en hiver, pendant laquelle ce champ thermique normal peut s'inverser : BARBIER, CHALONGE et VASSY ont,en effet, observé un relèvement systématique de la température . de. l'ozone entre la fin de l'hiver et le début du printemps à Abisko par 68°201! de letitude Nord (16b). Cette variation thermiqué montre que la température myenne de l'ozone est sous l'étroite dépendance du rayonnement solaire, dans le sens prévu par les calculs théoriques de GOWAN (1734 En règle générale, on peut donc affirmer que les régions polaires. de l'ozonosphère sont ‘relative ment chaudes par rapport aux,autres secteurs. Le rôle photochimique :de la
température moy enne à 4 contribue donc à accroître la teneur en ozone.
Selon les hypothèses d'HAURWITZ, une Dee, chromosphérique risque de modifier ce régime : pendant un court laps de temps, ce sont les régions équatoriales ou subtropicales qui deviennent relativement chaudes dans l'ozonosphère, avec création d'ozone par suite du rôle photochimique de l'élévation de température. L'effet thermique de l'éruption chromosphérique dans 1! oZonosphère étant probablement d'assez courte durée, les régions polaires doivent rapidement reprendre leur rôle normal de centre relativement c h a ud avec formation photochimique de l'ozone. Cette perturbation thermique d'origine solaire est donc susceptible de causer des variations de “répartition méridienne d'ozone et, en résumé, on doit prévoir dehs .l'ozonosphère. à la suite de l'afflux du rayonnement ultraviolet intense d'une éruption chromosphérique :
e) Un réchauffement important, mais de courte durée, des régions équatoriales, avec augmentation de la teneur en ozone.
b) Le retour progressif au champ thermique normal, dans. At Cr les .régions polaires possèdent une température plus élevée que les autres secteurs, activant la formation photochimique de l'ozone,
Ces transformations thermiques sont susceptibles de favoriser les.dèplacements méridiens d'ozone de l'Equateur vers les Pôles et inversement.Il y a lieu de remarquer, en outre, que les lignes de courant des particules d'ozone dépendent de la situation isobarique à l'altitude de l'ozonosphère et que les mouvements méridiens envisagés doivent se faire selon des directions privilégiées, particulières à chaque situation.
Comme nos sondages actuels de l'atmosphère ne nous permettent pes encore de raisonner sur des cartes d'isobares à l'altitude de l'ozonosphère, il est nécessaire de tenter un contrôle limité des.hypothèses émises au moyen des effets troposphériques, que l'on est raisonnablement en droit d'attendre à la suite des modifications de la répartition de l'ozone. Les relations entre la valeur de l'épaisseur réduite de l'ozone atmosphérique et la situation
RS
météorclogique dans la troposphère ont fait l'objet de nombreuses communi
cations, qui montrent que la teneur en ozone varie avec l'origine &æ la masse d'air, Les mesures poursuivies depuis plus de vingt ans par DOBSON (18, 19) ainsi que celles d'un certain nombre d'auteurs comme CHALONGE (20)indiquent que les: fortes quantités d'ozone correspondent aux expulsions d'air arctique et les faibles teneurs aux invasions tropicales. Les observations d'A. et E. VASSY à Ifrane (Maroc) précisent ces conclusions : il semble
exister un certain décalage entre l'arrivée d'une masse d'air au sol et dans
‘la strastosphère, la diminution d'ozone précédant d'un jour ou deux l'afflux
d'air saharien (16c).
Pour accorder les résultats de ses mesures en Chine avec les observations Européennes, P,. LEJAY a été conduit à admettre que les variations de la quatité d'ozone seraient dues à des glissements de mâsses atmosphériques des Pôles vers l'Equateur ou inversement de l'Equateur vers les Pôles et que
ces déplacements dans la haute atmosphère seraient en rapport étroit avec
: ceux de la basse atmosphère (21). Les théories actuelles ne permettent pas
de préciser les relations de cause à effet qui existent entre les circula-
tions atmosphériques à des niveaux aussi différents que l'ozonosphère et “les basses couches, On peut seulement déduire des mesures d'ozone faites en ‘plusieurs points du globe que les variations de répartition méridienne de ce
gaz s'accompagnent de transformations dans la circulation troposphérique,en moyenne Zzonaile, Dans cette hypothèse, en tenant compte des résultats des mesures spectrcgraphiques d'ozone cités, la perturbation atmosphérique, consécutive à une éruption chromosphérique, pourrait consister dans les basses couches en des invasions C'air tropical vers des latitudes plus élevées et des descentes en latitude d'air arctique, en relation avec un afflux d'ozone dans les régions polaires à haute altitude, Comme pour les particules d' ozone, la position de ces mouvements méridiens doit dépendre de la situation météorologique préexistante. L'activité solaire n'aurait pour effet, dans ces conditicns, que le déclenchement ou le développement dans la drculation troposphérique, en moyenne zonale, d'invasions méridiennes de masses d'air se superposant au régime initial, dont il faut tenir compte. Ce rôle des perturbations solaires dans l'évolution des types de temps a fait 1 !objet d'un récent exposé de WILLETT (9c). Cet auteur 2 groupé les modifications de la circulation générale troposphérique en trois classes :
a) Les variations de courte période, observées quotidiennement dans les mouvements Ce masses d'air et n'entrafnant que de faibles perturbations dans le type de circulation générale,
b) Les variations accidentelles qui, en peu de jours, changent radicalement le type de circulation sur tout un hémisphère.
c) Les variations à longue période, s'étendant sur des mois ou des années et caractérisées par le retour persistant et durable d'un des types de circulation du deuxième groupe.
Les variations du groupe (a) sont internes à la circulation troposphérique, ne dépendent que de son état initial et n'ont pas retenu l'attention de WILIEZT, Quant aux variations du groupe (b), que l'on observe surtout sur des cartes moyennes de 5 jours, et du groupe (c)il ne semble pas possible de les interpréter à partir du seul état initial de la circulation at mosphérique et l'auteur suggère comme explication possible la théorie
d'HAURWITZ, en supposant que les mouvements de 1'ozonosphère puisseat se refléter par des changements dans les types de circulation générale.
Les développements théoriques qui précèdent ne peuvent prétendre expliquer toutes les transformations du rayonnement solaire ultraviolet qui interviennent dans l'atmosphère. Une théorie complète devrait résoudre le problème de l'équilibre des rayonnements émis et ebsorbés à différents niveaux de la stratosphère en fonction de la répartition de l'ézone. : L'étude de l'absorption infrarouge de l'ozone montre l'importance de la bande d'absorption située entre 9 et 10m (7b). L'émission spectrale de la Terre,calculée par ADEL et ses collaborateurs (22) en la considérant approximative. ment comme celle d'un corps noir à 287° K est, en effet, maxime dans la région de 1l0M , zone de transmission relative des Éona ti dents atmosphériques : autres que l'ozone, DEVAUX a donc fait remarquer que l'ozone, en raison de Son absorption vers 9-10 K correspondant au maximum de l'émission terrestre, commande en grande partie la température de la Terre et se trouve ainsi doté d'une grande influence climatique (23a et b), Les variätions de répartition de ce gaz, consécutives ou non aux manifestations de l'activité solaire, sont donc susceptibles de provoquer des fluctuations considérables dans : les effets du rayonnement de la Terre et de modifier, par conséquent, l'évo- . lution normale des centres d'action de la circulation générale troposphérique, Le rôle radiothermique de l'ozone apparaît ainsi d'une importance ex- . ceptionnelle en Météorologie; il est susceptible d'expliquer les relations observées entre les mouvements ozonosphériques ainsi que les ‘variations d'épaisseur réduite d'ozone d'une part et les glissements de msse d'air troposphériques d'origines différentes d'autre part. Malheureusement. notre connaissance de la stratosphère est encore trop incomplète et les phénomères : radiatifs dans l'atmosphère trop compliqués et trop peu connt#®pour qu ! on puisse résoudre une tclle question (3). Aussi avec les moyens dont nous dsposions, nous sommes-nous limités à la recherche primordiale suggérée par HAURWITZ (15b), c'est-ñ-dire la détermination de la nature des perturbations . solaires, dont les réactions s'étendent jusque dans la basse atmosphère. Nous avons conduit notre recherche en nous appuyant sur l'hypothèse simplificatrice du parallélisme des mouvements ozonosphériques et troposphériques à grande échelle, au décalage près de quelques jours par suite de l'inertie atmosphérique. Nous avons ainsi contrôlé l'action des manifestations de 1'. activité solaire dans la basse atmosphère par le développement, prévu par voie théorique, d'importantes invasions LR de masses d'air d'orite tropicale et arctique.
CHAPITRE III | ed à CHOIX DES ELEMENTS DE COMPARAISON | ENTRE.LES DIVERSES MANIFESTATIONS DE L'ACTIVITE SOLAIRE
