ARTICLE I

DE l'air atmosphérique.

On désigne par atmosphère la masse d'air qui entoure la terre de tous les côtés, et dans laquelle sont plongés tous les corps qui existent à sa surface. Pour le physiologiste, l'air est l'immense réservoir où les plantes puisent l'acide carbonique nécessaire à leurs besoins, et les animaux l'oxygène qui alimente leur vie; c'est encore à l'air que les plantes empruntent directement ou indirectement leur azote, et c'est là que les animaux le restituent en définitive : de telle sorte que l'atmosphère, mélange d'oxygène, d'azolo et d'acide carbonique, se renouvelle et se reconstitue incessamment par mille échanges qui dérivent des phénomènes de la végé-

(I) Cas. Broussais, Plan d'un cours d'hygiène. Paris, 1837, p. 18.

CIRCIIMFUSA. — ATMOSPHÈRE. 821

talion et de ceux de la vie animale : « Tout ce que l'air donne aux plantes, les plantes le cèdent aux animaux, les animaux le rendent à l'air; cercle éternel dans lequel la vie s'agite et se manifeste, mais où la matière ne fait que changer de place (1). » L'homme est donc lié à l'atmosphère par des rapports nécessaires, constants, non interrompus ; ils sont en harmonie avec son organisation et ia condition de son existence. Mais, outre ces rapports réguliers qui font participer l'homme au système de rotation perpétuelle de la matière, l'atmosphère est pour lui une source d'influences mobiles, accidentelles, qui dépendent des variations mêmes de sa constitution et de la mise en jeu de ses propriétés, Si, par la stabilité providentielle de sa composition chimique, elle assure aux générations d'êtres qui se succèdent le pahulum vitœ^ elle est aussi la plus i puissante des causes occasionnelle! de nos maladies ; nous dirions presque avec Ramazzini : tel air, tel sang [De constif.ulione annz 1691). L'action de l'air sur l'économie n'a point de bornes; elle est également efficace pour fortifier ou pour troubler la santé. Permanente, elle modifie profondément les constitutions; passagère, elle nous impressionne diversement ; dans les deux cas, l'air agit moins sur nous en raison de sa composition peu sujette à varier, que par lesqualitésquelui communiquent certains principes dont il est le véhicule, et pour ainsi dire l'excipient. Ces principes peuvent être distingués en deux espèces, les uns généralisés dans l'atmosphère et s'y rencontrant d'une manière constante, quoique en proportion mobile, tels sont les impondérables électricité, lu mière, chaleur, l'eau à l'état de vapeur ; les autres accidentels, limités dans leur diffusion à des masses d'air plus ou moins considérables qui couvrent certaines localités ou qui sont circonscrites par les habitations : tels sont les miasmes des marais, les émanations délétères qui se dégagent des matières animales ou végétales en putréfaction, etc. Comme il ne s'agit ici que de l'air libre, de l'an- atmosphérique en général, nous renvoyons l'étude des causes de violation accidentelle de l'air aux articles Marais, Habitation, etc.

S I. — Des modincatenrs almospliériqucs.

L — Electricité.

Nous n'avons pas à discuter l'origine de l'électricité répandue I dans l'air, ni l'impondérabiUté de cet agent. Fusinieri a dit que

■1) Dumas, Essai de statique chimique des êtres organisés, p. 21 et 46. I 3' ÉDiT. - 2^ ■

822 HYGIKNE PlUVÉE.

tout rayonnement se tait au moyen du transport des molécules des corps, et Peltier, s'emparant de cette idée, a bien établi que les phénomènes électriques ne se manifestent jamais sans matière , et que là où il y a un phénomène électrique, il y a un corps pondérable (1). Suivant cet expérimenlateur, les dénominations de Iluide résineux ou négatif, et de fluide vitré ou positif, sont égaleineut dénuées de sens ; elles ne doivent signifier que les degrés différents d'un même état à partir d'un point d'équilibre privé de manifestation électrique. M. Peltier considère l'état résineux comme le phénomène réel, et l'état vitré comme l'absence ou la diminution de ce phénomène. Les électromètres n'indiquent donc que les différences d'un même état, non des états contraires ni des quantités absolues. C'est la terre qui possède la cause des phénomènes qu'on a qualifiés, il y a plus d'un siècle, d'électricité résineuse; elle en est le foyer. L'espace céleste n'étant point un corps matériel, n'a point la puissance de la coercer; aussi n'est-il point dans le même état d'électricité résineuse, et c'est cet état résineux en moins que l'on a nommé vitré. Ce résultat de la théorie est confirmé par l'expérience qui démontre que l'électricité disséminée dans lair sec est toujours vitrée.

Les expériences qui ont pour objet la mesure de l'électricité atmosphérique doivent être faites par un temps serein, dans un air exempt d'humidité, assez loin des arbres et des habitations. On constate alors que plus on s'élève dans l'atmosphère, plus l'électricité libre croît en intensité. MM. Gay-Lussac et Biot, dans leur ascension aérostatique, ont trouvé qu'un fil métallique assez long, attaché à leur nacelle et suspendant une boule de cuivre, était électrisé résineiisement ; ce qui indiquait dans les couches supérieures de l'atmosphère une charge d'électricité vitrée plus forte que dans les couches inférieures. Les expériences de M. Becquerel et Breschet tendent à démontrer que la couche atmosphérique qui touche le sol ne contient pas d'électricité dans l'épaisseur d un a deux mètres; elles ont en même temps conRrmé l'accumulation de l'électricité vitrée dans les couches supérieures. Les appareils employés dans ces recherches ne donnent aucun résultat dans les lieux bas et abrités, dans les cours des maisons, dans les rues des villes, dans les vallées étroites. La surface du sol est toujours electrisée négativement.

(I) Recherches sur la cause des phénomènes électriques de l'atmosphcrc, eir., par Peltier [Annales de chimie et de physique, avril 1842, t. IV, p. 407).

CIRCUMFUSA. — ATMOSPHÈRE. 323

L'électricité atmosphérique, faible au lever du soleil, augmente jusqu'à six ou sept heures du matin en été, huit ou neuf heures au printemps et en automne, dix heures ou midi en hiver. Après s'être élevée à ce maximum, elle baisse, rapidement d'abord, lentement ensuite, jusqu'à deux heures environ avant le coucher du soleil, époque de son minimum. Le soleil s'approchant de l'horizon,

' l'électricité croît de nouveau et atteint un second maximum deux heures après le coucher de cet astre, pour décroître encore jusqu'au lendemain. Les oscillations diurnes de l'électricité atmosphérique sont donc parallèles à celles de la température ambiante. D'après Kaemtz, elle n'otfre sur les montagnes qu'un maximum, le matin,

i et qu'un minimum, le soir. L'influence des saisons est évidente :

. l'électricité positive des temps sereins est bien plus intense en hiver qu'en été. C'est en hiver que l'électricité de l'air se maintient au

1 maximum. Le tableau suivant résume les variations moyennes de l'électricité mensuelle pendant quatre ans (Turley de Worcester) :

Degrés. Degrés,

Janvier 605

Février 378

Mars 200

Avril 141

Mai 84

Juin 47

Juillet.

Août 78

Septembre 82

Octobre i88

Novembre 282

Décembre 669

Indépendamment des fluctuations périodiques que présente l'électricité de l'atmosphère, elle est suceptible de variations accidentelles qui dépendent de la température, de l'humidité de l'air, de la force et de la direction des vents; aussi n'est-elle pas la même dans toutes les latitudes. Ses variations se prononcent plus dans les contrées tropicales que dans la zone tempérée où on les observe par- ^ ticulièrement en été; elles deviennent d'autant plus rares que l'on I s'éloigne davantage de l'équateur. Il en est de même pour les va- I nations périodiques; l'électricité décroît elle-même de l'équateur : aux pôles ; elle ne se manifeste guère au delà du 68^ degré de latitude nord, et il paraît que, passé le 65«, on n'observe presque plus d'éclairs ; déjà rares en Scandinavie, comparativement à la France et à l'Allemagne, les orages vont diminuant de plus en plus vers le nord, où la quantité de vapeurs qui remplit l'atmosphère devient plus petite : pendant un séjour de six ans en Groenland par 70° latitude, Gisecke n'a entendu qu'une fois le tonnerre (1). Dans

(1) Kaemtz, Cours complet de météorologie, traduit par Ch. Martins. Parii,

UYGlfcNK PIllVÉH.

celle almosphère dense el sèche, l'éleclricilé se conserve et s'accumule; peut-être l'écoulement de l'éleclricilé d'une partie du globevers les régions polaires donne-t-il lieu à ces aurores boréales qui consolent leurs habitanls de l'absence de la lumière solaire.

Les observations faites dans les tempsde pluie el de neige donnent des indications très irrégulières; cependant, si l'on fait la somme des jours pluvieux, on y trouve à peu près un nombre égal de jours où la charge de l'électromètre était résineuse, et de jours où elle était vitrée. Souvent l'électricité manifestée change plusieurs fois de signe dans les vingt-quatre heures. Saussure a remarqué que, dans les jours sereins de l'été qui succèdent à la pluie, les périodes diurnes ont l'intensité de celles de l'hiver. L'eau météorique, qui est toujours fortement éiectrisée, surtout en été, est presque aussi souvent résineuse que vitrée quand elle tombe en pluie : à l'état de neige, elle est vitrée quatre fois sur cinq. Les pluies douces et continues n'intluentpas sur l'électricité de l'air ; les fortes pluies l'augmentent notablement et la rendent tantôt négative, tantôt positive. On a constaté que sous le règne des vents du sud, du sud-est et du sud-ouest, les pluies négatives sont beaucoup plus fréquentes que par les vents du nord, du nord-est et du nordouest. A l'approche d'un nuage de grêle, l'électromètre change souvent de signe et accuse de grandes inégalités dans la tension électrique de l'air.

Par un ciel calme et pur, l'électricité libre est peu marquée à cause de sa dissémination ; mais que, par un abaissement de température, les vapeurs aqueuses qui existent constamment dans l'air se condensent en nuages opaques, l'éleclricilé se concentre autour de leurs vésicules et se distribue dans ces nuages suivant leurs groupements et les influences ambiantes. L'action de la terre rend ces nuages plus résineux dans la partie supérieure que dans l'inférieure. On a, du reste, beaucoup à apprendre sur la distribution de l'électricité dans les vapeurs, et sur le rôle qu'elle joue dans leur condensation, dans leur agglomération et leur groupement. M. Peltier a toujours observé que les nuages fortement charges d'électricité résineuse ont une couleur d un bleu plombé, grise, ardoisée, tandis que ceux qui sont fortement vitrés sont blancs,

1843, in-12, p. 360, et la noie E, p. 494, Sur la distribulion journalière de l'électricité dans l'atmosphère, liée à Vévaporalion du globe et au fumage des montagnes.

CIRCUMFUSA. — ATMOSPHÈRE. 32$

I roses, orangés. Il ajoute : « Lorsqu'on aura bien compris la série des ' transformations vaporeuses sous l'influence de la température et . de l'électricité du globe ; lorsqu'on aura vu avec quelle facilité les I nuages opaques passent à l'état de images transparents, et vice ; versa, toujours en présence de la terre puissamment chargée d'électricité résineuse et de l'espace céleste ne possédant pas la même ' tension; lorsqu'on aura fait une seule expérience pour s'assurer ^ avec quelle promptitude la vapeur se produit sous l'influence élec- ' trique, alors seulement on comprendra les divers phénomènes qui ! peuvent résulter de ces masses de vapeurs opaques ou transparentes, . chargées toutes à différents degrés d'électricité résineuse : les unes possédant des tensions énormes, les autres en possédant de moin- ! dres, toutes tendant à s'équilibrer et ne trouvant d'obstacles que ; dans les distances maintenues par la différence de leur pesanteur ' {loc. cit. , p. Zj25), » 11 sera question plus bas des météores aqueux.

IL — Lumière.

Parmi les corps célestes qui éclairent notre atmosphère et communiquent aux objets qui y sont plongés le caractère de la visi- I bilité, il n'y a que le soleil et les étoiles qui soient lumineux par eux-mêmes ; les planètes le sont par réflexion : c'est du soleil que la terre reçoit sa plus grande lumière, probablement à cause de la proximité relative de cet astre. Outre ces sources permanentes de , lumière, il en est encore deux autres que nous pouvons créer à volonté et dont il n'y a lieu de parler ici : l'électricité et une température très élevée. Remarquons seulement en passant que la proi priélé que les corps possèdent de devenir lumineux, quand ils sont î chauffés au delà de 500", fait penser avec raison que la lumière et I la chaleur sont dues aux vibrations d'un même fluide, mais beaucoup plus rapides pour l'une que pour l'autre. L'air atmosphérique est l'un des corps les plus transparents; toutefois ses particules absorbent une portion de la lumière qu'elles reçoivent, eu î laissent passer une partie et réfléchissent la troisième : c'est ce qui I explique l'éclairage delà voûte du ciel qui, sans ce dernier phénoi mène, paraîtrait noire, l'illumination des objets terrestres que le i soleil n'éclaire point directement, et la transition ménagée entre le 1 jour et la nuit. Quelques-uns des météores lumineux qui se déve- : loppent dans l'atmosphère doivent être mentionnés. Le crépuscule i est la lumière qui précède le lever du soleil et qui suit son coucher;

826 HYGIKNK PRIVÉE.

il provient de la rollexion de la lumière par les parties supérieures de l'atmosphère; il commence le mati» (aurore), quand le soleil est encore à 18° sous l'horizon, et finit le soir, quand le soleil est descendu plus bas, vu que l'atmosphère échauirée est plus élevée le soir que le matin. L'influence des gouttes d'eau sur les rayons solaires produit l'arc-en -ciel, phénomène (juo fait naître aussi la lumière de la lune, mais avec des teintes faibles et sans éclat. On voit parfois des points himineux se mouvoir avec vitesse dans l'atmosphère et marquer leur passage par une traînée de lumière analogue à celle des fusées à baguettes: ce sont des étoiles filantes considérées en général comme des aérolithes qui s'enflamment en pénétrant dans l'atmosphère de la terre. La lumière se transmet du soleil à la terre avec uiie rapidité merveilleuse, mais que l'on a pu calculer : sa marche est de 70,9^18 lieues par seconde, d'après les dernières observations de M. Fizeau, qui a substitué la mesure directe de sa vitesse à la surface de la terre aux déterminations astronomiques (1). La distance du soleil à la terre étant d'environ 38000000 de lieues, la lumière met 8', 13" à nous atteindre. Le boulet qui, en sortant du canon, a une vitesse de 3000 pieds par seconde, et d'environ 175 lieues par heure, mettrait 2^ ans à parcourir la même distance, s'il conservait sa force d'impulsion initiale. La lumière communique aux couches supérieures de l'atmosphère la teinte azurée dont les variations d'intensité sont mesurables au moyen du cyanomètre de M. de Saussure ; l'air en grandes masses se comporte comme un verre laiteux, laissant passer plutôt les rayons dèl'extrémité rouge du spectreet réfléchissant les rayons bleus. Tous les phénomènes de la lumière réfléchie, ou catoptrique, découlent des deux lois suivantes : 1° Le rayon incident , la perpendiculaire au point de contact et le rayon réfléchi, sont contenus dans le même plan. 2° L'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence. La théorie de la réfraction, ou dioptrique, repose sur ces deux autres lois : 1" Le rayon incident, la perpendiculaire au point de contact et le rayon réfracté, sont compris dans un même plan. 2" Le sinus de l'angle d'incidence et le sinus de l'angle de réfraction sont dans un rapport constant pour les mêmes milieux.

Le faisceau solaire que l'on reçoit dans une chambre obscure par une ouverture pratiquée au volet produit trois effets directs : une sehsaiion lumineuse perçue par l'appareil de la vision, une éléva-

il)Cùmplcs rendusde l'Académie des sciences, 23 juillet 1849.

CIRCUWFUSA. — ATMOSPHÈRE. 327

I iion de la température ambiante, une action chimique constatée longtemps avant les découvertes photographiques qui ont utilisé la I radiation solaire comme un réactif d'une merveilleuse subtilité. Du chlorure d'argent, préparé dans l'obscurité et soumis à l'action du 9 spectre, noircit, et cette altération qui débute dans la bande viof: Jette, se propage d'un côté jusqu'au rouge extrême, et de l'autre ; au delà de la bande violette; d'où il suit que l'effet chimique se ( produit au maximum dans celle-ci et franchit les limites du spectre du côté des rayons les plus réfrangibles, tandis qu'il ne les dépasse i; point du côté des rayons les moins réfrangibles. Témoins de ces J faits, les chimistes, les physiciens, sont amenés à supposer dans s l'agent rayonné vers nous par le soleil, trois espèces de radiations : (■ lumineuse, calorifique, chimique. En médecine, en hygiène, ce f serait abuser de l'analyse d'ailleurs hypothétique que d'étudier < séparément les trois sortes d'effets de la radiation solaire. Dans 1 l'influence que la lumière exerce sur l'économie vivante, comment distinguer celle qui procède du spectre chimique de celle qui se rapporte au spectre lumineux? Nous dirons avec M. Sappey (1), que si l'on a isolé ces deux spectres dans les expériences physiques, on n'a pu constater les propriétés de chacun d'eux à l'égard des êtres vivants. Il en est autrement du pouvoir calorifique du rayon , solaire : il se manifeste dans l'homme par une série de phénomènes identiques avec ceux que détermine un égnl degré d'élévation artiiicielle (le la température ambiante ; et ces phénomènes ne sont pas nécessairement liés aux autres propriétés de la radiation solaire, ils fournissent à l'hygiène comme à la physiologie la matière d'une I étude spéciale.