FBITÉI] ATMOSPHÈRE. - COMPOSITION CHIMIQUE

L'hamîdilé ou la sécheresse des vents est aussi une conséquence de leur point d'origine et de leurs parcours : en général, les vents continentaux sont plus secs que les vents maritimes ; mais ceux-ci peuvent se dépouiller de leur humidité dans une partie de leur trajet qui devient continental, etc. Quant au transport de divers éléments plus ou moins insaluhres par l'intermédiaire des vents, il en sera question aux articles Alaraù, Epidémies, etc.

Compressible, élastique comme tous les gaz, Tair peut être agité par le mouvement total ou partiel d'un corps, de manière à produire des vibrations ondulatoires qui sont l'excitant fonctionnel de l'appareil auditiL

YI. — Composition chimique.

Cavendish a montré le premier que la proportion d'oxygène et d'azote dans l'air ordinaire est constante. BerthoUet trouva que l'air en Egypte était composé de 21 oxygène et 79 azote, en poids = 23,22 oxygène; 76,78 azote. Divy a confirmé ce résultat pour l'air de Bristol et de la côte de Guinée. Des expériences faites simultanément^ le même jour et à la même heure, à Paris, à Berne et sur le Faulhom, ont donné pour moyenne de poids d'oxygène: Paris, 23,0^; Berne, 22,95; le Faulhorn, 22,97; ce qui donne pour moyenne générale du poids d'oxygène, 23,01 = 20,81 en volume, l'azote donnant en volume 79,19. Voici d'autres résultats d'analyses : l'air de Genève, analysé par Marignac, a donné en poids d'oxygène, 22,98; l'air de Copenhague, analysé par B. Lewy, 22,998; Tair pris en mer, par le même, 22,575; l'air de la côte, par le même, 23,016; l'air de Bruxelles, analysé par Stass, 23,0/i et 23,08.

Au demeurant, les expériences de Gay-Lussac, Brunner, Dumas et BoQssingaull conduisent aux déterminations suivantes, quant à la composition de l'air :

En volume : 20^80 volumes d'oxygène.

70,20 volumes d'azote.

En poids : 23^10 parties d'oxygène.

76,90 parties d'azote.

Il renferme en outre de 6 à 9 millièmes de vapeur d'eau et de 3 à 6 dixmillièmes d'acide carbonique en volume, soit qu'on le prenne à Paris, soit qo*OD le prenne à la campagne ; ordinairement il en renferme U dix -millièmes. De plus, il contient une quantité presque inappréciable de ce gaz hydrogène carboné qu'on nomme gaz des marais, et que les eaux stagnantes laissent dégager à chaque instant La foudre, en sillonnant l'air, y produit de l'acide nitrique par la combustion de l'azote; de là des nitrates dus à la saturation des bases qui se trouvent dans l'air, et de là sans doute aussi les nitrières naturelles, car Boussingault a remarqué aux environs de Rio-Bamba que le nitre se forme de préférence dans les lieux où les orages sont fréquents. Les i déterminations faites par Grflge, et par Kemp (air pris à 300 pieds au-dessus M. LÉVY. Hygiène, 5* édit. i. -* 19

290 DK8 MODIFICATEURS. ~ ClnCUMFUSA. [uy6iÊrC

de la mer d'Irlande), sur la quantité d*ammoniaque contenue dans Tair, ont donné des résultats trop élevés. R. Frescnius(l) en opérant sur 12 000 à 15 000 litres d*iir au moins, les a rectlGés, et il a trouvé comme moyennes, pour 100 000 parties d'air : ammoniaque, 0,133; oxyde d'ammonium, 0,205; carbonate d'ammoniaque, 0,379; l'air nocturne est un peu plus riche d'ammoniaque que l'air diurne, différence duc i)eui-ètre aux phénomènes de la nutrition des végétaux et à la précipitation de l'ammoniaque accumulée dans Talr par la rosée au lever du soleil.

Par Teffet des décharges électriques et peut-être d'autres causes encore |)eu connues, l'oxygène de l'air subit des changements qui lui communiquent des propriétés nouvelles : il devient odorant, il irrite la membrane muqueuse des voies aériennes, il oxyde les corps, il sépare Tiode de l'iodure de potassium. Van Marum a le premier établi par ses expériences (1785), que l'oxygène renfermé dans un tube de verre et soumis à Taction d'une série d'étincelles électriques contracte, avec une odeur qui lui a paru celle de la matière électrique, la propriété de se combiner avec le mercure à la température ordinaire, propriété qu'il n'avait pas avant cette modiflcation (2). Ces expériences restèrent sans suite et dans l'oubli jusqu'en IB/liO, où Schœnbein (de Bâte), frappé de l'odeur de l'oxygène provenant de la décom|)osition de l'eau par la pile, la compara avec celle qui émane du plateau d'une machine électrique eu mouvement; de M le nom d'o2one(6Cw, je sens) qu'il donna à l'oxygène amené à un état particulier, soit sous l'influence des décharges électriques, soit en le faisant passer humide (air humide) sur du phosi)hore à la température de 20 ou 25 degrés; il constata que l'on ne recueille d'oxygène odorant qu'en prenant pour électrodes du platine ou de l'or, tandis qu'avec les métaux oxydables on n'obtient que de l'oxygène ordinaire. L'ozone, comme l'oxygène ordinaire, est gazeux, d'un pouvoir oxydant extraordinaire : car il oxyde à la température ordinaire la plupart des matières oxydables simples et composées, organiques et inoiigauiques, et c'est la raison pour laquelle Tozone détruit avec une si grande énergie l'hydrogène sulfuré, toutes les substances miasmatiques d origine organique, les couleurs végétales, etc. Il décompose les îudures métalliques en éliminant de l'iode, et Schœnbein a mis à proût cette drcoDstance pour vérifier la présence de minimes quantités d'ozone dans l'air : une bande de papier qu'on a plongée dans un mélange de colle d'amidon et d'une petite quantité de solution d'iodure de potassium devient un réactif de Toimie qui surpasse de beaucoup en délicatesse le meilleur gahanomètre ou l'odorat le plus An. Une quantité d'ozone trop faible, dit de la Rive (3), pour poliriser un métal d'une manière sensible, ou pour affecter l'odorat, sufiBt eocore pour bleuir à un degré prononcé le papier réactif.

(i) Freteniiif, Annales de chimie et de phyuquej juin 1819^ p. 209. (8) Mooae et Fremy, Traité de chimie, 3« édilion, 18U0, 1. 1, p. 180. (3) Dt la Rive (de Ofdàw), Traité théonque et pratique d'électriciU^ etc. Paris, 1856^ •^ IL,F. lii.

fBlftt] ATMOSPHÈRE. — COMPOSITION CHIMIQUE. 291

L*air contient presque toujours de Tozone, mais ea quantité très «variable, selon ies saisons, l'état météorologique, la hauteur du lieu d'observation et les circonstances particulières des localités. Pendant Tbiver, il y en a plus dans l'air qu'en été ; le maiimum, en biver, s'observe pendant la chute de la neige. En été, les indications de l'ozonomètre se prononcent plus pendant un orage que par le beau temps. L'altitude a une influence marquée : on trouve d'autant plus d'ozone dans l'atmosphère qu'on s'y élève plus haut. Dans les écuries, dans les latrines, partout où il se fait un dégagement de gaz oxydables on miasmatiques, on trouve peu ou point d'ozone (1). Bérigny (de Versailles) s'est assuré par une série d'observations : i^ que l'ozone diminue quand la température s'élève; 2** que^ la force élastique delà vapeur et l'humidité augmentant, Tozone suit la même progression ; 3^ que fréquemment, le degré de l'ozone est en raison inverse de la sérénité du ciel ; U^ qu'il existe un rapport direct entre l'électricité et l'ozone, et que leurs courbes sont parallèles. Bérigny et Silbermann ayant mis simultanément en expérience (août 1855), l'un à Versailles, l'autre à Paris, du papier ozonométrique envoyé par Schœnbein, le premier obtint seul des signes d'ozone dans l'air ; le second ne vit sur son papier aucune nuance d'ozone ; et, craignant qu'il ne fût altéré, nie soumit à l'électricité, qui lui communiqua une teinte bleue, indice positif de la validité de son ozonomètre (2). On doit donc admettre que le papier ozonométrique, mis en expérience à l'air libre, subit une décomposition par l'effet de l'électricité atmosphérique, et, par conséquent, que l'ozone n'est que de l'oxygène électrisé, ainsi que Alarignac et de la Rive l'ont démontré directement en soumettant de l'oxygène pur et sec à l'action d'une série d'étincelles électriques ou d'un courant électrique continu. Aussi Pelouse et Fremy ont-ils proposé de substituer cette dénomination à celle d'ozone (3). Dans son dernier travail sur ce sujet (/i), Schœnbein qualifie de passif l'oxygène ordinaire par rapport à l'ozone, oxygène actif. Houzeau a établi qu'on l'obtient par la décomposition d'un cerlaiu nombre de corps oxydés, et très-facilement par l'action de l'adde sulfurique sur le bioxyde de baryum, et qu'il a toutes les propriétés de l'oxygène naissant.

C'est en 1850 que Schœnbein reconnut qu'une bande de papier amidonné et renfermant une faible proportion d'iodure de potassium constitue le réactif le plus sensible pour constater la présence de l'ozone dans l'air (5) ; exposée à l'air,

(1) Les détails qui précèdent sur Toione sont extraits d'une communication manuscrite ipie M. Scbœnijein nous a faite le 28 novembre i 855.

(2) Mémniret de médecine et de chirurgie militaires^ 2* série, t. XVI, 1856.

(3) PeUnue et Fremy, Traité de chimie générale, 185â, t. 1, p. 170.

(h) Pour la préparation de divers papiers ozonométriques, voyei Pelouse et Premy, 1. 1,

p. 196, 3« édition, 1860. — Voyes aussi l'intéressant travaU de A. Bérigny (de Ver^

•ailles) : Gamme chromatique pour tozonométriCy et instruction sur la manière de se

servir des papiers 9Mùnoméiriques {Recueil des mémoires de médecine et de chirurgie

militaires ^2* série) 1858» t. XXII^ p. 433). — Houseau, Nouvelle méthode pour re-

»9 DES HODinCATKDRS. — CIRCDHFUSi. [flTCitiK

elle paBK àa blanc, qui est sa couleur avant l'expérieQce. à une Duance plus OD moins fonc^ de bleu, suifant la quantité d'ozone qui existe dans l'atOMsl^ère. Le blanc répond sur l'écbdle ozonoroétrique i l'abseace de ce ooq», et la coloratkHi bleue la |dtts intense qu'Q produit sur le papier c l'iode h nn, indique son maximom dans l'air; l'espace chromatiqne c entre ces 'deux termes est divisé en dix. Tel est l'ozonoso^, qui permet d''évalaer les variations jonroalières de l'ozone atmosph^que. Bérigny, wjtm placé du papier ozonométriqne daa^ un abri qni le proii^geait contre le aolei et la ploie, a vn qu'il s'y comportait coinoie en plein air; pour v^Beri'il n'est pas modiCé par un certain degré d'acidité de l'air, il a expériOHBlé simultanément snr du papier tonmeso) et sur do papier ozonométriqne : le premier est resté intact, tàadis que le second revêtait la nuance la. plus toaete. Plongés nne beure dans l'eau distillée et dans l'eao non distillée, deux écfcaatilkms de papier ozonométriqne sont restés aussi blancs qu'avant l<»r immersion ; mis il diev.ll sur un lil de soie, at[arhés avec une épingle, nne chenBe de bois, un ivoire d'animal, suspeiiduii.'i tin fil, lisent toujours donné le mène réxDliat.

I.OH physiciens, et Kurlout le» im^dccins, ont compris immédiatement l'inlérêt que pourraient ofTrir les obsurvalioiis ozonométriqucs : Simonin, i Nancy; Bérigny, à Versailles; BoRckd, k Strasbourg; Scontetten, ï Heli; Woir, à Berne; Biiliard, à Corbigny; Gaillard, en Amérique, etc., s'f sM appliqués : nous examinerons plus loin leui-s résultats et leurs opinions.

Les recherches de Chaiiri lendciii a ciablir que l'air contient de l'iode; ) Paris, on a trouvé 1/^^'** ^^ milligramme par &00 litres d'air,

La latitude ne modifie pas sensiblement la composition de l'atmospfake, puisqu'elle a été trouvée identique â Paris, à Genève, à Bruxelles, à Saint- Pétersbourg, à Copenhague, entre Liverpool et la Vera-Cruz, â Madrid, etc. Les analyses comparatives d'un très-grand nombre d'échantillons d'air recuetlUs

r^Hiialtrf d iloier ro:^otK {Annales de phyuique ei de chimie, 3' lérie, 1863, t. LXVU. p. d66). — Schœnbein, ibid., lSGH,(â' série, t. Mil, p. 57); il y réfute péreroptoir«méat lei objecliom apposées à l'emploi du papier d'iodure d'amidon ; oa a argu4 da n sensibilité aux rap«urg da chlore et de brome que l'an ne rencontre pas dans t^ÉMt- ■phére, i celles d'acide tijponilrique qui s'y forme par les violents orages, et dont une minime quantité, diluée dans l'eau, sufllt pour bleuir TamidDu ioduré ; ur, Schœnbsin, le chimiste quiapeut-élreanolirséle plus fréquemment t' eau pluviale, n'en a jamais rencontré qui eût la propriété de colorer le papier amidonaé et ioduré, à moins d'y ajouter une petite proportion d'acide sulfurique pour s'emparer de la base de* nitrilas ou des uitrites et dégager l'acide nitreux qui colore l'iodure d'amidon. Le papier imbibé de la ditMlution de proloxyde de Ihalliura brunit au cootacl de l'air oioné \ mais il faut dîx-buit à vingl.quatre heures pour convertir ce protoxyde en oxjde brun : Scluenbein a reconnu que ce papier peut rester blanc après une assez longue exposition à l'air et contenir nèaniDoins du peroxyde de tballium ; il suflll alors de l'humecter par la teinture de {sïac pour le bire brunir.

PlivÉl] ATMOSPHÈRE. — COMPOSITION CHIMIQUE. 293

sar divers points de l'Earope, et dans ies contrées les plus lointaines, n'ont fourni à Régnante qne des variations d*oxygène comprises entre 20,9 et 21,0 pour 400. Il arrive quelquefois que l'air ne contient que 20,S d*oxygène dans des circonstances qui se produisent plus souvent dans les pays chauds. Les échantillons d'air recueillis par le capitaine Ross, dans les mers polaires, en 1868 et 1869, ont donné à l'analyse des résultats qui ne s'éloignent guère de la composition de l'air normal.

L'uniformité de constitution chimique de l'atmosphère, quant à sa proportion d'oxygène et d'azote, n'est pas altérée par l'altitude ; les analyses d'air pris à de grandes hauteurs (7000 mètres) par Gay-Lussac démontrent ce fait. Dumas n'a point trouvé de différence entre l'air de Paris et l'air pris simulunément sur le Faulhorn par Ch. Mariins et Bravais, et, dans les Alpes, par Bninner. Sur les montagnes très-é|evées, on trouve plus d'acide carbonique que dans les plaines, et sa proportion y reste la même jour et nuit.

Nous signalerons les particularités chimiques de l'atmosphère maritime en nous occupant de la mer (voy. Eaux), Au-dessus des grands lacs, la proportion d'acide carbonique est moindre qu'à la surface de la terre; la différence est de 5 pour iOOO d'air.

Daas l'air libre se répandent certains principes qui émanent de foyers de décomposition organique; il en sera question plus loin. Chevallier s'est assuré que l'air atmosphérique de Londres contient de l'acide sulfureux, provenant sans doute du soufre contenu dans le charbon de terre; suivant lui, il existe dans l'atmosphère de Paris de l'acétate et du sulfhydrate d'ammoniaque. Boussingault y a trouvé, en mars, en avril et mai, de l'hydrogène, probablement à l'état protocarboné, dont il évalue la proportion à 0,0001. Il existe dans les villes, comme dans les habitations, des sources nombreuses qui peuvent souiller l'atmosphère par leurs émanations (voyez, t 11^ Égouts, etc.). Les poussières qui s'y disséminent, se composent de corpuscules fournis par le détritus de l'écorce minérale du globe, de parcelles d'animaux et de plantes, et de débris très-ténus de tout ce que nous consommons pour nos besoins (1). Plus l'atmosphère est agitée par la violence des vents, plus elle se charge de ces divers corpuscules. Les granules de nature minérale varient peu et représentent le détritus des roches minérales qui sont à nu dans la contrée. Les poussières d'origine animale sont, d'après Pouchet, des animalcules infiniment petits et desséchés, tels que des vibrions, des helminthes du genre oxyure, des squelettes d'infusoires siliceux, des fragments d'antennes de coléoptères, des écailles d'ailes de papillons diurnes et nocturnes, des poils de laine provenant des vêtements, des poils de lapin, de chauve-souris, des barbules de plumes, des cellules épithéliales, des fragments de peau d'insectes divers, des fihments de toiles d'araignée. Les poussières végétales, examinées au microscope par Pouchet, lui ont présenté des fragments de tissus de diverses

(i) Comptes rendus df r AcadénUe des sciences^ 1859, t. XLVIII, p, 457.

199 i)tS MODiPlCATEURS, — CmCUUPVSA. [sTClim

mentlos régulière de la rapeur jusque vers raprès-mîdi ; loaîs, sous l'influence du refroidissement adnosphfrique, la pro|Kirtion de vapeur décroît, et Dmuiidité relative de l'air se prononce. En été, la quantité de vapeur absolue, plus forte le tuatin, atteint le maximum avant midi, diminue ensuite jusqu'au moment du maximum ihermoinë trique, sang descendre ce|)cndani aus§i hu, que le matia, el après le deuiiëme minimum, elle augmenle de nouveau jusqu'au lendemain matiiL La rosée se forme en général toute la nuit, inais en pins grande abondance de minuit au lever du soleil, parce que celle seconde partie de la nuit est plus froide que la premiëi-e. 5" Les périodes barométriques diurnes se dessineiil moins netletncnt dans nos cliinats que vers l'ëqualeur, i cause des variations accidctitelles dont l'élcndue augmente avec la latitude. Les moyennes de plusieurs mois d'observation ont fourni le résultai suivant : en été, le maximum a lieu avant 8 heures du matin, le minimum h A heures de l'après-niidi, et le second maiimumà 11 heures du soir: en hiver, le maximum s'observe à 9 heures du matin, le minimum i 3 heures de l'aprismidi, et le second maximum It 9 heures du soir. En somme, le baromètre monie le malin, baisse dans le milieu du jour, remonte le soir poui- baisser U nuit. A minuit cl i midi, par un ciel pur et par une atmosphère tranquille, il se lève presque toujours un vent léger, ou celui qui r^ne change de diicction; le matin, en hiter, il souille un vent d'est; et le soir, en été, un teot d'ouest. On peut dire d'une manitre générale que les fluctuations météorotogiques de chaque jour sont gouvernées par la position relative du globe cl du soleil, et se déclarent presque constamment datis les quatre points caidiuaui, le lever, le coucher du soleil, midi et minuil, comme elles foui aussi dans les polau du mouvement anaud qui sont les deux solstices et les deux éqainoxea.

La périodicité mensuelle ou lunaire se dénote également par des mutations régulières dans l'atmosphèFe ; ce rapport, exagéré autrefois par les zélateunt des influences sidérales, nous parait avoir été trop atténué par Burdach (1 ]. D'après une longue série d'observations, Flaugergues a découvert que le baromètre monte, depuis l'époque où la Inné est >i 135 degrés du méridien vers l'est jusqu'ï 90 degrés ouest, et que l'étendue do cette variation est de l'.bS. Les ohservations de Flaugergues ont été confirmées par celles de Bouvard. II résulte d'un journal de quarante-huit années, que les hauteurs moyennes du baromètre sont plus grandes lorsque la tune csi apogée que quand elle est périgée (3). La table dressée par Toaldo des changements surveims dans les points lunaires prouve qu'il y a eu 950 chaiigemenis de temps sur 1106 nouvelles luttes; 156 fois seulement le temps n'a point changé, = :: 6 I 1. Les pleines lunes donnent : : 5 : 1 ; le périgée : : 7 : 1. On a remarqué que les pluies et les inondations qui dévastèrent le midi de la France les ih, 15

(1) Burdach, Traité de physiologit. Paria, 1B39, I. V, p. 323. [3)\Tonrl«Ue, 1. 1, p. S16.

mrtg] • ATMOSPHÈRE. — PÉRIOMCITÉ. « 297

et 16 noYemiiit 1160 cobicidèreut a?ec le périgée, la pleine Itine et le lanistice boréal

La quantité de Tapeur aqueuse qoi varie dans Tair avec les heures de la journée par Faction aeole de la température varie également suivant les mois et les saisons; le tableau suivant indique l'humidité absolue et relative deriir. à Halle pendant les dMbents mois de l'année (Kaemtz).

Tension Mois. Je la vapeur d'eau. Ilainidité relative.

ianner 4509 (minimum). 0,850

Février 4749 0,799

Mars 5107 0,764

AttU 6247 0,714

Mai 7836 0,691

Juin 10843 0,697

Juillet 11626 (maximum). 0,665

Août 10701 0,661 (minimum).

Septembre 9560 0,728

Octobre 7868 0,789

Novembre 5644 0,853

Décembre 5599 0^862 (maximum).

D'où l'on voit qu'en hiver la tension de la vapeur est moindre qu'en été ; mais l'humidité est à son maximum, et vice versa.

De Gasparin (1) a calculé les quantités moyennes de pluie tombée en Europe dans les diverses saisons :