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a Les différences horaires entre le Bureau météorologique et Sainl- Maur sont positives; la température est donc plus élevée dans l'intérieur de la ville, au Bureau, qu'à la campagne, comme on le savait depuis longtemps; mais il est intéressant d'étudier la marche horaire de ces différences, qui sont loin d'être constantes.
« L'excès de température de la ville sur la campagne est relativement faible au milieu du jour (o%4 environ), mais considérable pendant la nuit, où il atteint et dépasse r,6. L'influence de la ville, en même temps qu'elle élève la température moyenne, modifie complètement la forme de la variation diurne et en diminue l'amplitude. Ces comparaisons, qui seront continuées, sont intéressantes en ce qu'elles permettront d'évaluer avec plus de détail qu'on ne l'a fait d'ordinaire la grandeur et la nature des erreurs auxquelles sont sujettes les observations météorologiques faites dans les villes.
« Comme les observations de la Tour Eiffel se trouvent, grâce à l'altitude même de la station et à la force du vent qui y règne, soustraites aux influences perturbatrices de la ville, nous les avons comparées non à celles du Bureau météorologique, mais à celles de Saint-Maur qui donnent les valeurs normales correspondant au climat de Paris. La différence d'altitude des thermomètres dans les deux stations est de 285 m, ce qui, en admettant une décroissance moyenne de r pour 180 m, devrait donner entre elles une différence normale de température de i%58.
« Non seulement la température au sommet de la Tour pendant la nuit diffère constamment de celle de Saint-Maur de moins que i%58, mais, même pendant cinq mois sur six (décembre 1889 fait seul exception), la température est plus élevée en valeur absolue au sommet de la Tour qu'à Saint-Maur, et il y a inversion de température entre le sol et joo m de hauteur. Pendant le jour, au contraire, la différence de température est beaucoup plus grande entre les deux stations que la valeur normale
« Ces différences s'expliquent aisément par le rôle que joue le sol dans la variation diurne de la température. L'air, qui a un très faible pouvoir absorbant, s'échauffe peu directement pendant le jour, et de même se refroidit peu pendant la nuit. A une certaine hauteur dans l'air libre, l'amplitude de la variation diurne doit donc être très faible; elle n'est grande dans les couches inférieures que parce que celles-ci s'échauf-
fent et se refroidissent au contact du sol. Pendant les cinq mois de juillet à novembre inclus, l'amplitude de la variation diurne au sommet de la Tour a été moindre que 4% 5 en moyenne qu'au Parc Saint-Maur. Sur les montagnes, les mêmes effets se produisent, mais d'une manière proportionnellement moins marquée qu'à la Tour Eiffel, car la masse de la montagne joue encore un certain rôle et produit au sommet une variation diurne beaucoup plus grande que celle que l'on devrait observer normalement à la même hauteur dans l'air libre.
« Le phénomène d'inversion des températures avec la hauteur est en quelque sorte normal dans les nuits claires et calmes. C'est seulement quand le froid est amené par un vent d'est de vitesse notable que la température est plus basse pendant la nuit au sommet de la Tour Eiffel que près du sol.
« Une conséquence intéressante de cette différence dans les variations diurnes est qu'à une certaine hauteur la température moyenne doit être relativement plus élevée que près du sol. Pendant le jour, en effet, les courants ascendants rendent plus rapide la décroissance verticale des empératures qui se rapproche de la détente adiabalique; pendant la nuit, au contraire, les couches inférieures se refroidissent beaucoup, et, quand l'air est calme, ce refroidissement ne se communique pas sensiblement aux couches plus hautes. Ce dernier effet est beaucoup plus grand que l'action inverse pendant le jour; les couches supérieures doivent donc présenter, en moyenne, une température plus élevée que celle que l'on calculerait en partant de la température des couches voisines du sol et en tenant compte de la décroissance normale. Cet excès moyen de températurc des couches élevées provient ainsi de ce fait que le refroidissement nocturne est relativement moins grand en haut que ne l'est le réchauffement diurne.
« 3° Variation annuelle de la température. — Nous donnons dans le tableau suivant les moyennes mensuelles de la température obtenues en 1889, au Bureau météorologique (cour), au sommet de la Tour Eiffel et au Parc Saint-Maur. Ces nombres sont les moyennes des vingt-quatre heures.
« L'altitude des thermomètres à Saint-Maur (50 m) et sur la terrasse du Bureau central (53 m) est sensiblement la même; les nombres sont donc directement comparables. La moyenne du Bureau, dans l'intérieur
de Paris, est exactement de i%ij plus élevée qu'à ta campagne; mais la différence est loin d'être constante dans tous les mois.
Moyennes mensuelles de la température en 1889.
Parc Saint-Maur
Juillet 17^84
Août i6,8o
Septembre . . . i3,7o
Octobre 9,5 1
Novembre . . . 5,86
Décembre. . . . 0,27
Moyenne. . 10,66
Bureau météorologique (cour)
Tour Eiffel 16^22 15,73
Différences avec Saint-Maur
Bureau météorologique (cour)
Tour Eiffel
— Qi97 —0,67
« La durée des observations sur la Tour Eiffel est encore trop courte pour qu'on puisse en déduire des conclusions intéressantes sur la décroissance moyenne de la température avec la hauteur. On voit toutefois que, sauf en juillet, la différence avec Saint-Maur a été constamment plus petite que la valeur i%58 qui correspondrait à une décroissance de r pour 180 wi; cela tient surtout aux inversions très fréquentes de température qui se présentent pendant la nuit et dont l'effet, comme nous l'avons indiqué à propos de la variation diurne, est de donner à une certaine distance du sol une température moyenne relativement plus élevée que dans les couches les plus basses.
« Un seul mois, celui de novembre, a donné une température absolue plus haute sur la Tour Eiffel qu'à Saint-Maur ; cette anomalie tient uniquement à une période d'inversion remarquable, qui a duré du 21 au 24 novembre, et pendant laquelle la température à 300 m de hauteur a été constamment beaucoup plus haute que près du sol (la différence a même atteint i2%8 le 22, à 5 heures du matin); nous reviendrons plus loin sur celte période. Si l'on retranche de novembre les trois jours compris du 21 à midi au 24 à midi, on trouve, comme température moyenne des vingt-sept jours qui restent, 6^24, à Saint- Maur et 5%97 à la Tour Eiffel, ce qui fait disparaître l'anomalie indiquée.
« 4* Variations irrégulières de la température. — Les variations irrégulières de la température se produisent sensiblement de la même
oO
LA TOUR DE TROIS CEiNTS METRES
manière au Bureau météorologique et au Parc Saint-Maur, malgré la distance ; mais il n'en est plus de même à la Tour Eiffel. Très fréquemment les courbes des enregistreurs de la Tour et du Bureau ne présentent aucune analogie ; d'une manière générale, celles de la Tour sont moins régulières : en même temps que l'oscillation diurne diminue d'importance, les perturbations accidentelles sont beaucoup plus marquées, et souvent même il s'en manifeste de considérables, qui restent absolument inaperçues en bas. Les observations de la Tour Eiffel sont particulièrement intéressantes en ce qu'elles montrent que les conditions générales de Tatmosphère à une très faible hauteur peuvent différer entièrement de ce que l'on observe près du sol, où les influences perturbatrices de toutes sortes ralentissent et même suppriment complètement un grand nombre de mouvements.
« Un des exemples les plus remarquables sous ce rapport a été fourni par la période comprise entre le 21 et le 24 novembre (voir fig. 5). A la Tour Eiffel, la température était comme d'ordinaire plus
Éfercredi 2E) Novembre ftV. W^d. fiS
Samedi 23 Novembre iDima/iEJie Z'^ Novembre 6 ^m. . MuJi 6V *!(- Ê^m^ Midi |^,
Fig. 5.
basse que près du sol le 21 pendant toute la journée; le vent était faible de l'Est-Nord-Est avec une vitesse variable de 2 m à 4 /// par seconde, lorsque, à partir de 6 heures du soir, le vent commence à incliner progressivement vers le Sud; il est Sud-Est plein à 7 heures du soir. Sud à 10 heures, et à partir de minuit 30 minules se fixe à Sud-Sud-Ouest; il oscille ensuite seulement entre Sud et Sud-Ouest jusqu'au 24 avec une vitesse comprise entre 5 m et 10 m, tandis qu'en bas l'air était presque constamment calme ou qu'on ne ressentait qu'un vent très faible d'entre Sud et Sud-Est, dont la plus grande vitesse n'a pas dépassé 2 m. En
METEOROLOGIE
Si
même temps, la température à la Tour, au lieu de baisser dans la soirée du 21, remonte brusquement à partir de 6 heures du soir et augmente de 7%} entre 6 heures du soir et 2 heures du matin. Depuis ce moment jusqu'au 24 à 7 heures du malin, où une dépression profonde arrive par le nord des Iles Britanniques et amène au niveau du sol à Paris le régime des vents de Sud-Ouest, la température est restée constamment plus haute sur la Tour Eiffel qu'à la base, comme on le voit sur la figure 5, qui est une réduction exacte des courbes des thermomètres enregistreurs installés au sommet de la Tour Eiffel et à la base (pilier Est). Il y a donc eu à 300 m de hauteur seulement un changement complet de régime qui a mis plus de deux jours à se faire sentir jusqu'au sol. Ce qu'il y a de plus remarquable, c'est que rien ne pouvait faire prévoir d'en bas ces conditions; depuis le soir du 21 jusqu'au matin du 24, le ciel a été constamment d'une pureté parfaite.
« En raison de l'intérêt que présente cette période, nous donnons ici le détail des observations horaires de la température à la Tour Eiffel et au Parc Saint-Maur pendant la durée de l'inversion, du 21 à 4 heures du soir jusqu'au 24 à 9 heures du matin.
Températures à Saint-Maur et à la Tour EiffeU du 2i au 24 novembre i 889,
Saint-
Tour
Diffé-
Saint-
Tour
Diffé-
Heures
Maur
EiS'et
rences
Heures
Maur
Eiffel
rences
21 nov. 16.
(Midi)
22 nov. (Min.) o.
23 nov. (Min.
23 nov.
Saint-
Tour
Diffé-
Saint-
Tour
Diflé-
Heares. Maur.
EiSel.
pences.
Hanres.
Haar.
EiSol.
rances.
+io,5
io,6
io,4
lO.
24 nov. (Min.) 0.
(Midi) 12.
io,o
io,o
io,o
io,o
« Ces différences de température sont d'autant plus remarquables que la variation diurne de la température a été très grande au Parc Saint-Maur le 22 et le 23 à cause de la pureté du ciel; malgré ces conditions défavorables, l'inversion de température a persisté même pendant la journée.
Humidité atmosphérique.
« I** Installation des appareils. — L'humidité atmosphérique est enregistrée au sommet de la Tour Eiffel, depuis le 10 juillet 1889, au moyen d'un hygromètre à cheveu de MM. Richard frères, installé à côté des thermomètres, à 301,8 m au dessus du niveau du sol et 335,3 m audessus du niveau de la mer. Cet instrument est contrôlé par les observations directes effectuées au psychromètre aussi souvent que cela est possible.
« 2** Variation diurne de rhumidité relative. — Le tableau suivant contient, pour les six derniers mois de l'année 1889, les moyennes horaires de l'humidité relative à la Tour Eiffel ; nous ajoutons comme terme de comparaison la valeur correspondante pour le Parc Saint-Maur. Les observations n'ayant commencé à la Tour que dans l'après-midi du 9 juillet, les moyennes de ce mois ne comprennent que 22 jours seulement, du 10 au 31. Enfin les moyennes de décembre ne comprennent également que 22 jours, l'enregistreur ayant été arrêté du 10 au 15 inclus et du 27 à la fin du mois.
Variation diurne de Vhumidité relative à la Tour Eiffel et au Parc Saint-Maur.
Tour Eiffel Pare Saint-Maar
Heures Jaillet Août Sept. Octobre Nov. Dec. Juillet Août Sept. Octobre Nov. Dec.
o (Minuit) . 70,6 77,1 68,8 78,5 80,2 81,8 85,3 87,9 89,3 93,7 93,4 92,3
12 (Midi). . . 62,7 59,3 60,3 73,3 79,8 87,1 56,1 55,9 56,4 72,8 78,0 84,5
24 (Minuit) . 68,9 77,9 68,8 78,1 8o,3 83,4 85,3 88,5 89,4 93,7 9ïi9 93,2
« On voit par ces nombres que l'amplitude de la variation diurne de l'humidité relative est, comme celle de la température, beaucoup moindre au sommet de la Tour Eiffel qu'au Parc Saint-Maur. La différence porte presque entièrement sur les nombres de la nuit : tandis que dans les couches voisines du sol l'air se rapproche beaucoup de la saturation pendant la nuit, à 300 m de hauteur, au contraire, l'humidité relative varie beaucoup moins et l'air reste ainsi plus sec. Ce phénomène était facile à prévoir.
« 3** Variation annuelle et variations irrégulières de l'/iumidité relative. — Les moyennes mensuelles de l'humidité relative à la Tour Eiffel et à Saint-Maur sont indiquées dans le tableau suivant; nous ferons remarquer encore que les nombres relatifs aux mois de juillet et de décembre à la Tour Eiffel ne sont pas comparables à ceux de Saint-Maur, parce
qu'il n'y a eu, dans chacun de ces deux mois, que vingt-deux jours d'observation.
Moyennes mensuelles de l'humidité relative.
Juillet
Août
Soptombro
Octobre
Novembre
Décembre
Tour Eiffel ....
Parc Saint-Maur .
7fi,r>
<c Dans tous les mois, l'humidité relative est moindre à la Tour Eiffel qu'au Parc Saint-Maur; cette différence tient uniquement b la nuit, pendant laquelle l'air est toujours en moyenne plus sec à 300 m de hauteur que près du sol, comme nous l'avons indiqué à propos de la variation diurne.
« Les variations accidentelles de l'humidité relative sont, comme celles de la température, beaucoup plus grandes et plus rapides à la Tour Eiffel que près du sol, et ces variations ne présentent fréquemment aucune analogie avec celles des couches inférieures de l'atmosphère. Souvent, tandis que Thumidité n'est que de 75 à 80 en bas, l'air est saturé au sommet de la Tour, qui se trouve dans une couche de véritables nuages; inversement, tandis qu'en bas l'air est saturé et qu*on est dans les brouillards, il peut faire très beau et très sec à joo in.
« La période du 21 au 24 novembre, que nous avons déjà signalée l\ propos de la pression et de la température, a offert aussi des particularités intéressantes pour l'humidité; dans la nuit du 21 au 22, entre 1 heure et 4 heures du matin, alors que la température était de 12'' plus élevée sur la Tour Eiffel qu'à Saint-Maur, l'humidité relative variait de jo à 24 en haut et à Saint-Maur était constamment égale à 100. Pendant le même temps, la tension de la vapeur restait comprise entre 3,7 771m et 3,9 mm à Saint-Maur, et entre 2,2 m?H et 2,6 tmn à la Tour Eiffel; après 4 heures du matin, au contraire, bien que l'humidité relative à la Tour soit restée beaucoup plus faible qu'à Saint-Maur, la tension de vapeur est devenue plus grande.
« Les conditions générales d'humidité, aussi bien que de température, peuvent donc différer extrêmement à joo m de hauteur de celles qu'on observe près du sol.
METEOROLOGIE
