DE LA NEIGE

régions voisines de Fun et de Tautre p^le. M. Francis Bauer a reconnu que la poudre rouge n*est autre chose qu'un petit champignon microscopique du genre ureio, auquel il a donné le nom de uredo nivealis. 11 a pu, au moyen de la poudre rouge rapportée du pôle nord par le capitaine Ross, voir ce champignon se reproduire et multiplier dans Teau ; mais les individus nouvellement produits étaient toujours blancs ou verdâtres. Ce n'est qu'en opérant dans la neige, qui paraît être comme leur sol naturel, qu'il leur a vu prendre leur couleur rouge. Pline paraît avoir observé la neige rouge, car il dit que la neige rougit en vieillissant.

Il tombe quelquefois de la neige présentant une teinte rouge ; mais ici cette couleur est due à une poussière minérale, de même origine que celle qui colore quelquefois la pluie (1176).

1479. De la qamntlté mnnoelle de Beige. — La quantité de neige qui tombe annuellement à la surface de la terre est d'autant plus grande qu'on se rapproche davantage du pôle. A l'équateur, on n'en voit jamais au niveau de la mer. Dans nos climats, la neige qui tombe annuellement représente ^ de la quantité d'eau fournie par les pluies ; elle ne tombe que pendant trois mois. A la latitude de Pétersbourg, la neige forme | de l'eau que donne la pluie. On admet généralement qu'une couche de neige équivaut à une couche d'eau égale à^de son épaisseur; mais ce mode d'évaluation n'est qu'une grossière approximation, parce que la densité de h neige est très variable, suivant la température et la grosseur des flocons ; elle varie de j à |. De plus, il faut une grande circonspection pour en apprécier l'épaisseur, qui peut changer dans un espace même restreint, le vont tendant à la pousser dans les parties déclives. Le mieux serait de recueillir avec soin la neige qui recouvre un mètre carré sur un terrain uni et découvert, et de mesurer le volume d'eau qu'elle fournit en fondant.

La neige ne tombe dans nos climats que par les froids modérés. On n'en voit guère quand la température est au-dessous de — 12° ; c'est que par les grands froid régnent les vents du nord, qui se dessèchent en s'échaufTant un peu, quand ils arrivent dans des régions moins froides.

La neige répandue sur le sol préserve les plantes du rayonnement, et empêche, par sa mauvaise conductibilité, leur chaleur de se communiquer h l'air. M. Rozet a vu un thermomètre placé sous la neige ne varier que de 0'' à — 2°, pendant qu'un autre, suspendu dans l'air, variait de — 1° à — 6**, 5. Un thermomètre plongé au fond d'une rigole creusée dans la neige, se trouvait de 1° plus bas que celui qui était caché sous la neige. Une simple feuille de papier blanc placée sur la rigole, produisait le même effet qu'une couche de neige de S*". M. Teissier a constaté, pendant l'hiver rigoureux de 1789, que la terre s'était gelée jusqu'à 60«" de profondeur sous la neige, et jusqu'à 92^ dans des places toutes voisines, d'où le vent avait enlevé la neige.

4480. — DBS BiouiLLAi]». — Les brouillards ne sont autre chose que des nuages qui se forment à la surface de la terre, par suite de l'abaissement de la

température de Tair, ou par Tarrivée du vent chaud dans les couches atmosphériques inférieures. Quand le brouillard est très épais, il porte le nom et brume. Quand la condensation de la vapeur est assez abondante pour que ks gouttelettes tombent à mesure qu'elles se forment, on dit qu*il bruine. L'observateur plongé dans la brume assiste alors à la formation même de la plaif. seulement les gouttes sont très petites, parce qu'elles viennent de se former. Il y a des brouillards assez épais pour produire une obscurité complète eh pldo midi; on en a vu de semblables à Londres, à Paris, à Amsterdam...

Brouillards loeaux. — Indépendamment des brouillards généraux ipi couvrent en même temps de vastes régions, il existe des brouillards moins étendus qui se forment chaque jour, en certaines saisons, après le coucher da soleil , sur les lacs et les rivières ou dans les prairies basses et humides, oa bien encore sur mer, à proximité des côtes. Ces brouillards s'expliquent ainsi: i'air qui recouvre les bords des eaux se refroidit par le contact du sol , dont la température s'abaisse par le rayonnement. Cet air descend sur la surface (k l'eau, dont la température change à peine (ii15), et se mêlant à l'air saturé qui la recouvre, en précipite la vapeur.

Des expériences directes, faites sur le Danube par H. Davy, ont fait voir, en confirmation de cette explication, que l'eau est en effet plus chaude que l'air, lorsque de semblables brouillards se forment. Ces brouillards disparaisseot ordinairement après le lever du soleil. Au printemps, quand ils remplissent k fond des vallées, on les voit souvent s'élever, sous l'influence de la chaleur do soleil, gagner le haut des collines qui jusque-là les dominaient, puis monter et former des nuages, ou bien se dissiper par l'effet de la chaleur croissante. Souvent, pendant l'été et l'automne, quand l'air est calme et quelque temps avant le lever du soleil, on voit se former à la surface des eaux, de véritables petits nuages qui sont entraînés par le courant ascendant que détermine la chaleur de l'eau, et vont se réunir à une certaine hauteur, ou se dissipent si l'air est sec.

Il se forme encore des brouillards au moment du dégel, quand un vent chaud se refroidit au contact du sol encore glacé. Pendant l'été, on voit aussi des brouillards se former sur les rivières après les pluies d'orage ; c'est que la pluie, très froide parce qu'elle vient du haut de l'atmosphère, abaisse la température de la surface des eaux, de manière que l'air qui vient au contact de cette surface se refroidit et laisse précipiter sa vapeur.

Brooiiiards secs. — On observe quelquefois dans certains pays des brouillards qui n'affectent pas l'hygromètre et déterminent une évaporatioo assez rapide pour être très préjudiciable aux plantes. Le soleil, \ii à travers ces sortes de brouillards, paraît d'un rouge vif. En i783, un brouillard semblable s'étendit sur toute l'Europe, et persista pendant plus d'un mois. En 1831, un autre brouillard sec a été observé en France, sur les c(m d'Afrique et jusqu'en Amérique, à différentes dates du mois d'août. On est porté à attribuer ces sortes de brouillards à des poussières impalpables répao-

dues dans Tair, apportées par les vents d*Âfrique, ou bien provenant de cendres volcaniques. En effet, le brouillard sec de 1783 fut précédé, un mois auparavant, par les éruptions des volcans d'Islande, et par les tremblements de terre qui bouleversèrent la Calabre et ensevelirent plus de 40,000 habitants sous les débris des montagnes, les ruines des édifices, et dans les profondes crevasses dont le sol fut sillonné ; des volcans nouveaux surgirent dans la mer, près de Tlslande, et lancèrent une fumée épaisse qui persista jusqu'à la fin de juillet ; à Gleicken, en Saxe, il se forma un foyer d'où il s'échappa une fumée fétide qui dessécha les plantes, et se répandit jusque sur la mer Adriatique.

14181 • Br««iiiards ffiaeés. — Dans les régions polaires, on voit se former au-dessus des eaux, des brouillards épais composés d'aiguilles de glace extrêmement fines, mais cependant visibles, parce qu'elles réfléchissent vivement la lumière. Ces aiguilles s'accrochent à tous les corps. Elles se produisent en France par les grands froids, et sont désignées sous le nom de Hèches glaciales, spicula, M. Fournet en cite plusieurs cas*. En 18S0, il observa un brouillard glacé qui donnait à l'atmosphère un éclat singulier, et qui, en se déposant sur la tour de la cathédrale, l'enveloppa d'une sorte de duvet éclatant qui faisait ressortir d'une manière admirable les délicates sculptures qui la décorent. M. Fournet a reconnu que la précipitation à l'état solide a lieu, de — 12** à — 15°; aune température moins basse, la précipitation se fait à l'état liquide, ce qui se conçoit d'après ce que nous avons dit de la basse température que peuvent supporter les fines gouttelettes d'eau, sans se congder(9i6). — La neige exige probablement pour se former une aussi basse température.

CimM. — Quand des brouillards glacés prennent naissance dans les régions supérieures de l'atmosphère, ils constituent des cin^us. Dans leur ascension aérostatique, en 1850, MM. Bixio et Barrai se sont trouvés dans de semblables brouillards, ou plutôt dans des nuages de particules glacées. Dans une ascension faite "à Kew, en 1852. on a aussi observé des nuages glacés. La température était de — 10°, 5 et de — 15°, ce qui rentre dans les limites assignées par M. Fournet.

lY. DistribntiM de Tmii atMOtpnériqne à U inrfoee da globe.

118S. De l'arroMii^e du «lobe. — La surface du globe est aux trois quarts recouverte par les eaux, l'autre quart est occupé par les continents et les iles. Les terres seraient constamment sèches et arides, sans l'évaporation qui se fait à la surface des mers, sous l'influence de la chaleur solaire. Les

I Amialei de chimie et de fkysique, 3« série, i. XLV1 , p. 203.

METEOROLOGIE.

vapeurs formées paniennent aux régions élevées de l'atmosphère, s'y condensent, et versent ou déposent sur la terre, Teau nécessaire à son irrigation. Une première portion de cette eau s*évapore, une seconde pénètre dans le sol, et donne naissance aux sources, une troisième portion coule sur les pentes, se rend dans les parties basses, et alimente les lacs ou les rivières. Les neiges, accumulées sur les montagnes, glissent en avalanches dans les vallées transversales et forment les glaciers, dont la fonte donne naissance aux sources de la plupart des grands cours d*eau.

C*est surtout à Tétat de pluie que Feau atmosphérique vient arroser le globe. La rosée ne fournit qu'une quantité d*eau insignifiante ; mais son rôle n*en est pas moins important, car elle atténue les effets du rayonnement nocturne sur les végétaux, et leur fournit une humidité précieuse dans les contrées privées de pluie. Les brouillards agissent de la même manière ; de plus, dans certains pays froids, ils adoucissent la température en empêchant le rayonnement du sol vers l'espace. La neige, comme nous l'avons vu, ne fournit que peu d'eau; nous avons aussi indiqué le rôle qu'elle joue pour préserver le sol du froid.

ii83. Mesure de la quantité de pluie. — Les instruments dont on se sert pour évaluer l'épaisseur de la couche d'eau qui tombe en un lieu à Tétat de pluie, se nomment pluviomètres, udomètres, ombromètres ou hyétomètres. Le plus simple consiste en un vase cylindrique (fig. 861) portant un tube latéraU muni d'une échelle, dans lequel on aperçoit le niveau de l'eau. La partie supérieure est fermée par un entonnoir a, pour éviter la perte par évaporation. En c est une cloison percée d'un petit trou ; l'instrument est toujours rempli d'eau jusqu'à celte cloison, qui sert de point de départ, et correspond au zéro de l'échelle du tube t. L'épaisseur de la couche d'eau tombée au bout d'un certain temps s'observe immédiatement sur cette échelle. Quelquefois la section droite de l'entonnoir est beaucoup plus grande que celle du vase cylindrique. Il faut alors diviser la hauteur de l'eau recueillie , par le rapport entre les deux sections, et Terreur de lecture est ainsi atténuée.

La fg. 862 représente l'udométre de M. Babinet : l'eau qui tombe dans le vase à entonnoir est mesurée de temps en temps, dans une éprouvette graduée. Des expériences préalables font connaître le rapport entre les sections de l'entonnoir et de l'éprouvette.

M. Flaugergues a imaginé un udomètre qui indique séparément les quantités de pluie qui tombent pendant chacune des directions principales du vent. L'entonnoir de cet instrument est mobile autour d'un axe vertical, et muni d'une lame qui fait fonction de girouette. Un tube descend verticalement du

Fig. 861.

Fig. 86*.

DISTRIBirnON DES PLUIES. ' 649

fond de Tentonnoir, et se recourbe à anglq droit dans le plan de la girouette. Ce tube dirige Feau de la pTuie dans l'un des huit compartiments égaux d'une couronne disposée comme celle de la fig. 83%. Un mesure ensuite l'épaisseur de la couche d'eau déposée dans chaque compartiment.

iBiiueiiee de l'éiévatkiB de l'udemètre. — Deux udométres identiques, exposés en un même lieu à des hauteurs différentes, ne recueillent pas la même quantité d'eau ; le plus élevé en contient toujours un peu moins que l'autre. A l'observatoire de Paris, d'après les observations faites de 1817 à 1838, l'épaisseur moyenne de la couche d'eau reçue dans un udomètre placé dans la cour, a été de 570'""', tandis qu'un instrument identique placé sur ta terrasse, à 28<" plus haut, n'avait reçu que 500'"<". Des résultats analogues ont été observés par M. Heberden, aux tours de l'abbaye de Westminster. MM. Philipp et Grey, en 1831, placèrent un udomètre sur la tour de la cathédrale d'York, élevée de 61", un autre à une hauteur de 10", et un troisième sur le sol, loin de tout bâtiment ; ils trouvèrent pendant plusieurs années, pour les trois udométres, des résultats entre eux comme 14, 19 et 25.

Pour expliquer ce phénomène, on a pensé d'abord que les gouttes grossis* saient pendant leur chute, en condensant à leur surface- très froide l'humidité de l'air qu'elles traversaient. Mais il faudrait alors, pour le cas de l'observatoire de Paris, que l'accroissement fût de plus de 0,1; c'est 7 ou 8 fois plus qu'il n'est vraisemblable dans le parcours d'une hauteur de 28". De plus, il devrait arriver, au moins quelquefois, que les gouttes diminueraient par l'évaporation en traversant des couches d'air de plus en plus chaudes, comme cela a lieu quand la pluie n'arrive pas jusqu'à terre (1175); or, l'augmentation est constante. On a ensuite invoqué l'influence du vent qui, plus fort au sommet des édifices que près de terre, doit entraîner la pluie plus obliquement dans l'udomètre le plus élevé ; mais il est facile de voir que les lignes que suivent les gouttes d'eau sont plus rapprochées, quand elles marchent obliquement que lorsqu'elles descendent verticalement, de manière qu'il en tombe toujours le même nombre sur une même étendue de surface.

On a eucore dit que le vent, en se divisant autour de l'appareil, produisait des remous et éprouvait, tant sur les côtés qu'en dessus, des augmentations de vitesse, d'où résulterait l'éparpillement des gouttes d'eau en dehors de l'appareil. M. Maille a principalement développé cette explication, qui nous semble la meilleure, et l'a appuyée sur des observations nombreuses'. 11 a remarqué aussi que l'édifice même sur lequel se trouve l'un des udométres, produit des remous et des changements de vitesse du vent, qui doivent avoir de l'influence sur la quantité d'eau recueillie. En conséquence, M. Maille propose de placer l'udomètre près du sol, et d'isoler l'entonnoir, du corps de l'instrument, avec lequel il communiquerait par un tube vertical.

> CompUs-rendut des téancet de l'Académie des sciences de Paris, t. IIXIII , p. 602.

««84. RépartiUoB des pluies & 1a snrflsee du «lobe. — L'étade des quantités de pluie qui tombent annuellement et pendant les différentes saisons, est un des points les plus importants de la climatologie. Les premières observations suivies ont été faites par Sedileau, en 1688, à la demande de Louvois. Cette étude est appelée à rendre de grands services à Tagriculture, surtout quand il s'agit d'introduire de nouvelles cultures. Par exemple, on a voulu essayer de cultiver le cotonnier dans les provinces d* Alger, d*Oran et de Constantine; on a obtenu une récolte admirable dans Tun de ces points, médiocre dans un autre, et presque nulle dans le troisième. Cette différence provient simplement des époques différentes des pluies dans les trois provinces. Si les colons eussent été avertis de cette circonstance, ils auraient évité des essais ruineux. Après les désastreuses inondations de la Saône, en 1840, on a institué une commission chargée de mesurer la quantité de pluie qui tombe dans le bassin de cette rivière, et au moyen des résultats fournis par Tudomètre, on a pu annoncer plusieurs fois Farrivée des crues, et même indiquer, h quelques décimètres prés, la hauteur que devaient atteindre les eaux. Les inondations qui ont ravagé, en 1855, les départements traversés par nos grands cours d'eau, ont fait comprendre plus que jamais l'utilité de semblables observations. On doit à M. de Gasparin le travail le plus étendu sur la pluviométrie * ; nous lui empruntons une partie de ce qui suit.

Pluies entre les tropiques. — Entre les tropiques, les pluies sont soumises à une périodicité annuelle régulière, et la théorie de H. Babinet (1175) rend compte de la manière la plus heureuse de leur répartition.

Dans rOcéan atlantique, partout où régnent les vents alizés, il n'y a pas de pluie ; mais il pleut souvent dans la région des calmes. Les vents alizés rencontrent ensuite la côte nord-ouest de l'Amérique méridionale, s'élèvent, et donnent des pluies qui alimentent les bassins de l'Amazone et de l'Orénoque. Us franchissent ensuite la CordilUère du Pérou, et descendent dans la plaine de Lima, où il ne pleut jamais, parce que l'air, déjà privé d'une partie de son humidité, s'échauffe et se dessèche en s'abaissant. Arrivés dans le Grand- Océan, les vents alizés prennent de nouvelles vapeurs, remontent les côtes orientales de la Chine et y déposent d'immenses cours d'eau. Ils traversent ensuite l'Océan indien et arrivent en Afrique, où ils se heurtent aux montagnes de l'Abyssinie, et donnent les pluies qui alimentent le Nil ; ils passent ensuite, à l'état de vent sec, sur les parties centrales de l'Afrique.

SEeaes d'après les pluies. — Les météorologistes distinguent plusieurs zones d'après la distribution des pluies suivant les saisons. La preroi^e est la zone à deux périodes de pluies annuelles, tendant à se confondre de manière à former des pluies continuelles; elle s'étend le long de l'êquateur. Puis viennent deux zones à pluies semi-annuelles, s'étendant de l'êquateur à l'un

i Biblioihèqw britannique (Sciences et &rU), i. XXIYIU, p. 54, S63.

et Tatitre tropique; oo j distingue la saUan ie$ plma^ qui dure 6 mois, mais se réduit h 3 mois, en se rapprochant du tropique. Cette saison commence quand le soleil passe au zénith. La satêon sèche a lieu quand le soleil se trouve du côté opposé de Téquateur. De Humboldt rend compte de ces faits de la manière suivante : le soleil échauffe davantage la zone torride dans Thémisphèpe où il se trouve ; il y a donc appel de Tair du pôle voisin et de Tair d'équateur. La rencontre de ces deux courants, Tun froid, Tautre chaud et humide, donne lieu à une précipitation abondante de vapeur. Dans Fautre hémisphère, au contraire, Tair en mouvement parcourt des régions de plus eti plus écliauffées, et il y régne la saison sèche. Dans les Indes, la saison des pluies a lieu pendant la mousson du sud-est (1146); Fair, soulevé par le versant méridional de THimalaya, se refroidit, la vapeur qu*il contient se précipite et sert à alimenter le bassin du Gange. La mousson d*automne amène, au contraire, la saison sèche.

En dehors de la zone torride, la périodicité des pluies n*offre plus la même régularité. M. de Gasparin est parvenu cependant à saisir la marche générale du phénomène. — En s'éloignant de l'équateur suivant le méridien de TAtlantique, on trouve toujours le maximum de pluie en été jusque vers la latitude de 30^, où les vents du sud-ouest s^abaissent (1147), se mêlent à un air plus froid, tout en rencontrant un sol moins échauffé, et précipitent beaucoup de vapeur. On aura là encore une zone à pluies d*été, parce que les effets sont d'autant plus prononcés que le vent du sud-ouest est plus chaud. Du reste, plus on s'avance vers le nord, plus les pluies sont fréquentes dans les autres saisons, et on finit par trouver une zone dans laquelle il pleut également en toutes saisons. En approchant davantage du pôle, on trouve une zone à pluies hyémales, signalée par de Buch sous le nom de zone subtropicale. Cest qu'alors les vents polaires dominent, s'échauffent et se dessèchent en s'avançant vers le sud, ce qui donne un climat relativement sec, surtout pendant l'été, où le soleil reste constamment sur l'horizon ; pendant l'hiver, au contraire, chaque vent du sud donne de la pluie en rencontrant des régions où le soleil ne parait plus. Cet état de choses a déjà lieu au nord des îles britanniques, en Islande, au nord de la Sibérie.

La répartition des pluies est à peu près la même que dans l'Atlantique, au nord de l'ancien continent, à partir de la région où dominent les vents du sud-ouest (1149). Mais plus près de la bande équinoxiale à pluies d'été, on trouve une bande sèche formée par les déserts de l'Afrique, puis vient une bande à pluies d'hiver; les vents du sud ne précipitant leur vapeur peu abondante, que par leur rencontre avec les vents du nord, fréquents surtout en hiver. M. Fournet a publié un Mémoire remarquable sur les zones sans pluie et les déserts'.

1 Aimales de chimie etde phjitiqw, S« série, t. XI , p. 4 4 6 et 4 97.

METEOROLOGIE.

liSS. QoaBtltés Mumelles de ploie en dlfTéreBta llewK. — Ponr obtenir des moyennes annuelles certaines, il faut réunir un grand nombre d'observations, car il suffirait d'une averse exceptionnelle pour doubler h quantité d'eau qui tombe moyennement dians l'année.

On peut dire que, en général, la quantité annuelle de pluie va en diminuant quand la latitude s'élève, comme on le voit dans le tableau qui suit. Mais cette loi souffre de nombreuses anomalies provenant des influences locales, qui sont principalement la direction des vents régnants, le voisinage et Torientation des chaînes de montagnes, la proximité des côtes et leur configuration, la hauteur au-dessus du niveau de la mer.