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Les variations périodiques de l'humidité seront notées plus loin (p. 3); ses vicissitudes accidentelles dépendent surtout des vents (voy. Pression).
Quand 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 Ja production de ces hydrométéores concourent, dans une proportion plus ou moins connue, les variations d’électricite, de chaleur et de pression atmosphérique.
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Les nuages affectent trois formes principales : 4° Les cirrhus (queue-de-chat 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 siége , prouvent qu’ils sont composés de particules glacées, de flocons de neige pageant à une grande hauteur dans l'atmosphère; en été, ils annoncent la pluie ; en hiver, de la gelée ou du dégel. 2° Le sératus, bande horizontale qui se forme au coucher du soleil et disparait à son lever. Les cirrho-stratus, forme de transition, consistent en de petites bandes à filaments plus serrés que ceux des cirrhus. A l'horizon, leur projection verticale figure une bande longue et très étroite, tandis qu’au zénith ils paraissent constitués par une aceumulation de nuages déliés. Tous ces nuages, ainsi que les cumulostratus, 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 cirrhus ; peu élevés le matin, ils montent jusque vers l'après-midi et redescendent le soir. Sous le nom de cirrho-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 bleuàtre, et passent à l'état de neèmbus, nuages pluvieux, d’un gfis 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 eylindre à section circulaire ou composée d’arcs de cercle. Ge sont les cumulus qui, par leur groupement à l'horizon et la variété de leurs contours, suscitent à l'œil l'illusion d'images très diverses. Howard à nommé les nuages de pluie cirrho-cumulo-stratus, pour indiquer l’absence ou le mélange de toutes formes ; il considère les cirrhus comme des conducteurs électriques imparfaits, servant de communication entre deux inasses 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 règnent 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 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 cirrhus qui, superposés à une où
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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 surétagées, 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 obser- vés, 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 (Ramond). 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 Tobolsk, en Sibérie, elle n’a point dépassé, en moyenne, d’après Chappe, 212 et même 214 mètres. Comme hauteur exceptionnelle, en plaine, on a noté 1600 à 1900 mètres à Berlin ; 3470 à Tobolsk ; 1 400, 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, 1ls conservent en flottant dans Pair 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.
Le phénomène initial de la production des orages, c’est la rapide condensation 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 où un point de la surface de la terre, c’est la foudre (Peltier) ; les phénomènes lumineux rapides qui laecompagnent, ce sont les éclairs ; le tonnerre est le bruit qui résulte des vibrations de l’at-
mosphère ébranlée par le fluide électrique. Arago distingue : 4° Les éclairs en sillon, serpentés, sinueux, en zigzag, minces, arrêtés sur leurs bords, parlois bifurqués où même divisés à leur extrémité imférieure 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 sphériques, 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. Kaemtz 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 ôtée 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 ettransparent, 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 d’orages éloignés, et il a vérifié la coïncidence de leur apparition avec des cirrhus entrelacés et quelquefois avec des cumulo-stratus à l’'horizou. Peuvent-ils jaillir directement dans un air sans nuage ? 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 différence de vitesse de l’un et de l’autre fait que notre œil perçoit l'éclair avant que notre oreille soit frappée
(1) De la météorologie dans ses rapports avec la science de l’homme, elc., 1855, t. 1, p. 165 et 166,
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par le son du tonnerre. Les intervalles entre ces deux phénomènes peuvent s'élever à 42, A7, 49 secondes ; le minimum a été de 2 secondes dans les observations de Chappe, 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 maclines, 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 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 Ià 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° et 75° de latitude nord, Parry n’a pas observé un seul orage pendant deux étés ; vers le 65°, il n’a constaté
(1) Annales de physique et de chimie, 3° série, 1850, t. XX VIIE, p. 415. (2) Gavarret, Traité d'électricité. Paris, 1858, t. IT, p. 566.
eu trois saisons d'eté qu'une seule fois quelques éclairs et Guerques coups de tonnerre. En Islande, par 65°, il n’a tonné qu’une fois pendant deux ans. Pline et Platon se trompent en mentionnant l'Égypte et l’Éthiopie parmi les régions où le tonnerre ne gronde jamais. On l'entend très souvent à Alexandrie, et trois ou quatre fois par an au Caire. C'est dans les hautes latitudes que les orages sont le plus rares; ils augmentent de fréquence à mesure qu'on s'approche de adtétn, C'est entre les tropiques qu'ils règnent avec le plus de furie et de fréquence. Le bas Pérou fait exception à cette règle; et les habitants de Lima ne connaissent pas le bruit du tonnerre. On l'entend moins souvent en pleine mer que sur les continents ; les orages se forment moins aisément dans l’atmosphère océanique que dans celle des continents et des îles ; ils sont plus fréquents et beaucoup plus violents dans les montagnes que dans les plaines : à la Jamaïque, les montagnes du Port-Royal sont couronnées de nuages tous les jours, entre onze heures et midi, du Le novembre au 15 avril : l'orage éclate ensuite, et entre deux et trois heures la sérénité reparaît (Hutchinson). D'après Dillwyn, la nature du terrain exerce une influence sur la production des orages ; plus répétés, plus forts dans les pays calcaires, ils le sont d’autant moins que le sol est plus riche en mines métalliques. Ce serait, dit Arago, une grande découverte dans la physique du globe que la preuve d’une liaison intime et prononcée entre la nature géologique des terrains et le nombre ou la force des orages.
Arago et Kaemtz ont réuni des documents à l’aide desquels a été dressé le tableau suivant, indiquant le nombre moyen d’orages annuels :
Nertschinsk SES 2 | Maestricht (51° lat. N.)....... 16,2 Soendmer...... FE se... 3,9 | Strasbourg (48° 1/2 lat. N. d 17 Bergen (60° 20/ Jat. N 12 . 8 Padoue (ASP RE NE TS , 17,5 Irkoutsk (52° 16/ lat. N. ) ? « 5,8 | Berlin (52° 4/2 tat. N.).. <. 18,4 Stockholm (59° 20/ lat. N. È 9,3 | Smyrne (38° 1/2 lat. N.).. Lu AE 19 RÉSAAS D AT AL NN 9 Buénos-Ayres (34° 1/2 lat. S.).. 22,6 Moscou (55° 45/ lat. N.)....., 17,2 | Québec (46° 3/4 lat. N.)...... 23,3 St-Pétersbourg (59° 56/ lat. N.). 9,2 | Viviers (47° 4/2 lat. N.) ...... 24,7 Le Caire(30) LENS. 2108,5) LiGuatélqupe (46%:4 12:R£4 NL) P. 2 747 FORME Ne ee eme cn OURS RTRSIUIE QUO Rial Nes. ne Londres (54° 30/ lat. N.)...... 8,5 | Martinique (14° 1/2 lat. N.).... 39 Athènes (38° lat, Ni}. ss 44 Maryland (39° lat. N.).:...,. 41 Leyde (520 at. N.)........... 13,5 | Rome (41° 43/ lat, N.)....... 49,4 Paterme (38° 6/ 45/ lat. N.).., 13,5 | Janina (39° 30/ lat. N.). 440 Paris (48° 507 14/7 lat. N.) .... 13,8 | Rio-Janeiro (23° lat. S. " 50,7 Tubingue (48° 1/2 lat. N.)..... 14,6 | Patna dans l'Inde (25° 37 lat. N. N) 5 Utrecht {82e 02974: 1. Calcutta (22° 1/2 lat. N.).. . 60 Toulouse (45° 1/21 No) 0. £5,4.f
mp
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Les brouillards, nuages suspendus non loin du sol, proviennent du refroidissement subit de l'air au delà du degré nécessaire pour amener la vapeur qu’il contient au maximum de densité. Kaenitz et Ch. Martins admettent des brouillards secs dus à la fumée de vastes tourbières qui, depuis le Zu yderzée jusqu'à l'embouchure de l'Elbe, occupent une étendue de 100 myriamètres, carrés et représentent sur les bords de l'Ems le tiers du pays, dans la Frise orientale et le
: duché d'Oldenbourg le quart, sur le territoire de Brême et de Ver-
den le sixième. Pour y semer du sarrasin ou de l’avoine, on retourne la terre en automne; quand les mottes de terre et les végétaux qui y adhèrent sont ben desséchés, on y met le feu. Cette combustion, qui ecmmence en mat, juin ou juillet, se continue tout l'été dans quelques cantons ; sa durée ordinaire est d'un mois. De là des nuages de fumée épaisse, d'abord isolés, puis confondus en un vaste brouillard d’une odeur spéciale. Les météorolog'stes admettent que le brouillard des tourbières de Westphalie peut diminuer la transparence de lair de Bâle, de Paris et de Brest vers le sud, de Copenhague vers le nord. Les volcans en éruption émettent parfois un brouillard sec, formé par une poussière excessivement ténue. Du 24 mai au 8 octobre 1783, pendant l'éruption mémorable de l'Hécla, en Islande, un immense brouilfard s’étendit de la Norvége jusqu’en Syrie, d'Angleterre jusqu'à l'Altaï, c'est-àdire sur un espace de 25 degrés en latitude,et de 120 degrés en longitude. La callina des pays chauds est une troisième variété de brouillard see qui a l'apparence d'une fumée grise ou rousse entourant l'horizon sans affecter l'hygromètre ; les objets para ssent indistincts, plus éloignés de l'œil; le soleil communique une teinte rougeûtre à l'air, et son disque, moins éclatant, nage dans des cercles concentriques qui semblent doués d’un mouvement vibratoire : plus fréquente et plus intense dans le midi que dans le nord de l’Europe, la callina se montre après une longue série de beaux jours. A ces brouillards secs, on pourrait ajouter celui que produit le simoun. En 1851, au moment où je quittai Guelma (province de Constan tine}, vers midi et par un très beau temps, l'horizon prit subite ment une teinte terne ct rougeâtre, le soleil nous apparut comme voilé par un brouillard : c'était le vent du sud qui projetait au loin, dans l'atmosphère, les sables brülants ct fins du désert.
Les brouillards aqueux se forment au-dessus de la terre ou des masses d’eau, à la faveur d'une différence de température entre celles ci et l'air atmosphérique. Harvé à constaté expérimentalement ce fait. Un brouillard de 5 pieds flottant sur un ruisseau dont
3/r0 . HYGIÈNE PRIVÉE,
il suivait le courant et dessinait les contours, il a relevé les températures suivantes : ;
Température 'de l'eau... 211.1 het — de l'air au-dessus de l'eau.... + — du sol sur le rivage........, + 7
— derl’airasurile sl rer: At.
L'intensité du brouillard est en raison directe de la différence : de température entre l'air atmosphérique et la surface qu’il recouvre.Les brouillards se montrent surtout le soir et le matin; presque téwiours 1ls sont dus à lévaporation des lieux où on les observe, mais la vapeur d’eau est quelquefois poussée par les vents dans des régions plus froides, et ne se condense visiblement que plus ou moins loin de sa zone d’origine. Les brouillards des grandes villes contiennent des particules carbonacées et de l'acide pyroligneux qui leur. communiquent une odeur particulière et des propriétés. irritantes pour les yeux et la muqueuse bronchique. De Saussure n’a jamais vu de brouillard sans un développement considérable d'électricité ; celle-ci est en raison directe de l’épaisseur du brouillard.
Pour ce qui concerne les pluies, nous renvoyons à l'article IT de ce chapitre (Des eaux).
Le phénomène de la rosée est le même que celui de la précipitation aqueuse sur un verre froid porté dans une chambre chauflée : elle est due à la condensation de la vapeur d’eau produite par l’abaissement de température qui résulte du rayonnement nocturne des plantes (Wells); aussi tombe-t-elle par les nuits calmes et sereines qui activent l'émission du calorique terrestre vers l’espace. D’après Melloni, la rosée doit être attribuée au séjour prolongé de l'air rendu plus où moins humide autour de surfaces rayonnantes. Elle est d'autant plus abondante que la température est plus basse et l’air plus humide. Comme elle se forme près du sol, elle mouille moins les objets élevés. C’est sur les côtes qu’on l'observe au maximum ; elle est plus forte en rase campagne que sous les arbres ou des abris quelconques qui, faisant office d'écrans, interceptent le rayonnement de la terre. Toutes choses égales d’ailleurs, elle humecte plus les plantes que la terre, le sable plus qu'un sol battu, le verre plus que les métaux, les corps organisés plus que le verre.
La rosée, en se congelant pendant sa formation, produit le givre, qui est formé de cristaux de glace très déliés et réunis en masses floconneuses sur les parties supérieures des tiges et des feuilles,
CIRCUMFUSA. — ATMOSPHÈRE. ol parties qui sont le mieux disposées pour se refroidir par le rayonncment. Sous une température inférieure à 0 degré, la vapeur se condense et ses molécules d’eau se cristallisent en étoiles à six branches, dont les formes sont très variées: c’est la neige, dont la densité varie de 1/3 à 1/8. Elle est appelée grésil, quandelle présente des cristaux compactes serrés autour du centre; le grésil tombe ordinairement dans nos climats à l'entrée du printemps.
