VARIATIONS DIURNES

d'une région à Fautre, ou en mélangeant les couches de Tatmosphère, modiiient la température des lieux où elles passent.

Partout où Tévaporation est active, la végétation abondante, il se fait une grande consommation de chaleur, et la température s'en trouve abaissée; les déserts de

Fig. 108.

TArabie sont les Ueux les plus chauds du globe, parce que la végétation et l'évaporation y sont presque nulles, que le terrain sablonneux possède une faible capacité calorifique et conduit mal la chaleur ; celle-ci y est tout entière employée à échauffer le sol et Tair qui le recouvre. La distribution des courants de l'atmosphère et des mers, le transport des nuages, la pluie, la neige, la grêle, sont autant de causes de la grande diversité des chmats.

On a eu l'idée de réunir par un système de lignes tous les points du globe dont

les températures moyennes sont égales (lignes isothermes). De Humboldt a le premier réalisé ce travail, qui a été continué depuis par un certain nombre de météorologistes; nous citerons entre autres : Dove; Kaëmtz, en 1851 ; Berghaus, en 1838, pour rhémisphère austral; enfin, en 1857, Boudin, qui publièrent successivement de nouvelles cartes. Sur la carte de Boudin, 524 points, dont 16 de l'hémisphère austral, sont déterminés d'une façon précise. On peut constater que les isothermes sont extrêmement sinueuses.

Aux environs de l'Equateur, une zone dont la température moyenne annuelle est supérieure à 25" est comprise entre deux lignes marquées du même chiffre H- 25°. Entre ces deux isothermes, de + 25°, se trouve l'Equateur thermique ; ce n'est pas une isotherme, car la température moyenne n'est pas la même en tous ces points, mais elle passe par tous les lieux où la température de chaque méridien est maximum ; cette Hgne s'écarte d'une manière notable de l'Equateur terrestre, particuhèrement sur les deux continents; son élévation vers le nord, dans la mer des Antilles, est due à l'existence du grand courant marin qui transporte les eaux équatoriales de l'Atlantique dans les parages de ces îles ; les déserts du Sahara, les déserts de l'Arabie et le développement de l'Asie méridionale, transversalement située au bord de l'Océan Indien, joints à l'existence, dans les régions équatoriales du Pacifique, d'un courant marin analogue à celui de l'Atlantique, produisent l'inflexion vers le nord que l'on remarque à la surface de l'Afrique et des mers de l'Inde.

L'irrégularité des lignes isothermes devient de plus en plus prononcée à mesure que l'on s'avance vers le nord ; elle paraît diminuer au contraire en s'approchant du pôle austral ; les terres sont peu étendues dans cette dernière portion de la surface du globe, tandis qu'elles prédominent sur le pourtour du pôle boréal.

Dans l'hémisphère nord se trouvent deux régions : l'une au nord de l'Amérique, l'autre au nord de la Sibérie, où la température moyenne annuelle est inférieure à 15° au-dessous du point de fusion de la glace. Ces régions sont limitées par une courbe marquée — 15; une région semblable se rencontre dans l'hémisphère austral.

Les lignes isothermes placées entre les lignes extrêmes + 25 et — 15 sont très rapprochées à la surface des continents, et plus écartées à la surface des mers et des côtes qu'elles baignent.

A ces lignes isothermes on a ajouté les lignes isothères (lignes passant par tous les points de la terre ayant la même température moyenne en été) et isochimènes (lignes passant par tous les points de la terre ayant la même température moyenne en hiver) et la figure 108 montre la distribution de ces trois lignes pour l'Europe et la figure 108 bis indique les lignes isothermes sur l'ensemble des continents.

Vhumidité de l'air a une part considérable dans les effets que peut faire éprouver à l'homme une même température dans des conditions déterminées. Ainsi, dans la région des alizés, des brises vivifiantes tempèrent l'ardeur d'un soleil presque vertical. L'air y est d'une dizaine de degrés au-dessous de la température de notre corps et il est incomplètement saturé. Son renouvellement rapide autour de nous favorise la déperdition de la chaleur que nous produisons en excès et qui est emportée soit par le contact de l'air, soit par l'évaporation.

Au contraire, dans la zone des calmes, la brise est molle et incertaine, Tatmosphère est étouffante; on y éprouve un invincible sentiment de lassitude; la température s'est cependant à peine élevée de quelques degrés, mais Vair est presque entièrement saturé; sa puissance d'évaporation est à peu près annulée, el, la cause la plus active de déperdition de calorique dans ces chaudes régions ayant disparu, nous souffrons de la chaleur qui ne cesse de se produire dans nos organes. L'insalubrité de la zone des calmes est très redoutée des navires chargés d'émigrants, qui y laissent plus d'une victime.

De même sur les continents, la température est beaucoup plus élevée qu'en pleine mer, mais pendant la saison sèche l'air y est aussi beaucoup plus éloigné de son point de saturation; on peut alors supporter sans trop de fatigue une température diurne de 40 ou 45°; au contraire, pendant la saison humide, une température de 30 ou SS'^ devient intolérable pour nous. J'ai observé ces effets dans la ville de Recht, sur les bords de la mer Caspienne, et dans presque tout le Ghilan, quoique la chaleur ne fût pas très élevée. L'eau dont le sol est sans cesse imprégné, jointe à la haute température, donne lieu dans les forêts du Ghilan à une végétation d'une merveilleuse richesse, qui par sa luxuriante apparence peut mériter le nom de végétation tropicale.

L'humidité de l'atmosphère en un lieu est une donnée d'une grande importance. Neuber à Apenrade, Kaemtz à Halle, Kupffer à Pétersbourg, ont exécuté des séries d'observations hygrométriques à des heures assez rapprochées et pendant une période de temps assez longue pour donner une idée exacte de la marche du phénomène.

Au milieu des continents, le sol est toujours pourvu d'une certaine quantité d eau dont l'évaporation est d'autant plus active que la température est plus élevée et la végétation plus abondante; la quantité de vapeur contenue dans l'air s'accroît donc pendant le jour, et, si l'atmosphère était complètement en repos, la vapeur augmenterait jusqu'à ce que les progrès du refroidissement nocturne produisissent un dépôt de rosée à la surface du sol; mais, durant les heures les plus chaudes, des courants ascendants tendent à s'établir, transportant vers les hautes régions de l'atmosphère l'air des couches inférieures et la vapeur qu'il a reçue du sol.

Le soir, et surtout pendant la nuit, l'évaporation se ralentit, l'abaissement de température détermine même très souvent un dépôt de rosée, ou l'apparition des brouillards, du serein et de la pluie. La tension de la vapeur devient moindre, elle diminue encore par le renversement des courants ascendants, et par l'arrivée de l'air sec et froid des hautes régions à la surface du sol.

L'amplitude et le sens de la variation moyennement éprouvée par la tension de la vapeur, pendant la période diurne, varient donc beaucoup d'un lieu à l'autre, suivant la nature des locahtés environnantes et la direction des mouvements qui en résultent dans l'atmosphère.

Les variations du degré hygrométrique (ou humidité relative) de l'air présentent plus d'uniformité que celles de la tension de la vapeur (ou quantité absolue de vapeur contenue dans l'air). Une nouvelle donnée intervient alors : la température de l'air. A mesure que cette température monte, la capacité de l'air pour la vapeur augmente rapidement, et, si la quantité de vapeur contenue dans l'atmosphère n'augmente pas dans la même proportion, l'air semblera plus sec, son degré hygrométrique baissera. Presque partout, l'étal hygrométrique moyen suit dans ses variations une marche

NPLUENCE DE L'HUMIDITÉ 647

inverse à celle de la température moyenne; cette opposition est nettement accusée dans la figure 109. (La courbe pleine et les chiffres placés à gauche se rapportent aux degrés hygrométriques comptés de 0 degré de sécheresse absolue à 100, qui exprime la saturation. La courbe ponctuée et les chitïres placés à droite se rapportent au thermomètre.)

On a souvent discuté sur la loi suivant laquelle varie Thumidité de lair avec la hauteur. Une seule chose est à peu près constante, c'est la diminution de la quantité absolue d'eau, contenue sous forme de vapeur, dans l'air, à mesure que l'on s'élève dans l'atmosphère. L'oscillation annuelle des températures moyennes est accompagnée d'une oscillation inverse des degrés hygrométriques moyens au niveau du sol, et, dans nos climats, l'atmosphère paraît généralement moins humide en été qu'en hiver. Il en est tout autrement si l'on envisage, non plus l'humidité relative, mais la quantité de vapeur réellement contenue dans l'air.

Les vents exercent une certaine influence sur l'humidité de l'air. L'humidité

o°L Cl^ù^ J.™«i__L„J___^,L, j 10°

Minuit. 3 h. m. 6 h. m. 9 il. m. Midi. .3 h. s. 6 h. s. 9 h. s. Minuit.

Fig. 109. — Marche comparative du thermomètre et de l'hygromètre en juillet à Halle.

relative est assez uniformément distribuée à la surface des grandes mers. L'air y est toujours très près du point de saturation, surtout à une certaine distance des côtes. La quantité réelle de vapeur contenue dans l'air y varie donc comme la température et, d'une manière générale, elle décroît de l'Equateur vers les pôles. La décroissance est assez réguhère avec la latitude dans la région intertropicale ; mais au delà elle se trouve inégalement répartie, suivant les longitudes, par l'effet des courants marins d'origine équatoriale, tels que le Gulf-Stream sur l'Atlantique nord, le courant noir sur le Pacifique nord, et par l'effet des courants de dérive d'origine polaire; les premiers, étant chauds, donnent des vapeurs abondantes que l'air ne peut pas toujours contenir; de là des brouillards épais, observés sur leur parcours vers le nord, particulièrement dans l'hiver; les derniers, beaucoup plus froids, ont moins de tendance à sursaturer l'air dans la région des vents variables.

L'atmosphère est sans cesse traversée par des courants de direction et de température inégales dans un air presque saturé ; les alternatives de froid et de chaleur, même quand elles sont peu prononcées, amènent inévitablement des condensations et des pluies fréquentes. Les continents fournissent à l'atmosphère moins de vapeur que les mers, si ce n'est aux époques de pluies prolongées; l'état hygrométrique y est donc généralement moins élevé, il y varie aussi dans des limites plus étendues, suivant que les vents soufflent de la mer ou de l'intérieur des terres. L'oscillation de

riiygromèlre est surtout prononcée dans le voisinage des côtes, parce que les vents marins y conservent toute leur humidité; ces vents s'en dépouillent au contraire peu à peu, à mesure qu'ils pénètrent dans l'intérieur des continents, où les pluies deviennent plus rares et l'air plus ordinairement sec. Cette règle générale se confirme dans les vastes prairies des États-Unis de l'Amérique, au milieu des plaines de rOrénoque, dans les steppes de la Russie, dans les déserts de l'Asie et de l'Afrique, dans les parties centrales de la Nouvelle-Hollande.

A mesure que le Gulf-Stream s'avance vers le nord, sa température baisse beaucoup moins rapidement que celle des régions atmosphériques sous lesquelles il s'avance; il fournit donc à l'air plus de vapeurs que celui-ci n'en peut contenir; de là les brouillards épais et persistants qui recouvrent les mers tourmentées du nord de l'Atlantique, et rendent la navigation si laborieuse dans ces eaux et les atterrissages du Canada si dangereux. Ces brouillards s'étendent jusque sur l'Irlande et l'Angleterre, et quelquefois jusque sur la plus grande partie de l'Europe, lorsque les vents les poussent dans cette direction. C'est là le poumon marin des navigateurs antiques, qui passait pour envelopper d'une brume épaisse les extrémités de la terre.

La zone des calmes équatoriaux est connue des navigateurs par ses pluies fréquentes et torrentielles, sa voûte de nuages perpétuels, l'atmosphère lourde qu'on y respire, ses orages nombreux et violents. Les marins anglais et américains la désignent sous le nom de cloud ring (anneaux de nuage). Nos marins l'appellent le pot au noir. Là viennent s'accumuler toutes les vapeurs amassées par les alizés dans leur long parcours à la surface de l'Océan. Ces vapeurs sont entraînées par la nappe équatoriale ascendante dans les hautes régions de l'atmosphère, où elles trouvent des températures de plus en plus basses ; elles s'y condensent en grande partie et forment cette voûte de nuages qui, vers l'Equateur, entourent la terre comme d'un anneau obscur, et dont la largeur s'étend au delà des limites des calmes; tout ce qui ne se résout pas en pluie se déverse latéralement, entraîné parles contrealizés ; mais ces nuages interceptent les rayons solaires, ils s'échauffent de toute la chaleur qui, sans eux, arriverait jusqu'à la surface de l'Océan ; ils se fondent graduellement, à mesure qu'ils s'écartent de l'anneau central, et quelques lambeaux seulement passent au-dessus des régions où régnent les alizés.

Les contre-alizés, chargés de ces vapeurs marchant vers des latitudes oû la température est de moins en moins élevée, finissent par se saturer, et vers les tropiques on voit reparaître deux autres anneaux de nuages, moins continus cependant et moins abondants que dans la zone des calmes équatoriaux.

Dans cette dernière, toutefois, les pluies ne sont pas continues; les variations diurnes de la température et les mouvements de l'atmosphère qui en sont la conséquence y produisent quelques intermittences. Le ciel est assez souvent clair le matin au lever du soleil, souvent aussi les nuits s'écoulent sans pluie; c'est de quatre heures du matin à quatre heures du soir que l'eau tombe en plus grande abondance.

La zone des calmes équatoriaux se déplaçant annuellement à la surface du globe à la suite du soleil, la région pluvieuse éprouve un déplacement semblable ; entre

les limites extrêmes de leur parcours, à Bogota par exemple, il existe annuellement deux saisons pluvieuses et deux saisons sèches.

En s'avançant vers ces limites, les deux saisons pluvieuses se rapprochent, et aux Umites mêmes elles se confondent en une seule saison pluvieuse, alternant avec une saison sèche et commençant à une époque d'autant plus tardive que Ton remonte plus haut vers les tropiques.

A Panama, les pluies commencent dans les premiers jours de mars; sur les bords de rOrénoque, elles n'arrivent guère avant la fin d'avril, et vers le milieu de juin à Samblas en Californie. A la Havane, dans l'île de Cuba, à Rio-de-Janeiro, on est

Climats froids .

Zone des brises polairès~'-\

Zone tempérée-

y/Zon&^ des ^ vents ^vanabl^/^ avec prédominance du S-O.

Zone sus-trop. , pas de pluie.

Zone tropicale N.

Une saison de pluies.

^Zone^

/ des ^^/ahzés ^ du

Zone équatonale.

2 saisons de pluies ou hivernages.

Zone tropicale S., Une saison de pluies.

Zone ^

des \^alizés\^ du \^

Zone Sus-trop. , pasdepluie

Zone tempérée .

Zone^

\ des \ vents \variables\ \ \ \ avec prédominance du N . 0 . ,

Climats froids.

~~\.^Zone des brises polaircVj^,.,^^

Fig. 110. — Pluies et vents suivant les climats.

déjà sorti des limites des pluies équatoriales, les conditions climatériques y ont quelques analogies avec celles des hautes latitudes.

Au Sénégal, la saison des pluies dure depuis le commencement de juin jusqu'au commencement de novembre. Dans l'Inde, le régime des pluies est sous la dépendance des moussons. La côte occidentale de la presqu'île est pluvieuse tant que dure la mousson du sud-ouest. La saison sèche y règne pendant la mousson du sud-est. L'inverse a lieu pour la mousson de la côte orientale, mais les pluies sont moins abondantes sur les côtes du Coromandel que sur celles de Malabar, parce que le golfe du Bengale est moins étendu que celui de l'Océan Indien. Le plateau du Dekkan participe du climat des deux côtes; un régime analogue est produit dans l'Indo-Ghine par des causes semblables.

Les pluies intertropicales sont d'une abondance sans exemple dans nos climats. La hauteur moyenne d'eau recueillie annuellement dans les environs de Paris est de cinq ou six dixièmes de mètre. A Saint-Benoist, dans l'île de la Réunion, la moyenne annuelle, de 1846 à 1850, a été de 4°',1. Le mois de janvier, à lui seul, en a donné 0'^,74, c'est-à-dire autant qu'il en tombe à Paris pendant toute la durée de l'année la plus mouillée.

Dans l'Inde, la quantité d'eau annuelle varie de 2 à 3 mètres; elle est à peu près

la même dans l'Amérique méridionale et la Sénégambie. Si l'on remarque qu'il ne pleut que pendant quelques mois, et. chaque jour, que durant quelques heures, le contraste avec les pluies de nos climats semblera plus frappant. Les gouttes d'eau sont énormes, très serrées, et arrivent à terre avec une grande force ; une seule averse peut donner 40 millimètres d'eau, ce qui, dans nos pays, produirait de véritables désastres.

Les nuages et les pluies reparaissent au moment où les nappes tropicales descendantes se partagent entre les alizés et les courants équatoriaux. La ligne d'abaissement des alizés supérieurs suit à peu près, dans ses oscillations annuelles, la zone des calmes et des pluies de l'Equateur, tout en restant à une distance de 25 à 30° de cette dernière. L'arc parcouru par ces zones n'étant que de 10 à 15° au maximum à la surface de l'Atlantique et du Pacifique, il en résulte qu'il existe sur ces Océans des bandes plus ou moins larges et régulières où ne pénètrent ni les pluies équatoriales, ni les pluies tropicales, et où il pleut rarement et seulement par accident. Ces bandes se prolongent à la surface des continents et les pluies y deviennent encore plus rares, elles y constituent les déserts.

La ligne des déserts du tropique nord commence à l'ouest de l'ancien continent, à une petite distance des côtes de l'Océan. Les côtes reçoivent un peu d'eau apportée par les brises de la mer ; cette ligne traverse l'Afrique dans toute sa largeur, et n'y est interrompue que par de rares oasis et par la vallée du Nil; elle couvre une grande partie de l'Arabie, le sud de la Perse, la Boukharie et la Mongolie, jusqu'au mont King-Ham. La position du Sahara et des déserts d'Arabie est régulière; à mesure qu'on pénètre dans l'Asie, la région sans eau se relève vers le nord.

Cette déviation tient, d'une part, à l'existence de l'Océan Indien et aux moussons qui le traversent, et, de l'autre, à l'énorme étendue des terres qui séparent l'Atlantique de l'Asie centrale.

Les vapeurs apportées par la mousson du sud-ouest sont condensées sur l'Inde et sur les plateaux de l'Himalaya et du Thibet. L'air apporté de l'Atlantique par les courants équatoriaux prolongés sur l'Asie passe par de hautes latitudes où le froid l'a dépouillé de sa vapeur.

L'eau ne peut donc arriver ni par le sud, ni par le nord ou l'ouest, sur le désert de Gobi, les vents d'est n'y sont eux-mêmes que des transformations des courants polaires.

Le nouveau continent dans ces régions tropicales est trop étroitement resserré entre les deux grands Océans, pour que les déserts y aient une bien grande étendue ; on en retrouve toutefois des traces, au nord dans la vieille Californie et au sud dans le désert de la Plata.

Ces différentes observations, que nous empruntons à Marié-Davy, montrent l'influence considérable que la circulation générale de l'atmosphère exerce sur les climats du globe. La configuration des continents et des mers, les grandes saillies du sol et les modifications qui en résultent dans le détail du régime des vents apportent la variété au milieu de ces grandes lignes de la climatologie, mais sans pouvoir en effacer les caractères essentiels.

Dans notre hémisphère, au sud du tropique du Cancer ou de la zone des déserts qui lui correspond, les pluies sont estivales, elles surviennent dans la saison où le soleil est le plus rapproché du zénith. Au nord, mais à une faible distance de cette

zone, elles tombent au contraire dans la saison d'hiver, au moins dans les parties occidentales des continents : une opposition semblable se présente des deux côtés du tropique de Thémisphère austral ; à mesure que Ton s'avance vers les pôles, le régime des pluies devient moins régulier, la sécheresse de Tété disparaît peu à peu, les pluies sont plus diffuses dans le cours de l'année et Ton voit même un renversement se produire dans leur mode de répartition annuelle.

Dans la région des Apennins et sur les côtes de Provence, le minimum d'été est encore très marqué, mais l'automne offre à côté un maximum tout aussi caractérisé. Sur la France occidentale et sur l'Angleterre, le minimum d'été est remplacé par un minimum de printemps; sur la France orientale, l'Allemagne, la Russie septentrionale, le minimum de pluie tombe en hiver, le maximum en été.

La figure suivante (fig. 111) donne les courbes des quantités d'eau recueilhes

Fig. 111. — Distribution des pluies mensuelles. Année moyenne. Année 1816. Année 1863.

mensuellement à Paris, dans le cours de deux années : l'une, 1816, réputée très humide, l'autre, 1863, réputée très sèche; nous y avons joint la courbe de pluies moyennes dans la ville: la moyenne annuelle est de 50 centimètres environ sur la terrasse de l'Observatoire ; cette hauteur d'eau s'est élevée à 57 centimètres en 1816 et est descendue à 43 centimètres en 1863.