CHAPITRE VI
DE LA PRESSION ATMOSPHERIQUE
§ 1. Généralités.
Le baromètre est devenu un instrument usuel depuis que Torricelli et Otto de Guericke eurent démontré la pesanteur de Pair, déjà entrevue par Aristote et Épicure. L’on a pu, grâces aux variations de hauteur de la colonne mercurielle, mesurer avec la plus grande exactitude les différences qui surviennent dans la pesanteur de l’atmosphère. En effet, la colonne de mercure de 761™“ faisant équilibre aux couches aériennes superposées, il en résulte qu’à chaque élévation ou abaissement du liquide métallique correspond une colonne d’air plus ou moins dense ou plus ou moins élevée. Dès lors l’on a pu étudier les différences de pression à laquelle sont soumis tous les corps situés à la surface du globe et en particulier le poids total supporté par le corps humain, sous la pression d’une colonne d’air équivalant à 761“™, hauteur normale du baromètre au bord de la mer.
L’on a pu s’assurer également qu’en s’élevant sur les hauteuis, 1 on observait un abaissement du baromètre, exactement proportionnel au poids des couches d’air sous-jacentes ; en sorte qu’en observant simultanément deux baromètres à des hauteurs différentes, l’on pouvait, en ayapt soin de faire les collections nécessaires pour la température et la capillarité, calcul ei exactement l’altitude du lieu le plus élevé. Cette méthode pour mesurer les hauteurs est dès lors entrée dans les Habitudes scientifiques, grâce à des baromètres portatifs construits avec soin d’après Fortin et perfectionnés par Delcros, ou ce qui est encore plus pratique, les baromètres anéroïdes fondés sur la pression de deux plaques métalliques séparées par un espace privé d’air ; c’est le sens du mot anéroïde. Cet
l’atmosphère.
instrument peut donner des résultats suffisamment exacts pour servir à calculer l’altitude à laquelle on fait des observations.
Ces faits étant bien établis, étudions maintenant les différences qu’a révélé le baromètre sur les variations diurnes et mensuelles de la pression atmosphérique ainsi que sur les variations qu’elle présente à différentes latitudes et altitudes.
Quand on observe exactement un baromètre, Ton s’aperçoit que la colonne du mercure est animée de mouvements continuels, s’élevant ou s’abaissant et ne paraissant suivre dans ces oscilla- , tions aucune marche régulière. Néanmoins, en poursuivant cette recherche, l’on ne tarde pas à reconnaître qu’il existe pour chaque localité une hauteur normale du baromètre, et en outre que les oscillations de la colonne mercurielle sont de deux ordres différents : les unes se présentent sous forme périodique et se reproduisent à certaines heures du jour, dans certains mois ou saisons et dans certaines circonstances d’altitude ou de latitude; d’autres, au contraire, quoique se montrant aussi avec une certaine périodicité dans les circonstances que nous venons d’énumérer, sont pourtant essentiellement irrégulières et beaucoup plus transitoires, étant sous la dépendance immédiate des vents et de rhumidité de l’air. Ainsi donc, pour passer en revue les l)rincipales variations du poids de l’atmosphère, nous aurons à étudier :
V La hauteur moyenne ou normale du baromètre en des lieux différents, quant à l’altitude et à la latitude.
2^ Les variations périodiques ou oscillations régulières du baromètre, suivant les heures du jour, les mois, les saisons, les latitudes et les altitudes.
3“ Les oscillations irrégulières du baromètre sous l’influence des mois, des saisons, de l’altitude ou de la latitude, ainsi que sous l’influence des vents, des tempêtes et de l’humidité atmosphérique.
Mais avant d’entrer dans l’énumération sommaire de ces faits, il importe de rappeler que, sauf lorsqu’il s’agit de grandes différences dans l’altitude ou de perturbations considérables dans la hauteur du baromètre sous l’influence des vents, des tempêtes ou de quelque tremblement de terre, les modifications de la pression atmosphérique qui ne se traduisent que par un petit nombre de millimètres n’exercent qu’une bien faible in-
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tliience sur le corps liiimaiii et ne sont par conséquent pas de nature à modifier nos organes d’une manière assez prononcée pour que nous devions nous y arrêter bien longtemps. Aussi nous contenterons-nous d’une rapide énumération de ces faits, laissant aux physiciens une étude qui n’intéresse que médiocrement la météorologie médicale.
§ 2. De la hauteur moyenne du baromètre suivant la latitude
et Paltitude.
En prenant certaines heures qui représentent les variations (liurnes, comme, par exemple, 7 heures du matin, 2 heures de 1 apiès-midi et 9 heures du soir, l’on peut obtenir une moyenne assez exacte de la hauteur normale du baromètre. L’on peut aussi choisir d’une manière approximative l’heure de midi comme représentant une moyenne de la pression atmosphérique et en déduire son état normal en différents lieux.
Avant qu’on ait fait l’expérience directe, l’on croyait que la colonne mercurielle était toujours à la même hauteur, c’est-àdiie à' 761 ,35 au bord de la mer, mais l’on a reconnu plus tard que la pression atmosphérique variait avec la latitude et qu on devait par conséquent l’étudier à l’équateur et dans les deux hémisphères.
L Hauteur moyenne du haromètre à différentes latitudes. Les chaleurs équatoriales produisent un courant d’air ascendant qui se déveine au nord et au sud, d’où il résulte nécessailement que le poids de la colonne aérienne doit être moindre à l’équateur que partout ailleurs. C’est en effet ce que l’observation a démontl é en établissant que la pression moyenne au bord de la mei est a 1 équateur de 758“"^, soit environ 3™"^ 35 de moins que la moyenne générale au niveau des mers.
Si de l’équateur nous gagnons les latitudes septentrionales, nous verrons la pression augmenter depuis le 10° jusqu’au 40° où elle atteint son maximum de 762*““ à 764“^. Ce qui peut être facilement expliqué par le courant équatorial supérieur qui vient s’ajouter à l’alizé inférieur formant ainsi une atmosphère plus pesante. A partir du 40° de latitude nord jusqu’au 50°, le baromètre s’abaisse jusqu’à 756““, mais il n’est pas aussi facile de
Lombard, Climatologie.
l’atmospiikue.
s’en rendre compte que de la faible pression équatoriale ou l’excès de pression des latitudes moyennes. Kæmtz estime qu’il faut en chercher la cause plutôt dans l’état hygrométrique que dans la hauteur de la colonne aérienne.
Dans l’hémisphère austral, les observations sont, il est vrai, moins nombreuses que pour l’autre hémisphère, mais elles donnent cependant le même résultat, c’est-à-dire une faible pression de l’équateur au 25° de latitude et dès lors une augmentation graduelle qui fait tomber le maximum sur les environs du 30°. La différence entre les extrêmes est de 4'““,06.
La longitude exerce aussi une certaine influence sur la pression atmosphérique, puisque l’on trouve environ 3““,50 de plus pour l’Océan Atlantique que pour le Pacifique.
2® Hauteur moyeime du baromètre ci différentes altitudes. Les différences de hauteur du baromètre entre deux localités sont en rapport direct avec leur altitude. Ainsi que nous l’avons déjà dit, les couches aériennes qu’on a laissées au-dessous du niveau inférieur ne pesant plus sur la colonne barométrique, il est évident qu’elle doit être moins élevée. 11 résulte de ce fait que l’on peut mesurer l’altitude en notant la hauteur comparative du baromètre dans deux localités situées à des niveaux différents en ayant égard à la température, à la courbure du ménisque et à la capillarité, circonstances qui modifient la hauteur du baromètre et qui ont été calculées par les mathémati-
ciens. On a formé des tables propres à faire toutes ces corrections, en sorte que les observateurs sont maintenant munis de tous les éléments nécessaires pour mesurer les hauteurs et connaître l’état normal du baromètre à diverses altitudes.
Quelques chiffres peuvent faire comprendre l’étendue des différences de hauteur du baromètre à des niveaux differents. C’est ainsi que la pression étant à Paris (6o) de 756““, elle est seulement de 583““ à Mexico (2277) , de 553““ à Quito (2908), de 470““ à la ferme d’Antisana (4101), et de 410““ au sommet du
Mont-Blanc (4801).
PRESSION ATMOSPHÉRIQUE
§ 3. Des oscillations régulières ou périodiques du baromètre suivant les heures du jour, les mois, les saisons, les altitudes et les latitudes.
Il n’a pas été nécessaire de longues recherches pour reconnaître que la hauteur du baromètre variait avec les heures d’observation, de telle manière qu’on a pu déterminer ce qui a été désigné sous le nom ([heures tropiques et décrire la marche diurne du baromètre en diflférents lieux.
Ces oscillations régulières présentent deux maxima et deux minima qui varient quant à leur intensité et à l’époque de leur apparition suivant la latitude, l’altitude, les mois ou la saison. Et d’abord, quant à leur intensité, nous voyons l’étendue des variations diurnes diminuera mesure qu’on s’éloigne de l’équateur pour s’approcher des pôles; de telle manière qu’étant de
2““,28 à l’équateur, elle se trouve réduite à zéro au 60° de latitude.
En second lieu, quant à l’altitude, elles suivent une marche identique à celle que nous venons de signaler de l’équateur au pôle, c’est-à-dire que les oscillations diurnes du baromètre sont de moins en moins étendues à mesure que l’on s’élève au-dessus du niveau des mers. Cette loi, observée d’abord par Kæmtz, en compaiant Zurich (410) et le Righi (1810), a été confirmée plus récemment par le M. professeur Plantamour en comparant Genève (378) et 1 hospice du Grand St. -Bernard (2478).
En troisième lieu, l’étendue des oscillations diurnes atteint son maximum en juin ou juillet et son minimum en décembre ; les mois intermédiaires formant une série croissante de décembre à juin ou juillet et décroissante de ce dernier mois à décembre Ou si l’on prend la division par saisons, le maximum des oscillations diurnes correspond à l’été et le minimum à l’hiver. •
Le printemps venant en seconde ligne et l’automne en troisième.
Si nous recherchons l’influence, des diverses circonstances que nous venons de passer en revue sur les heures tropiques, c’està-dire sur l’époque où l’on observe les maxima et les minima de hauteur du baromètre, nous pourrons établir les lois suivantes : en premier lieu, la latitude qui exerce une si grande influence
l’atmosphère.
sur l’intensité des oscillations diurnes du baromètre, ne paraît pas modifier d’une manière notable les heures tropiques qui sont à peu près les mêmes à l’équateur et jusqu’au 60° de latitude. Dans les différents lieux pour lesquels on possède des séries d’observations suffisantes, l’on a pu établir comme heures tropiques, un minimum tombant entre 4 et 5 heures du soir et un maximum entre dix et onze heures du soir. Un second minimum pour le matin aux environs de quatre heures et un maximum entre neuf et dix heures du matin. En sorte que lorsqu’on veut obtenir les extrêmes de pression atmosphérique l’on devra choisir les heures de quatre et dix aussi bien le matin que le soir.
Ces quatre époques d’observation sont d’autant plus favorables que leur moyenne comparée aux observations thermométriques, donne assez exactement la température de la journée.
Si la latitude exerce peu d’influence sur les heures tropiques de la pression atmosphérique, il n’en est pas de même de l’altitude. Il résulte, en effet, des observations faites dans les Alpes que le minimum du matin arrive plus tôt dans les plaines et plus tard sur la hauteur, la différence étant d’une heure entre Zurich et le Righi, il en est de même pour le maximum du matin qui survient ])lus tôt dans la plaine.
Mais l’élément météorologique qui exerce une influence plus prononcée sur les variations diurnes du baromètre, c’est, sans contredit, la saison. Nous trouvons, en effet, d’après les observations de Kæmtz, que les heures tropiques se rapprochent pendant l’hiver et s’éloignent pendant l’été ; se retardant de deux heures le matin et s’avançant d’autant pour le soir dans les mois froids comparés à l’époque des chaleurs.
§ 4. Oscillations irrégulières du baromètre sous l’influence des mois, des saisons, de l’altitude, de la latitude, des vents, des tempêtes et de l’humidité atmosphérique.
En dehors des mouvements diurnes et réguliers du baromètre, l’on observe des oscillations irrégulières qui atteignent quelquefois des proportions considérables, sous l’influence combinée des circonstances météorologiques que nous venons d’énumérer : les saisons, les vents, les tempêtes et l’humidité. Ces oscillations sont quelquefois fort étendues, puisqu’on les a vu at-
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teindre à Paris dans une même année les extrêmes de TOO*"™ et 78P“"\ soit environ la dixième partie du poids total de Patmosphère.
Les oscillations irrégulières sont sous l’influence des mois et des saisons ; on les voit, en effet, être deux fois plus fortes en janvier, époque de leur plus grande étendue, qu’en août où elles sont cà leur minimum. En examinant les différents mois, nous verrons qu’à dater d’août elles augmentent graduellement jusqu’en janvier ; elles diminuent dès lors suivant une marche à peu près régulière. Les saisons sont rangées dans Perdre suivant quant à l’intensité des oscillations irrégulières du baromètre : P l’hiver, 2'^ l’automne, 3" le printemps et 4^ l’été. L’altitude diminue l’étendue des variations irrégulières de la pression atmosphérique. Il en est de même de la latitude qui rend ces modifications d’autant moins prononcées que l’on se rapproche de l’équateur.
Outre les circonstances que nous venons de signaler, il en est d’autres qui exercent une influence très-notable sur la pression atmosphérique. Telle est, en premier lieu, la direction des vents. En effet, lorsque soufflent les vents du nord et surtout ceux du nord-est, l’on voit presque toujours monter la colonne mercurielle, à moins cependant que leur intensité n’atteigne la proportion d’une tempête, auquel cas le baromètre baisse par les vents du nord.
C’est l’inverse que l’on observe lorsque le vent souffle du sud et surtout du sud-ouest, car alors le baromètre baisse presque constamment et dans une proportion à peu près égale à l’ascension observée pendant la durée des vents du nord.
Quel est dans ce phénomène le rôle de l’humidité ? C’est une question assez difflcile à résoudre. L’on avait assez généralement admis avec De Luc que l’air humide ou contenant les vésicules aqueuses du brouillard et des nuages était plus léger que l’air sec. Mais cette hypothèse, combattue par Dalton et Gay- Lussac, paraît devoir être définitivement abandonnée. En effet, la diminution de pression de l’air humide paraît dépendre uniquement de la température des vents du sucf-ouest qui est toujours plus élevée que celle des vents du nord. Ce fait trouve une confirmation dans les observations faites à la Nouvelle-Hollande et au Pérou où des vents secs et chauds font baisser le baromètre. En sorte qu’on doit considérer la température des vents
182 l’atmosphère.
comme influant d’une manière phis prononcée que leur état hygrométrique sur la hautéur du baromètre.
L’étude de la pression atmosphérique avant, pendant et après la pluie a été faite avec soin par un grand nombre d’observateurs qui ont reconnu que lorsque la pluie est imminente ou commence à tomber, le baromètre est en général plus bas d’environ 5’”"' que la moyenne. Cet abaissement correspond aux vents du sud et du sud-ouest qui sont en général des vents de pluie ; on l’observe surtout avant la pluie, tandis qu’il cesse ordinairement quand elle a commencé à tomber.
Dove a fait de ce sujet une étude particulière, il est arrivé à reconnaître que l’abaissement du baromètre qui accompagne l’imminence ou la chute de la pluie, était intimement lié à la rotation des vents ; plus prononcé par les vents du sud et du sud-ouest et moins marqué par les vents du nord et du nordest.
Avant et pendant les tempêtes, l’on observe ordinairement une baisse considérable du baromètre. Lorsque le sud-ouest souffle avec violence, la pression atmosphérique diminue trèsrapidement. Si le vent tourne au nord-est ou au nord-ouest, le l)aromètre remonte assez promptement, cà moins que la violence du vent soit très-considérable; l’on observe alors une baisse rapide et notable avant et après l’orage. Ce phénomène est à peu })rès constant sur mer : dix-sept fois sur dix-hmt d’après Scoresby qui dit avoir presque toujours prédit les tempêtes en consultant le baromètre ; cette prévision est, d’après Kæmtz, à peu près infaillible lorsqu’on observe simultanément une hausse considérable du thermomètre et une forte baisse du baromètre.
Nous avons déjà vu que-, depuis quelques années, l’amirauté anglaise a profité de la simultanéité d’observations barométriques et thermométriques dans tous les ports de l’Angleterre et sur la côte occidentale d’Europe pour annoncer l’apparition des orages et des tempêtes, afin d’engager les marins à se mettre sur leur garde dans les ports oii les signaux sont arborés.
Et maintenant que nous avons passé en revue les divers phénomènes relatifs aux variations de la pression atmosphérique, il ne nous reste plus, pour terminer ce résumé, qir’à étudier les causes qui amènent ces perturbations dans la hauteur du baro-
PRESSION ATMOSPHÉRIQUE
mètre. Or, elles se réduisent à une seule : l’ascension de couches aériennes réchaulTées et devenues plus légères, et leur remplacement par des couches plus froides et par conséquent plus pesantes.
Cette même cause amène des courants d’air chaud dans les régions supérieures de l’atmosphère, ce qui amène une augmentation de pression là où il existe un double courant, et une pression moindre là où le courant ascendant se déverse de l’équateur vers les pôles ou des pôles vers l’équateur. Ainsi donc, différence de température dans les diverses régions et courants aériens verticaux ou horizontaux, tels sont les phénomènes qui augmentent ou diminuent la pression atmosphérique et qui se présentent, soit d’une manière régulière chaque jour, constituant deux maxima et deux minima que l’on peut considérer comme des marées atmosphériques, soit dans les différentes saisons, soit encore à des latitudes et à des altitudes diverses.
