PHÉNOMÈNES MÉTÉOROLOGIQUES DÉPENDANT DE LA DÉCOMPOSITION

L Absorption ot réfloiloB do U lumière par ratmotpàèro.

SIOS. AlworptloB de la lamlère par l'atiaosphère. — L'air atmosphérique n'est pas parfaitement transparent; il absorbe, quand il est en grande épaisseur, une partie sensible de la lumière qui le traverse. C'est pour cela que

1 Biblioihèqtàe hritamique (Sciences et arts, 4798), t. VII, p. 177.

les montagnes, vues à une grande distance, paraissent comme dans on brouillard. Cependant leurs contours sont assez nets quand elles se projettent sur le ciel. Si, au contraire, on regarde, d*un sommet élevé, Tintérieur d'une vallée profonde, tout y paraît confus et comme enveloppé d'une fumée bleuâtre, parce que la lumière réfléchie par le fond des vallées est peu intense. L'affaiblissement de la lumière dans l'air est dû à plusieurs causes, parmi lesquelles il faut citer la présence des particules d'eau en suspension, et les différences de densité des couches, provenant soit des changements de pression, soit d'une distribution inégale de la température. Il se fait une réflexion en arrière, k chaque passage d'une densité à une autre, de manière que le rayon transmis est continuellement affaibli. Cela nous explique pourquoi les objets éloignés paraissent souvent enveloppés de brouillard quand le soleil frappe la plaine, et détruit l'homogénéité de l'air en déterminant des courants ascendants. C'est par un temps couvert, et surtout après la pluie, que l'air est le plus transparent, les parties d'inégale densité ayant été mélangées par la chute des gouttes d'eau, et leur température rendue plus uniforme par un refroidissement général.

On pourrait croire, d'après ce qui précède, que l'air n'a pas par lui-même de faculté absorbante , mais la coloration des rayons du soleil quand il est près de l'horizon, prouve qu'il y a une véritable absorption ; le disque solaire prend alors une teinte orangée, et son éclat est assez affaibli pour que l'œil puisse le supporter ; c'est que les rayons ont à traverser une bien plus grande épaisseur d'air, que près du zénith. Nous avons remarqué une semblable absorption des rayons calorifiques ( II, 1095).

Les vapeurs atmosphériques, qui sont surtout abondantes dans les couches inférieures de l'atmosphère, contribuent évidemment à la coloration du soleil à l'horizon ; car, si la vapeur proprement dite ne décompose pas les rayons qui la traversent, les gouttelettes d'eau qu'elle forme en se condensant les colorent en rouge sombre, comme le ferait une lame de verre enfumé. C'est ce qui résulte des expériences de M. Porbes faites au moyen de vapeur renfermée dans des globes de verre dont il changeait la température de manière à obtenir un brouillard plus ou moins épais '. Cette propriété de la vapeur précipitée peut se constater aussi , quand ces nuages qui s'échappent des machines à vapeur à haute pression se projettent sur le soleil. Comme, dans nos climats, il se condense, le soir, beaucoup de vapeurs dans l'atmosphère, on voit pourquoi le soleil couchant est d'un rouge prononcé ; tandis que le soleil levant est jaune d'or, l'air du matin étant plus pur, parce que les vapeurs précipitées ont eu le temps de se déposer sur le sol. Comme le soleil et l'atmosphère à l'horizon occidental ou oriental sont toujours colorés en jaune plus ou moins prononcé, en toute saison et dans tous les climats, il faut bien admettre que Tair pur, h lui seul, est capable d'exercer une absorption différente sur les divers rayons

1 Comples-rendus de V Académie des sciences de Paris, t. VII, p. Mb,

COULEUR DE l' ATMOSPHÈRE. 271

simples. La lumière rouge qui colore la surface de la lune pendant les éclipses totales, provient des rayons solaires décomposés dans notre atmosphère et réfractés de manière à converger dans Fombre terrestre. Dans tous les cas, les rayons les plus réfrangibies sont ceux qui sont le plus absorbés, comme l'a constaté Hassenfratz, en formant le spectre solaire à différentes heures du jour, ou en différentes saisons; il a toujours vu les rayons les plus réfrangibies s'affaiblir d'autant plus que le soleil était plus prés de Thorizon. Nous avons vu que l'eau a aussi la propriété d'absorber ces sortes de rayons, tandis qu'elle réfléchit les rayons bleus (2056).

S103. Eclat de l'atmosphère par réflexioa. — L'atmosphère a la propriété de réfléchir une partie de la lumière qui la traverse. Quand on se trouve sur une hauteur dominant une grande ville, on voit, pendant la nuit, une lueur plus on moins élevée émanant de la réflexion sur Tair, de la lumière do système d'éclairage des rues. Cette réflexion de l'air concourt à empêcher les ombres portées pendant le jour d'être dans une obscurité complète. Cette lumière, répandue en tous sens par des réflexions multiples, donne au ciel un éclat qui empêche de distinguer les étoiles en plein jour ; ce qui montre que cette lumière est au moins 64 fois plus vive que celle des étoiles les plus brillantes (4889). L'éclat de l'air est peu inférieur à celui de la lune, car cet astre se voit en plein jour comme un léger nuage blanc.

CireoBstanees qol font varier Téelat de l'atiDosphère. — L'éclat de l'atmosphère est variable; il dépend de la pureté de l'air, et augmente quand il y a des particules d'eau en suspension. Il dépend aussi de l'épaisseur de la couche d'air, et est moindre sur les montagnes que dans les plaines. Tous les voyageurs ont remarqué la teinte sombre du ciel sur les hautes montagnes; l'éclat de l'air y est tellement affaibli, que l'on peut, dit-on, y voir les étoiles en plein jour, en se plaçant à l'ombre. Cependant de Saussure n'a pu constater le fait; il le rapporte comme l'ayant entendu affirmer par les guides de Chamounix. M. Boussingault n'a pas été plus heureux dans les Andes, quoiqu'il se soit trouvé pludeurs fois dans les conditions les plus favorables.

Laeinètre de Bonipaer. — Pour un même état de l'atmosphère et une même position de l'observateur, la lumière réfléchie varie avec la distance du point considéré au soleil. Bouguer a comparé les degrés d^illumination des différents points de l'atmosphère sereine , au moyen de l'appareil de la figure 4576. ac et bd sont deux tubes de même section, fermés en c et d avec du papier huilé , et réunis par une charnière qui permet de les écarter l'un de l'autre comme les branches d'un compas. On dirige ces tubes sur les points du ciel que l'on veut comparer, et l'on allonge le tube ar, qui est composé de deux parties rentrant Tune dans l'autre, jusqu'à ce que les deux écrans c, d soient également éclairés. L'observateur a la tête enveloppée d'un drap noir qui entoure les extrémités c, d des deux tubes. Les diamètres angulaires des parties du ciel qui envoient de la lumière en chaque point des écrans, sont

évidemment en raison inverse des longueurs, ac et bd, et par conséquent ces parties du ciel sont en raison inverse des carrés de ces longueurs. Lors donc qu*il y aura égalité dMlluminalion en c et d, les intensités lumineuses des régions du ciel considérées , seront dans le rapport des carrés des longueurs ac et hd.

Au moyen de cet appareil, qu'il nomme îucimèlre, Bonguer a reconnu que l'atmosphère a son plus grand éclat dans le voisinage du soleil, jusqu*à 3 ou i'' ; au-delà, Téclal diminue. Dans certaines expériences, où Tair était très pur et le soleil à 25° au-dessus de Thorizon , Téclat de l'atmosphère s'est trouvé 4 fois plus faible environ à 3i ou 32° de l'astre qu'à 8° ou 9°. — Le soleil étant à 20° de l'horizon , les points du ciel situés à la même hauteur à droite et à gauche de l'astre , présentaient un éclat qiii allait en diminuant jusqu'à 115° à peu prés , puis augmentait jusqu'au point opposé au soleil ; il y avait donc deux minimum et un maximum.

Fig. <ô76. Arago a trouvé, par une méthode que nous ferons con-

naître plus tard , que l'éclat de l'atmosphère est constant jusqu'à une distance angulaire du bord du soleil égale à son diamètre apparent, et que cet éclat est égal à 0,002 de celui du disque solaire.

Sf04. Couleur bleue de raCmosphère. — En même temps que l'atmosphère réfléchit les rayons solaires, elle les décompose; de là, la couleur azurée qu'elle nous présente. Cette nuance est d'autant plus prononcée que l'air est plus pur. Quand les neiges des montagnes sont éclairées par les rayons solaires, elles paraissent blanches ou d'une teinte rose ou orangée, suivant la hauteur du soleil ; tandis qu'elles présentent souvent une teinte bleuâtre du côté opposé à l'astre. M. Tyndall, qui a observé le lever du soleil, du haut du Mont-Blanc, a vu les flancs de la montagne d'un rouge vif du côté frappé directement par les rayons, et d'un bleu pur, du côté opposé. La couleur bleue est donc bien produite par des rayons réfléchis sur les molécules de l'air, et non par des rayons décomposés par transmission.

€yaBomètre. — La teinte bleue de l'atmosphère est variable. Pour l'apprécier, Saussure traçait sur une feuille de papier, un espace annulaire divisé en 53 compartiments contenant les nuances du bleu passant graduellement du blanc au noir. Il cherchait sur cet anneau, nommé cyanomètrcy la nuance la plus rapprochée de celle du ciel au point observé. Voici comment Saussure obtenait des cyanomètres comparables entre eux, c'est-à-dire dont les compartiments de même rang avaient exactement la même nuance : il avait remarqué que deux nuances qui diffèrent peu, semblent identiques, quand on les regarde d'une certaine distance, qui varie avec l'intensité de la lumière incidente, et il prenait pour distance à laquelle la différence entre deux nuances consécutives devait disparaître, celle où il cessait de distinguer un point noir de i ligne f de