ATMOSPHÈRE. — HUMIDITÉ

Minima

Lieux.

Latitudes.

de température.

Maxima.

Moyennes.

Pondichéry

La Martinique

Turin

1 à * mm

Londres ....

1 in/.

Saint-Pétersbourg. .

— Humidité.

1° La quantité d'eau que Pair peut contenir à l'état de vapeur est en rapport constant avec sa température, elle varie de 0,0166 à 0,0033 de son volume, en sorte qu'il contient, terme moyen, 0,0142 de son poids d'eau en vapeur; mais cette évaluation ne s'applique qu'à la quantité absolue d'eau en vapeur qu'il tient en suspension dans son état habituel, et ce n'est point par sa quantité absolue de vapeur d'eau que l'air produit sur nos organes la sensation de l'humidité. De l'air très-chaud peut retenir beaucoup de vapeur d'eau sans nous paraître humide ; tandis que de l'air froid, contenant très-peu de vapeur, donne des signes évidents de sa présence. La raison est que l'air paraît sec, tant que la quantité de vapeur qu'il retient reste au-dessous du maximum de saturation dépendant de sa température ; mais aussitôt que le maximum est dépassé de la plus petite proportion de vapeur, la présence de l'eau dans l'air devient sensible pour nos organes. Il résulte de là que l'air deviendra souvent humide en se refroidissant et toujours sec en s'échauffant. L'évaporation ne provient pas de la faculté dissolvante de l'air pour l'eau, car elle a lieu dans le vide ; la vapeur se forme à la surface des eaux par tous les degrés de température, et se répand dans l'air de la même manière que deux gaz se mélangent entre eux. Toutefois l'air se charge d'une quantité de vapeur d'autant plus grande qu'il est plus échauffé, soit parce que le calorique agit directement sur l'eau, soit parce qu'il diminue la pression atmosphérique, et détermine, par sa répartition inégale, des courants d'air qui activent l'évaporation, en entraînant la vapeur d'eau déjà formée. Quoi qu'il en soit, on peut désigner par état hygrométrique ou par humidité de l'air le rapport entre la quantité de vapeur d'eau contenue clans l'air, et celle qui s'y trouverait au point de saturation, M. lévy. Hygiène, 5e édit. I. — 18

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sous la même pression et à îa même température. 'Or, îa quantité de vapeur d'eau nécessaire pour saturer un volume d'air donné est d'autant plus considérable que la température est plus élevée. L'humidité est donc uue sensation relative, qui pour l'hygiéniste a plus d'importance que la quantité absolue de vapeur d'eau répandue dans l'atmosphère; car dans les conditions ordinaires de l'air, cette quantité et le degré d'humidité relative sont en raison inverse; plus l'air contient de vapeur d'eau d'une manière absolue, moins est marquée sur nous l'impression de son humidité. Ainsi le mois le plus froid de l'année, janvier, est aussi le plus humide, quoique laquân ité absolue de vapeur d'eau soit alors au minimum dans l'air; en juillet, le mais le plus chaud de l'année., la quantité absolue d'eau est à son maximum, et l'humidité à son minimum. La valeur des résultats fournis par 1 hygromètre, comparée à celL des observations barométriques, a suggéré à Barbier d'Amiens (1) une réflexion très-juste : ils se rapportent à la couche d'air dans laquelle nous vivons; l'hygromètre révèle les qualités sèches ou humides de l'air qui entoure notre corps, tandis que ie baromètre accuse l'effet total de toutes les couches dont se compose l'atmosphère. Le baromètre, sensible aux vicissitudes des hautes régions de l'air, ne i'esi point aux vapeurs qui roulent sur la surface de la terre et qui exercent sur nous une influence pénétrante; or, c est l'air qui baigne nos organes que nous devons connaître en ses conditions changeantes ; le thermomètre et ['hygromètre répondent plus directement que ie baromètre à ce besoin de la pratique.

Quatre méthodes principales peuvent servir à déterminer la quantité d'humidité de l'air : 1° La méthode chimique, qui consiste à chercher l'air, au moyen d'un long tube, en un point donné, et à l'amener par aspiration dans des tubes desséchants. Eliene donne que la quantité moyenne d'humidité que l'air contenait pendant l'expérience; elle permettra aux voyageurs de vérifier la proportion d'eau contenue dans les brouillards et les nuages orageux qui , enveloppent les sommets des hautes montagnes. 2° Le psychromèire, fondé sur l'observation des températures données simultanément par deux thermomètres, l'un à bouie sèche, l'autre à boule mouillée. 3° L'hygromètre à condensation, dont le meilleur a été proposé par Regnauit (2). h° La méthode basée sur les indications des hygromètres formés par des substances organiques qui s'allongent par l'humidité. Celui de Saussure (hygromètre à cheveu ou par absorption) suffit encore aux recherches de la météorologie médicale, surtout si l'on tient compte des corrections et des observations suivantes, suggérées à Regnault par de nouvelles expériences faites avec cet instrument : 1° Les hygromètres construits avec des cheveux de même espèce, dégraissés dans la même opération, ne marchent pas rigoureusement d'accord, mais ne s'éloignent pas assez pour que, dans la plupart des observations, on ne puisse les regarder

(1) Barbier, Hygiène appliquée à la thérapeutique. Paris, 1811, t. I, p. 40,

(2) Regnault, Annales de chimie, 3e série, t. XV, p. 196.

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comme comparables ; 2° construits avec des cheveux de nature différente, et préparés de diverses manières, ils peuvent présenter des divergences trèsgrandes dans leurs indications, lors même qu'ils s'accordent aux points fixes \ 3° montés avec des cheveux identiques, s'ils ne sont tendus par des poids égaux, ils peuvent n'être point comparables. Regnault conseille de faire direct tement la table de chaque hygromètre à cheveu, et de la vérifier le plus souvent que possible; on conservera le point 100 correspondant à l'humidité extrême, mais on rejettera pour la graduation le point de l'extrême sécheresse, et l'on commencera l'échelle à partir de la fraction de saturation que l'on aura déjà rarement occasion de noter à l'air libre. Si l'on se contente des résultais tels que l'instrument de Saussure les a donnés jusqu'à présent, les tables dressées par Gay-Lussac, et que l'on trouve dans les ouvrages de physique, permettent de déterminer le poids de la vapeur renfermée dans un volume d'air donné, lorsque l'on connaît la température et le degré de l'hygromètre ; mais le médecin n'a pas besoin de connaître le rapport précis qui existe entre la force élastique de la vapeur et les degrés de l'hygromètre. Quoique celui de Saussure ré\è!e seulement l'humidité ou la sécheresse relative de l'air, c'està-dire combien l'air s'éloigne de son maximum d'humidité ou de sécheresse à la température sous laquelle on fait l'observation, il fournit des indications suffisantes pour le but des recherches de notre art. Dans les régions inférieures de l'atmosphère, l'hygromètre marque rarement 100°, même par les jours de pluie; l'indication moyenne de l'hygromètre dans toutes les saisons de l'année est 72° : ainsi, la quantité moyenne de vapeur que contient l'air est la moitié de son point de saturation. La limite de sécheresse à la surface de la terre est de h0°.

La quantité de vapeur va en diminuant dans l'atmosphère de l'équateur au pôle, l'altitude agit comme h latitude ; mais c'est ici surtout qu'il faut faire la part de l'humidité relative, et de ses variations sous l'influence des vents, des nuages, des brouillards, des densités inégales de l'atmosphère. Si Deluc, de Saussure et de Humboldt admettent que l'air est plus sec dans les hauteurs de l'atmosphère, Kaemtz leur objecte qu'ils ont expérimenté par un beau temps, avec des vents d'est ordinairement très-arides. Les observations faites par Kaemtz pendant deux et trois mois sur les montagnes élevées de la Suisse, celles de Martins et Bravais à Zurich et sur le Faulhorn, tendent à faire croire que l'humidité des couches supérieures de l'air égale celle de ses couches inférieures : l'hygromètre marquant 7/i°,6 0/0 à Zurich, a indiqué 84°, 3 sur le Rigi ; sur le Faulhorn on a observé 7 5°, 9 quand il y en avait 7 2°, 9, à Zurich. Gay-Lussac, qui, dans son voyage aérostatique, s'est élevé à près de 7000 mètres, a recueilli avec l'hygromètre de Saussure les indications suivantes :

DES MODIFICATEURS. — - CIRCUMFUSA.

[hygiène

Hauteurs.

Température.

Degrés de l'hygromètre.

in.

Le seul fait à peu près constant en ce qui concerne les variations de l'humidité atmosphérique, suivant la hauteur, c'est la diminution progressive de la quantité absolue d'eau à l'état de vapeur dans l'air; il n'en est pas de même de l'humidité relative qui dépend de l'humidité absolue et de la capacité de saturation de Pair ; celle-ci décroît avec la température, ce qui prononce l'état hygrométrique par antagonisme avec la diminution de la vapeur qui tend à l'abaisser : la prédominance de l'une ou de l'autre de ces deux causes fera monter ou baisser l'état hygrométrique de l'air.

Les variations périodiques de l'humidité seront notées plus loin; ses vicissitudes accidentelles dépendent surtout des vents (voy. Pression).

Quant le point de saturation hygrométrique est dépassé, l'excédant de vapeur aqueuse reste en suspension dans l'atmosphère, sous forme de nuages, de brouillards, ou se résout en rosée, pluie, grêle et neige ; à la production de ces hydrométéores concourent, dans une proportion plus ou moins connue, les variations d'électricité, de chaleur et de pression atmosphérique.

2° Les nuages affectent trois formes principales : 1° Les cirrus (queue-dechat des marins), ensemble de filaments déliés analogue à un pinceau, à des cheveux crépus, à un réseau : ce sont les nuages les plus élevés. Kaemtz leur assigne une hauteur de 6500 mètres; Gay-Lussac, à 7000 mètres d'élévation, en vit encore au-dessus de lui, qui paraissaient à une distance considérable. Les phénomènes de réfraction solaire (halos, parhélies) dont ils sont le siège prouvent qu'ils sont composés de particules glacées, de flocons de neige nageant à une grande hauteur dans l'atmosphère ; en été, ils annoncent la pluie ; en hiver, de la gelée ou du dégel. 2° Le stratus, bande horizontale qui se forme au coucher du soleil et disparaît à son lever. Les cirro-stratus, forme de transition, consistent en de petites bandes à filaments plus serrés que ceux des cirrus. A l'horizon, leur projection verticale figure une bande longue et très-étroite, tandis qu'au zénith ils paraissent constitués par une accumulation

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de nuages déliés. Tous ces nuages, ainsi que les cumulo-stratus, sont le produit des vents du sud. 3° Le cumulus, nuage d'été (balle de coton des marins), forme demi-sphérique reposant sur une base horizontale ; en s'accumulant, les demi-sphères simulent à l'horizon des montagnes de neige; dus aux courants ascendants, leur hauteur est moindre que celle des cirrus; peu élevés le matin, ils montent jusque vers l'après-midi et redescendent le soir. Sous le nom de cirro- cumulus, Howard désigne les petits nuages moutonnés qui communiquent à un ciel couvert l'aspect dit pommelé. Entassés et plus denses, les cumulus produisent les cumulo-stratus, qui répandent sur l'horizon une teinte noire ou bleuâtre, et passent à l'état de nimbus, nuages pluvieux, d'un gris uniforme, à bords frangés et tellement confondus, qu'ils ne peuvent être distingués. Les cumulus sont des masses ou colonnes d'air ascendantes dont les contours sont dessinés par les nuages, et leur expansion sphérique, arrondie, est due à ce qu'un liquide qui en traverse un autre prend, en vertu de la résistance du milieu ambiant et de l'attraction mutuelle de ses parties, une forme de cylindre à section circulaire ou composée d'arcs de cercle. Ce sont les cumulus qui, par leur groupement à l'horizon et la variété de leurs contours, suscitent a l'œil l'illusion d'images très-diverses. Howard a nommé les nuages de pluie cirro-cumulo- stratus, pour indiquer l'absence ou le mélange de toutes formes; il considère les cirrus comme des conducteurs électriques imparfaits, servant de communication entre deux masses électrisées, et il impute leur forme allongée aux effets qui se produisent dans cette circonstance : conducteurs chargés d'électricité, les cumulus devraient à cette condition leur forme arrondie.

Pour indiquer l'état du ciel, élément essentiel de la climatologie, on peut, comme l'a fait Cacciatore, le supposer partagé en segments ; on estime approximativement la surface nuageuse qui couvre chaque segment, et le produit de cette surface par une épaisseur déduite de l'intensité de la teinte plus ou moins sombre des nuages, fournit la valeur approchée de leur masse.

Les nuages que les courants ascendants diurnes roulent sur les pentes des montagnes se dissolvent en atteignant leurs sommets, s'ils rencontrent un vent supérieur comparativement sec et chaud; mais ordinairement les vapeurs amenées de loin, ou les courants ascendants qui régnent le long des flancs des montagnes, rencontrent à leur sommet une température assez basse pour précipiter la vapeur d'eau : de là les nuages attachés aux cimes des chaînes de montagnes, parfois avec des intervalles parfaitement clairs; de là les brouillards épais qui, même sous le ciel presque toujours serein de l'Afrique et de l'Asie, couronnent les sommets des montagnes élevées.

Une couche légère de nuages agit de deux manières opposées : en diminuant l'effet de l'action solaire et la déperdition de chaleur qu'éprouve la surface du sol par le rayonnement. Si l'effet total qui résulte de l'action solaire est moindre souvent par un ciel parfaitement serein qu'à travers une couche très-légère de nuages, c'est que cette couche fait écran à la surface du sol qui

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lance par rayonnement son calorique vers l'espace : de là les chaleurs étouffantes des jours d'été par un ciel un peu couvert.

Les nuages orageux sont fortement électrisés. Généralement ils sont petits au début et grossissent rapidement par la précipitation des vapeurs qui les entourent ; leur formation précède quelquefois de plusieurs heures l'explosion de l'orage ; elle est elle-même précédée d'une baisse lente et continue du baromètre dans le calme de l'air et par une chaleur étouffante, due au manque d'évaporation de notre surface cutanée et non à une élévation proportionnelle du thermomètre. D'après Beccaria, ce sont des nuages très-denses,- en forme de masses de coton amoncelées, à contours curvilignes brusquement arrêtés ; en se gonflant, ils diminuent de nombre et s'étendent : malgré ces changements de forme, ils restent attachés à leur première base, mêlant leurs contours et confondus bientôt en un seul nuage auquel s'ajoute un gros nuage sombre par lequel les premiers semblent toucher à la terre. Suivant Kaemtz, les orages commencent toujours par des cirrus qui, superposés à une -ou plusieurs couches de cumulus, échangent avec eux des éclairs ; d'où la hauteur des orages; mais il arrive qu'après les couches plus élevées qui constituent principalement l'orage, des nuages inférieurs se condensent rapidement, et, influencés par les masses su rét âgées, ils donnent lieu à une tension électrique qui éclate en décharges répétées. Quoi qu'il en soit, la formation des nuages orageux n'est pas toujours identique. Leur hauteur varie beaucoup : on les a observés, au Mexique, à 4620 mètres au- dessus du niveau de la mer (Humboldt); en Suisse, à 4810 mètres (de Saussure) ; dans les Pyrénées, à 3410 mètres (Kamond). Ces observations s'appliquent à des pays de montagnes. Dans les plaines, la hauteur verticale des nuages orageux varie entre 800 et 400 mètres ; à Toboïsk, en Sibérie, elle n'a point dépassé, en moyenne, d'après Chappe, 212 et même 21& mètres. Comme hauteur exceptionnelle, en plaine, on a noté 1600 à 1900 mètres à Berlin; 3470 à Tobolsk ; 1400, 2400 et 8080 à Paris. La fréquence plus grande des orages dans les montagnes s'explique par la condensation plus rapide des vapeurs par les vents; en outre, les montagnes, en arrêtant les nuages, favorisent l'accumulation de l'électricité en un seul point; les sommets isolés séparent souvent les orages en deux parties dont chacune poursuit sa marche isolément. Quant à leur signe d'électricité, les nuages inférieurs, influencés par les nuages supérieurs dont la tension l'emporte, sont négatifs comme ceux qui, formés sur le flanc des montagnes et sur le sommet des pics, adhèrent à la surface du sol et restent soumis à l'influence de l'atmosphère positive; détachés, entraînés par un coup de vent, ils conservent en flottant dans l'air leur électricité négative. Tel est encore le signe des agglomérations de vapeurs vésiculaires à la surface des lacs, des mers, des fleuves et des terres humides; ces brouillards, qui se détachent du sol après le lever du soleil pour s'élever lentement dans les couches supérieures de l'atmosphère, y forment des nuages négatifs.

3° Le phénomène initial de la production des orages, c'est la rapide conden-

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satioo des vapeurs : si cette condensation s'accompagne d'un développement considérable d'électricité, l'orage éclate; si l'électricité est peu intense, il ne survient que des averses passagères. La foudre, l'éclair, le tonnerre, sont les caractères de cette grande manifestation météorologique. La masse de matière électrique lumineuse qui s'échappe d'un nuage orageux pour aller frapper un autre nuage ou un point de la surface de la ferre, c'est la foudre (Peltier) ; les phénomènes lumineux rapides qui l'accompagnent, ce sont les éclairs; le tonnerre est le bruit qui résulte des vibrations de l'atmosphère ébranlée par le fluide électrique. Arago distingue : 1° Les éclairs en sillon, serpentés, sinueux, en zigzag, minces, arrêtés sur leurs bords, parfois bifurques ou même divisés à leur extrémité inférieure en trois traits, de couleur blanche, purpurine, violacée ou bleuâtre. 2° Les éclairs en surface ou diffus, illuminant de grandes étendues d'horizon ou seulement les contours des nuages d'où ils jaillissent; ce sont les plus communs, Pendant un orage ordinaire, on en observe des milliers pour un éclair en sillon ; ils n'ont ni la blancheur ni l'éblouissante intensité de ce dernier, le rouge foncé, le violet, le bleu, y dominent. 3° Les éclairs sphôriques, sous la forme de masses lumineuses, de globes ignés, visibles de une à dix secondes, tandis que la durée des deux premières espèces d'éclairs n'atteint pas, d'après Wheatstone, la millième partie d'une seconde; les globes de feu parcourent en divers sens, et avec une lenteur relative, l'espace compris entre les nuages et la terre. Les éclairs superficiels se produisent ordinairement entre deux nuages placés à la même hauteur. L'éclair est descendant ; mais il arrive aussi que, lancé par la surface supérieure des nuages, il se propage de bas en haut dans l'atmosphère. Kaemlz a vu des nuages de même hauteur fournir chacun des éclairs qui se réunissaient au milieu de l'intervalle qui les séparait. Les éclairs de chaleur, qui se répandent dans une atmosphère parfaitement sereine, paraissent dus à la réverbération, sur des couches d'air plus ou moins élevées, des éclairs d'un orage dont la vue directe nous est ôlée par la forme du globe terrestre. Dans la nuit du 10 au 11 juillet 1783, de Saussure, se trouvant à l'hôpital du Grimsel, aperçut à l'horizon, par un temps calme et transparent, et dans la direction de Genève, quelques bandes de nuages d'où s'échappaient des éclairs sans bruit. Or, dans le même moment, éclatait sur Genève un orage épouvantable. Kaemtz considère aussi les éclairs de chaleur comme une conséquence dorages éloignés, et il a vérifié la coïncidence de leur apparition avec des cirrus entrelacés et quelquefois avec des cumulo- stratus à l'horizon. Peuvent-ils jaillir directement dans un air sans image? Arago ne veut ni l'affirmer ni le nier. Foissac (1) a réuni des faits à l'appui de sa propre opinion, qui est favorable à la production spontanée et directe des éclairs de chaleur. Le tonnerre se produit en même temps que l'éclair; mais la diflé-

(1) Foissac, De la météorologie dans ses rapports avec la science de l'homme, etc> 1855, t. I, p. 165 et 166.

280 DES MODIFICATEURS. — CIRCUMFUSA. [hygiène

rence de vitesse de l'un et de l'autre fait que notre œil perçoit l'éclair avant que notre oreille soit frappée par le son du tonnerre. Les intervalles entre ces deux phénomènes peuvent s'élever à 42, 47, 49 secondes ; le minimum a été de 2 secondes dans les observations de Ghappe, et d'une demi-seconde dans celles d'Arago. Cet intervalle fournit la mesure de la distance du nuage orageux, à raison de 340 mètres par seconde. Les belles expériences de Matteucci démontrent (1) que, l'espace vide de toute matière pondérable n'opposant aucune résistance au passage de l'agent électrique, dès que le vide se fait entre deux corps à électricités contraires, ils doivent se décharger l'un sur l'autre; l'éclair signale une décharge disruptive de l'électricité : au moment de son apparition, il se produit dans la masse gazeuse de l'atmosphère une rupture, une solution de continuité qui livre passage aux deux électricités en présence, et le tonnerre, comme le bruit qui accompagne l'étincelle des machines, a pour cause un mouvement de vibration communiqué aux couches atmosphériques un instant écartées par le flux d'électricité (2). La durée du tonnerre mesure la longueur de l'éclair. Ce n'est pas le tonnerre qui foudroie, ainsi que l'admet encore l'opinion populaire ; la foudre tombe quand l'éclair se produit entre un nuage et le corps placé à la surface de la terre. Placé à une médiocre hauteur, le nuage décompose par son influence l'électricité contraire du sol, et les corps qui servent de conducteurs sont foudroyés. Que si une forte tension électrique s'étant établie entre la terre et un nuage orageux, celui-ci se décharge sur un nuage voisin, le fluide électrique accumulé à la surface du sol, redevenu libre brusquement, se précipite dans le réservoir commun pour se combiner avec le fluide dont il a été séparé ; de là un choc en retour, moins violent que le choc direct de la foudre, mais capable encore de tuer. « Dans sa marche prodigieusement rapide, dit Arago, le fluide est gouverné par des forces dépendantes de la nature et de la position des corps terrestres près desquels il éclate. » Toute éminence placée dans la sphère d'action d'un nuage orageux est plus menacée de ses coups : tels sont les montagnes, les édifices, les arbres, les animaux eux-mêmes. L'électricité se porte sur les métaux à découvert ou cachés : les cloches métalliques sont souvent foudroyées.

Il est des contrées, des localités où la foudre tombe plus fréquemment. La répartition géographique des orages offre un grand intérêt à l'hygiéniste. Entre 70 degrés et 75 degrés de latitude nord, Parry n'a pas observé un seul orage pendant deux étés ; vers le 65e, il n'a constaté en trois saisons d'été qu'une seule fois quelques éclairs et quelques coups de tonnerre. En Islande, par 65 degrés, il n'a tonné qu'une fois pendant deux ans. Pline et Platon se trompent en mentionnant l'Égypte et l'Élhiopie parmi les régions où le tonnerre ne gronde jamais. On l'entend très-souvent à Alexandrie, et trois ou

(1) Matteucci, Annales de physique et de chimie, 3e série, 1850, t. XXVIII, p. 415.

(2) Gavarret, Traité d'électricité. Paris, 1858, t. II, p. 566.

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