I. Constitation de ratmosphère

385. Définition de la météorologie. — La masse d'air qui enveloppe la terre, et est retenue prés de sa surface par la pesanteur, se nomme V atmosphère. Cet air est nécessaire à l'existence des êtres organisés, qui puisent dans sa masse, par l'acte de la respiration, des éléments essentiels à leur accroissement et à leur conservation. C'est l'air qui entretient la combustion, en fournissant aux corps qui brûlent, l'un de ses principes, Voxygène. C'est le plus souvent par l'air que les corps sonores transmettent leurs vibrations jusqu'à notre oreille pour nous procurer la sensation du son. En mouvement, l'air atmosphérique produit une force mécanique utilisée pour faire marcher les navires, faire mouvoir des machines... L'étude de l'atmosphère est donc d'une haute importance scientiDque ; aussi forme-t-elle, sous le nom de météorologie, une science spéciale, à laquelle la physique prête la plupart de ses théories. On nomme météores, les phénomènes qui se passent dans l'atmosphère, comme le vent, la pluie, le tonnerre, l'arc-en-ciel Maintenant que nous connaissons les propriétés des gaz, nous allons nous occuper de la constitution de l'atmosphère et des phénomènes météorologiques qui dépendent de sa pesanteur.

3t>t> CORPS GAZEUX.

SIHU. Composition de Tair. — I/air n*est pas un corps simple, un ôlôiuent» comme on l'a cm longtemps ; Lavoisier a démontré qu'il est formé iKuM mélange de gaz oxygène et d'azote, et les chimistes modernes ont trouTé i\x\\\ contient 20,90 pom- cent d'oxygène, et -79,10 pour cent d'azote en irolume; ou bien en poids, 23,18 d'oxygène contre 76,90 d'azote. L'expérience a piHMivé que ces proportions sont les mômes partout; dans les plaines comme sur les plus hautes montagnes, ce qui s'explique par la propriété de diffiision des gaz (372). Il faut dire cependant que, tout prés de la surface de la mer, M. Levy a trouvé un peu moins d'oxygène (22,57 au lieu de 23,18 en poids), ce qui provient de ce que l'eau dissout plus d'oxygène que d'azote.

L'air atmosphérique contient encore un peu d'acide carbonique (de 0,0004 h 0,0006 en pleine campagne), et de la vapeur d'eau en quantité variable. Due peut exister d'autres gaz dans les régions supérieures et inaccessibles de l'atmosphère; car ces gaz, à la longue, auraient pénétré jusqu'à la surface de la terre par le pouvoir de diffusion. Cette remarque aurait suffi pour renverser l'hypothèse que l'on faisait autrefois, pour expliquer certains météores ignés, de l'existence de gaz inflammables dans les régions supérieures de l'atmosphère.

La densité d'un gaz allant en diminuant à mesure qu'on s'élève, à cause de sa grande compressibilité ; la diminution, qui dépend du poids spécifique da gaz, doit être différente pour l'oxygène, l'azote, l'acide carbonique et la vapeur d'eau, puisque chaque gaz se comporte dans le mélange comme s'il était seul. Ces gaz doivent donc former des atmosphères séparées et indépendantes k unes des autres, si l'on suppose un état de calme parfait. On voit aussi que, si l'on pouvait supprimer l'azote ou augmenter sa masse, cela ne changerait rien à la quantité absolue d'oxygène qui se trouve à une hauteur donnée.

Il résulte encore de l'indépendance des atmosphères d'oxygène et d'azote, que les proportions de ces deux gaz devraient être différentes dans les hautes régions de l'atmosphère et près de la surface de la terre. Le calcul indique, dans le rapport des deux gaz, une différence de 0,0125 pour une hauteur de 7000 mètres, la quantité d'azote augmentant avec la hauteur. Cependant, l'air puisé par Gay-Lussac à 7000 mètres de hauteur, a été trouvé identique à celui qui existe près du sol ; ce qui doit être attribué à l'agitation continuelle de l'atmosphère, qui mélange les différentes couches, au point de faire disparaître cette petite différence.

387. Limite de l'atmosphère. — L'atmosphère tournant avec la terre en 24 heures, il en résulte qu'elle est nécessairement limitée. En effet, l'atlraftion du globe, qui retient l'air prés de sa surface, diminuant proportionnellement au carré de la distance au centre, tandis que la force centrifuge augmente comme cette distance (83), il y aura une hauteur pour laquelle les deux forces seront égales, et au-delà de laquelle les molécules d'air seraient lancées dans l'espace par l'excès de la force centrifuge. — On peut calculer à quelle distance du centre de la terre aurait lieu l'égalité des deux forces ; soient x celte distance, R le rayon de la terre exprimé en mètres, ^f la pesanteur, et T le