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Atlantique, la mer Pacifique, l’océan Indien, et au large des côtes, se présentent enfin des vents qui soufflent perpétuellement suivant la même direction, et que l’on nomme vents alizés, d’un vieux mot français qui exprime la constance et l’uniformité, lis s’étendent de chaque côté de l’équateur jusqu’à 30" de latitude. Leur direction, d’abord parallèle à celle des moussons, s’incline ensuite d’autant moins vers l’équateur qu’ils s’en rapprochent davantage. Il ne faudrait pourtant pas croire que les vents alizés soient constants en force et en direction. Leur vitesse est plus ou moins accélérée, et leur mouvement quelquefois en sens contraire de la direction principale. En général, leur tendance est de l’est à l’ouest, c’est-à-dire dans le même sens que le mouvement diurne du soleil.
L’intérieur de l’Afrique donne naissance à des vents secs et brûlants qui régnent à diverses époques sur les côtes septentrionales, depuis la Guinée jusqu’à lu Nubie, et qui présentent ce caractère extraordinaire d’être chargés d’une poussière épaisse capable d’obscurcir entièrement l’horizon. Tel est ï’harmatan, qui souffle en décembre, janvier et février, sur les côtes de Guinée, à trois ou quatre reprises, et pendant plusieurs jours à . chacune d’elles : sa température est de 40° environ vers 3 heures de l’après-midi ; sa sécheresse est telle, que la vitesse d’évaporation de l’eau se trouve portée au double ; s’il a quelque durée, les plantes se dessèchent, les yeux, les lèvres, le priais, deviennent douloureux ; le brouillard épais qui l’accompagne dépose une poussière blanche de nature minérale. Tel est encore le simoun, qui règne sur toute l’étendue du désert de Siihara : sa température s’élève quelquefois jusqu’à 4S<> ; il communique à tous lesobjets une teinte jaune, bleue ou violette, qui est celle de la poussière dont il se trouve chargé ; il soulève le sable du désert, et lui donne l’aspect d’une mer eu furie dont les vagues ont souvent plus de 6 mètres de hauteur. Tel est enfin le chamsin, qui règne en Égypte environ vingt-cinq jours avant et vingt-cinq jours après lequinoxe du printemps. Tous ces vents soufflent ordinairement a l’époque de la plus grande chaleur du jour.
11 est fort difficile d’évaluer la vitesse du vent avec précision par un moyen direct ; on n’a qu’une approximation grossière en observant la vitesse d’un corps léger mis en mouvement par l’air ; mais on peut déduire sa vitesse de l’intensité du choc qu’il exerce contre un obstacle. L’instrument qu’on emploie pour mesurer cette intensité porte Ift nom d’anémomètre. Le vent le plus faiblh est celui que les poètes ont nommé zéphyr ; il ne fait que balancer légèrement le feuillage et les tiges flexibles des plantes. Les marins appellent vent frais celui qui parcourt environ lu mètres par seconde ; grand frais, le vent de 15 mètres, et très-grand frais, celui de 20 mètres. Quand la vitesse atteint 25 à 30 mètres, on a ce que l’on nomme une tempête. Si enfin elle s élève de 35 à 40 mètres, il en résulte un ouragan. Dans ce cas, le vent fait à peu près 30 lieues à l’heure -r il est alors capable de déraciner les arbres, de renverser les édifices, et il soulève les flots de la mer avec tant de violence, qu’elle se précipite dans l’intérieur des terres et y cause d affreux, ravages. Le vent même le plus impétueux commence rarement avec une grande intensité ; il s’anime ordinairement d’une manière graduelle, et s’apaise par instants pour mugir ensuiie avec force ; chacune de ces reprises est ce que l’on nomme une rafale.
Quelquefois, cependant, il s’élève d’une manière subite : il prend alors le nom de bourrasque. Les effets désastreux produits par les ouragans semblent au premier coup d œil incompréhensibles ; mais on les concevra aisément
si l’on remarque que l’air en mouvement gagne par sa vitesse la force que son peu de masse semblerait devoir lui refuser.
Les vents ont, en général, la température des lieux où ils ont naissance. Dans notre hémisphère, les vents de sud-est, sud, sud-ouest, ouest, sont des vents chauds ; les vents de nord-ouest, nord, nord-est et est, des vents froids ; en sorte que si l’on tire un ligne de l’ouest-nord-ouest à l’est-sud-est, cette ligne séparera les vents chauds des vents froids. Les premiers amènent ordinairement la pluie ; quelques-uns des vents froids sont en même temps des vents secs, mais d’autres apportent la neige ou la pluie.
Le vent, malgré les désastres que cause parfois son impétuosité, peut être considéré comme l’un des plus grands bienfaits de la nature. C’est lui qui entretient la pureté de l’atmosphère, qui nous apporte ces nuages pluvieux dont l’action est si nécessaire "a la végétation, et qui balaye ensuite les vapeurs superflues, et ramène la sérénité du ciel.
Pendant que le soleil nous envoie des rayons calorifiques, une portion est absorbce par l’air, qui s’échauffe et se dilate. Mais, sur 7 parties de chaleur, 2 sont employées à dilater l’air, et les 5 autres à élever sa température. En sorte que l’effet du réchauffement est le même que si l’air n’avait reçu que les 5 septièmes des rayons sans éprouver de dilatation. Au contraire, quand le soleil a disparu, l’uir se refroidit et se condense ; mais, en se condensant, les 2 parties de la chaleur précédemment absorbées par la dilatation redeviennent sensibles au thermomètre, et l’air se refroidit moins rapidement que si son vo METE
lume était invariable. De là, il résulte que l’atmosphère est comme un régulateur qui fait disparaître le calorique quand il arrive en excès, et qui le laisse se dégager pour réparer ses pertes. D’un autre côté, les rayons du soleil traversent aisément l’atmosphère parce qu’ils sont k l’état lumineux ; mais une fois éteints à la surface du globe, ils passent à l’état de chaleur obscure, et l’air les intercepte en plus grande quantité lorsqu’ils sont renvoyés vers les espaces célestes. Ainsi, l’air qui repose sur le sol est comme un voile par lequel la chaleur de la terre se trouve conservée. C’est le même phénomène qu’on obtient quand on recouvre certaines plantes d’une cloche de verre.
Passons à l’étude des phénomènes météorologiques auxquels donne lieu la vapeur
d’eau répandue dans l’air. Commençons par la rosée. On donne le nom de rosée à ces gouttelettes d’eau plus ou moins volumineuses qu’on trouve le matin sur les plantes. Elle est le résultat de la liquéfaction des vapeurs atmosphériques à la surface des corps qui se sont plus ou moins refroidis. Son explication se déduit des lois du rayonnement et de la théorie des vapeurs ; pendant le jour, le sol et tous les corps dispersés à sa surface ont été échauffés par les rayons du soleil. La nuit vient ; supposons-la calme et sereine. Tous ces corps vont éprouver, par leur rayonnement calorifique vers les espaces célestes, un refroidissement plus ou moins intense, selon que leur pouvoir émissif est plus ou moins grand. La température de ces corps tombant ainsi au-dessous de celle de l’air qui les baigne, il en résulte, dans les circonstances convenables, une condensation partielle de la vapeur d’eau qui s’y trouve répandue. La rosée n’est donc pas de l’eau qui tombe, mais qui se dépose au contact. Comme le refroidissement de la surface est le plus rapide et se fait assez brusquement quelques moments après le coucher et avant le lever du soleil, c est à ces deux instants de la nuit qu’il se dépose le plus de rosée ; c’est pourquoi l’on distingue celle-ci en rosée du soir et rosée du matin.
11 est important de remarquer que la précipitation de la rosée diminue le refroidissement que les corps éprouveraient dans un air sec, à cause de la chaleur émise par la condensation de la vapeur. La rosée commence à se déposer dès le coucher du soleil, quelques moments avant le crépuscule. Elle porte à cette époque le nom de serein. La vapeur se condensant sur les vêtements, dont le rayonnement refroidit alors lasurface, les imprègne d’humidité ; c’est ce qui fait dire improprement que le serein tombe. Il y a donc, entre la rosée et le serein, cette différence, que celui-ci a lieu le soir, tandis que celle-là se manifeste durant la seconde partie de la nuit et le matin. Le serein est plus nuisible que la rosée, parce que les vapeurs aqueuses qui retombent sur la terre aussitôt après le coucher du soleil se trouvent mêlées de substances étrangères et pernicieuses qui n’existent pas dans la rosée, dont les parties sont plus fines et plus pures ; ajoutons qu’il produit en nous un passage subit du chaud au froid, et de la transpiration au resserrement des pores. Le serein est surtout à craindre dans les endroits où il y a beaucoup de minéraux et dans le voisinage des marais.
Le givre ou la gelée blanche n’est autre chose que de la rosée congelée. Elle a donc une origine commune ; seulement si, pour la formation de la rosée, il suffit que la surface des corps tombe à une température plus basse que celle de la saturation de l’air, afin qu’il y ait formation de gelée blanche, il faudra que la température de ces corps descende au-dessous de zéro. Cette gelée se produit surto.it au lever du soleil. En effet, sous l’influence de cet astre, une partie de la rosée se convertit en vapeurs ; elle absorbe alors, dans sa transformation, assez de caloriqua pour que le restant puisse geler. Les gouttelettes de rosée se congèleront ainsi, et formeront ces petites aiguilles de glace qui s’entrelacent de mille manières et s’attachent aux arbres et aux tiges végétales, à la barbe et aux cheveux des voyageurs, aux crins des chevaux, aux vitres, etc. Dans nos climats, la gelée blanche se forme principalement au printemps et en automne. On sait combien les gelées de ces deux saisons peuvent être funestes aux plantes. Mais il suffit, pour les préserver, de les recouvrir d’un abri quelconque qui s’oppose aux effets de leur rayonnement nocturne. Au Bengale, on se contente quelquefois, pour garantir les récoltes d’un refroidissement meurtrier, d’allumer pendant la nuit de grands feux de foin et de paille. Ces combustibles donnent naissance à de véritables nuages de fumée, qui se répandent sur les prairies et empêchent le rayonnement.
Jusqu’à présent, dans les phénomènes que nous avons étudiés, la vapeur d’eau s’est présentée sous la forme d’un gaz transparent et invisible comme l’air. Nous l’avons vue ensuite, une fois suffisamment refroidie, repasser sans transition de l’état de fluide élastique à l’état liquide. Mais, entre ces deux états, il parait y en avoir un intermédiaire, auquel on a donné le nom de vapeur vé.iicutaire ; c’est celui sous lequel l’eau existe dans les brouillards et les nuages.
Le brouillard qu’on voit se former à la surface d’un liquide en ébullition, le courant
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d’air chaud et humide chassé de la bouche pendant l’hiver, sont regardés, ainsi que les brouillards de l’atmosphère et les nuages, comme un amas de vésicules, c’est-à-dire de petits globules arrondis, blanchâtres, qui sont tout simplement de petites vessies d’air humide, enveloppées par une pellicule d’eau extrêmement mince. Elles se distinguent très-bien à l’œil nu dans les brouillards qui s’élèvent sur l’eau chaude, particulièrement sur la surface d’une dissolution noire, comme le café. À l’aide d’une loupe, de Saussure les a également observées dans les nuages euxmêmes. Les vésicules sont nécessairement creuses à l’intérieur, car, dans l’hypothèse contraire, elles devraient décomposer les rayons solaires qui les traversent, et, comme les gouttes de pluie éclairées par le soleil, donner naissance au phénomène de l’arc-enciel ; or cela n’arrive jamais.
Les nuages ne différent des brouillards que par leur suspension dans les régions supérieures de l’atmosphère. Les vésicules dont ils se composent semblent, malgré leur constitution intérieure, devoir posséder, en raison de leur écorce liquide, une densité supérieure à celle de l’air. Leur suspension dans l’atmosphère, en amas parfois considérable, paraît ainsi difficile à concevoir. Voici l’explication qu’en donne Fresnel. On sait que l’air s’échauffe aisément par le contact des solides et Des liquides, et que le calorique rayonnant ne contribue pas à cet effet d’une manière sensible. Si donc des rayons solaires tombent sur un nuage, ils sont absorbés par l’envelope liquide et en élèvent la température. L air qui remplit les vésicules, celui qui les sépare les unes des autres et la vapeur d’eau mélangée avec tout le système s’échauffent alors sensiblement par leur contact avec les globules liquides et diminuent de densité ; l’air, au contraire, dont le nuage est environné n’absorbe, pour ainsi dire, aucun rayon calorifique, et conserve à peu près une densité constante. Le nuage se trouve donc soutenu dans l’atmosphère à peu près comme une montgolfière dont la densité moyenne serait égale ou inférieure à celle de l’air extérieur. Il faut ajouter à cette première cause de suspension l’influence des vents, celle des courants d’air chaud qui s’élèvent continuellement de la surface du sol, enfin la résistance que l’air oppose à la chute des globules vésiculaires par la difficulté qu’il éprouve lui-même à filtrer à travers leurs mille interstices. L’exactitude de ces explications se trouve confirmée par un fait générai : les nuages sont d’autant plus rapprochés de la surface de la terre que la température se trouve plus basse. Dans l’hiver, leur hauteur moyenne est de 1,200 à 1,400 mètres, en été, ils s’élèvent à 3,000 et 4,000 mètres, souvent même beaucoup au-dessus de ce chiffre.
Les nuages se rassemblent d’ordinaire autour des montagnes, parce qu’il y fait plus froid. La couleur variée des nuages tient à la réflexion de la lumière solaire. Plus les couches vaporeuses sont élevées, plus elles paraissent blanches. Pendant le jour, les couleurs ordinaires des nuages sont le blanc, le gris, le noir. Au lever et au coucher du Soleil, ils réfléchissent toutes les nuances et se colorent de toutes les teintes. Quant à leurs formes, rien de si fugace, de si peu saisissable, de si rebelle aux classifications et surtout aux explications. M. Clos les a divisés, d’après leurs apparences, en bande, traînée, cordon, segment, mont, groupe, roche, chaîne, ceinture, rideau, lambeau, amas ; les épithètes tronqués, échancrés, frangés, in • diquent leurs modifications ; celles de pommelés, imbriqués, floconnés, ridés, laineux, troués, mousses, fondus, leur complication.
Lorsque les globules d’eau qui constituent les nuages se sont réunis, soit par leur rencontre fortuite, résultant de leur mouvement, soit par d’autres causes encore ignorées, et ont formé des gouttes plus pesantes que l’air qui les soutient, cesgouttes se précipitent vers la surface de la terre ; tantôt elles se vaporisent complètement pendant leur chute ; d’autres fois, elles tombent sur la terre avec les caractères connus de la pluie. La cause occasionnelle la plus fréquente de la pluie est l’arrivée d’un vent humide. En France, par i exemple, les vents de l’ouest et du sud, dont ■ la température se trouve assez élevée, ap- j portent, après avoir balayé les mers, une j quantité considérable de vapeurs qui, se re- j froidissant dans notre atmosphère, forment des nuages et, par suite, de la pluie. La sécheresse, au contraire, caractérise les vents du nord, parce qu’ils sont froids et capables, en s’échauffant, de contenir plus de vapeur. Lorsqu’on évalue, à l’aide de l’udomètre, la quantité de pluie qui tombe annuellement dans un même lieu, on trouve que cette quantité est à peu près constante. À Paris, la surface du sol reçoit chaque année, terme moyen, 56 centimètres d’eau. Cela veut dire que, si le liquide qui imbibe la terre dans le cours d’une année restait à sa surface sans s’y infiltrer et sans s’évaporer, il formerait une couche de 5G centimètres de hauteur. La latitude et les circonstances locaies ont une puissante influence sur les moyennes annuelles. Ainsi à Genève, dont la latitude est presque la même que celle de Paris, mais qui se trouve entourée de hautes montagnes, il tombe annuellement environ deux fois plus d’eau qu’à Paris. Il existe des localités où il J
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ne pleut presque jamais, telles que la basse
; Égypte, Cumana et Lima, dans l’Amérique
du Sud.
La neige résulte, comme la pluie, du refroidissement des nuages ; mais sa formation
exige que la température de ces amas de vapeurs tombe au-dessous de zéro. La vapeur, en se condensant alors, se congèle et se cristallise. Si la cristallisation s’opère dans un air calme, la neige se présente sous des formes parfaitement géométriques. Elle affecte presque toujours celle d’une étoile k six rayons, inclinés les uns sur les autres de 60», et sur chacun desquels viennent s’implanter d’autres petites aiguilles de glace faisant aussi des angles de 60° avec les premières. Cette forme type peut ensuite se modifier d’une infinité de manières en conservant l’empreinte de l’hexagone régulier, qui paraît être la figure fondamentale des cristaux neigeux. On rencontre de la neige rouge dans différentes localités. Saussure en a trouvé sur les Alpes, Ramond dans les Pyrénées, le capitaine Ross sur les côtes de la baie de Baffin ; plusieurs navigateurs en ont aperçu dans la Nouvelle-Shetland et sur les glaces flottantes des régions polaires, l.e botaniste Francis Bauer a reconnu, à l’aide du microscope, que leur matière colorante était identique, et qu’elle résultait de la présence d’une sorte de champignon (uredo nivealis) qui pousse sur la neige.
Il existe des localités où la neige se maintient constamment ; on la désigne alors sous le nom de neige perpétuelle. 11 ne faut pas croire pourtant que la même neige dure toujours ; car, s’il en était ainsi, son épaisseur augmenterait indéfiniment ; les couches inférieures se fondent par la chaleur du sol, tandis que les couches supérieures sont plus ou moins entamées par les agents atmosphériques et se dissipent en vapeurs. Les neiges perpétuelles se renouvellent donc sans ce—.se. On les trouve à 4,800 mètres dans les Andes (sous l’équateur), à 2,670 mètres dans les Alpes et à 1,060 mètres vers l’extrémité méridionale de la Norvège.
L’expérience prouve que la neige sert d’engrais à la terre : les plantes les mieux nourries et les plus vertes sont toujours celles qui croissent à la base, sur le penchant ou au pied des montagnes presque continuellement couvertes de neige. Loin d’être une cause de refroidissement du sol qu’elle recouvre, la neige diminue donc, au contraire, le refroidissement qu’il éprouverait sans cette enveloppe préservatrice.
La congélation de la vapeur d’eau répandue dans l’atmosphère, au lieu de donner naissance à de la nei^e, peut aussi, comme cela arrive dans nos climats aux mois d’avril et de mars, être l’origine du grésil. Le grésil est formé de petites aiguilles de glace entrelacées, et pressées les unes contre les autres de manière à former des espèces de petites pelotes assez compactes et comme saupoudrées de farine. Le grésil est un intermédiaire entre la neige et la grêle. Il ne sa montre que dans les orages passagers et faibles.
La grêle, beaucoup plus dense que le grésil, résulte de la congélation de gouttes toutes formées ; chaque globule plus ou moins gros se nomme grêlon. Ce terrible météore, aussi destructeur que difficile à expliquer, apparaît presque toujours à la lueur des éclairs et au oruit du tonnerre. Il précède ordinairement les pluies d’orale ; il les accompagne quelquefois, presque jamais il ne les suit, surtout quand elles ont quelque durée. Le plus souvent, la grosseur des grêlons est celle d’une noisette ; mais, dans certains cas, ils prennent un volume énorme, et, en tombant, brisent, ravagent tout ce qu’ils frappent à la surface de la terre.
Quant au verglas, il a une origine parfaitement connue. Le verglas est une couche de glace mince qui se forme à la surface de tous les corps, après la chute d’une pluie peu abondante, lorsque la température du sol est au-dessous de zéro. Le verglas se produit soit sur le sol, soit sur la neige. Bien des gens donnent, mais à tort, le nom de verglas à la couche de glace glissante qui se forme à la surface de la neige ou du sol, quand une couche mince d’eau, produite à cette surface pur un dégel momentané, a été congelée de nouveau par un refroidissement subit.
Il nous resterait à parler de l’analogie frappante des effets de lu foudre avec ceux do 1 électricité ; puis de l’électricité habituelle de l’atmosphère, de ses sources, des nuages positifs, négatifs, de l’éclair, du bruit du tonnerre, de l’explosion de la foudre et do ses effets merveilleux, enfin de l’arc-en-ciel ; mais tous ces points importants de la météorologie ont reçu ailleurs des explications particulières.
De grands efforts ont été tentés de nos jours pour donner à la météorologie une haute importance pratique. Par le perfectionnement des instruments, la multiplication des stations météorologiques, l’établissement de sociétés spéciales, on a tenté de demander à cette science les éléments de la prédiction du temps. V- météorognosib.
— Météorologie nautique. Bien que de tout temps les instructions nautiques n’aient point négligé d’instruire les marius sur le régime atmosphérique des régions dont elles faisaient la description, on peut dire que la météoro-
