que possible, à l'équateur et au pôle. Les rayons solaires arrivent sur
l'équateur dans une direction normale à celle du sol; mais à mesure que
la région considérée s'éloigne de l'équateur, elle reçoit des rayons de
plus en plus obliques, et par conséquent de moins en moins nombreux pour
une étendue donnée. De plus, grâce à cette obliquité, la chaleur du
soleil est réfléchie en bien plus grande quantité vers les pôles que
dans le voisinage de l'équateur, et par là l'intensité de l'action du
soleil est encore diminuée. Enfin la figure montre que les rayons
solaires doivent, pour arriver au pôle, traverser une épaisseur
d'atmosphère bien plus considérable que pour arriver à l'équateur. Or,
nous avons vu que l'air, grâce surtout à la vapeur d'eau qu'il contient,
arrête une très notable proportion de la chaleur du soleil; les rayons
qui arrivent au pôle seront donc moins chauds que ceux qui parviennent à
l'équateur. Le froid du pôle se trouve ainsi expliqué.
Des considérations différentes nous permettront de nous rendre compte de
la différence considérable de température que l'on observe à la base et
au sommet des montagnes élevées. L'air humide absorbe sans doute la
chaleur du soleil, mais en faible proportion; l'action qu'il produit
n'est sensible qu'à cause de la formidable épaisseur d'air qui nous
entoure; mais chaque portion ne s'échauffe pour ainsi dire pas par suite
de cette faible absorption. C'est le sol qui s'échauffe et qui, par
contact direct, échauffe l'air. L'air chaud, devenant plus léger,
s'élève pour être remplacé au niveau du sol par de l'air froid qui vient
se chauffer à son tour. Il en résulte, dans le voisinage immédiat de la
terre, un mouvement continuel de convection qui est bien visible
au-dessus des prairies et surtout des sables directement chauffés par le
soleil.
Mais cet air chaud qui monte se refroidit peu à peu par rayonnement et
par le fait même de sa dilatation: aussi, à mesure qu'on s'éloigne du
niveau de la mer, il a une température de moins en moins élevée. C'est
ce qui explique pourquoi, au sommet des montagnes, par un soleil plus
chaud que celui des plaines, on a une atmosphère glacée.
Enfin, dans un lieu déterminé, la succession périodique des saisons
s'expliquera par des considérations analogues. Si le mouvement apparent
du soleil se produisait dans le plan même de l'équateur, les jours par
toute la terre seraient constamment égaux aux nuits, la température
serait sensiblement la même pendant toute la durée de l'année. Mais, à
cause de l'obliquité du plan de l'écliptique, cette égalité n'a lieu que
pour les points situés sur l'équateur. A mesure que l'on s'éloigne de
l'équateur pour s'approcher des pôles, l'inégalité des jours et des
nuits devient de plus en plus grande. En été, c'est-à-dire à l'époque où
les jours sont plus grands que les nuits, la quantité de chaleur est
beaucoup plus considérable qu'en hiver, où les jours sont plus petits
que les nuits. A partir de la latitude de 66 degrés et demi, il y a en
chaque point une nuit de plus de 24 heures en hiver, un jour de plus de
24 heures en été. Au pôle même on n'a qu'un seul jour et qu'une seule
nuit, chacun de six mois.
Pendant cette longue nuit des régions polaires, le rayonnement terrestre
agit seul, sans compensation, et la température s'abaisse
considérablement. Les heures ne se distinguent plus les unes des autres
par l'éclat du ciel ni par son obscurité, ni non plus par des
différences de température. Tandis que chez nous les heures du jour sont
en moyenne beaucoup plus chaudes que celles de la nuit, dans ces régions
sans soleil les perturbations atmosphériques font seules varier la
température.
A Bossekop, par 70 degrés de latitude, MM. Bravais et Martins ont
régulièrement observé la température pendant toute la durée d'une longue
nuit de presque trois mois. Les moyennes de température qu'ils ont
obtenues ont été sensiblement les mêmes pour toutes les heures.
Midi -9°.12
2 heures -9.05
4 -- -9.28
6 -- -9.31
8 -- -9.22
10 -- -9.07
Minuit -9°.09
2 heures -9.25
4 -- -9.21
6 -- -9.22
8 -- -9.09
10 -- -8.94
Mais quand arrive le soleil, et qu'il reste pendant plusieurs mois
au-dessus de l'horizon, malgré la grande obliquité de ses rayons, l'air
s'échauffe et la température devient parfois très élevée. De là une
énorme différence entre la température moyenne de l'hiver et celle de
l'été. En maints endroits de la Sibérie, à des hivers où le mercure se
congèle naturellement, succèdent des étés qui en six semaines font mûrir
d'abondantes récoltes, et pendant lesquels les habitants peuvent aller
nus. Tandis qu'à Paris la différence entre la température moyenne de
l'été et celle de l'hiver n'atteint pas 15 degrés, elle est de 27 degrés
à Saint-Pétersbourg.
CHAPITRE II
LES DIVERS CLIMATS.
Les différences de distribution de la chaleur à la surface du globe ont
permis de diviser la terre en grandes régions de plus en plus froides à
mesure qu'on s'approche davantage du pôle. La zone torride, située de
part et d'autre de l'équateur, est caractérisée par l'absence presque
complète d'hiver; elle s'arrête aux tropiques. Les zones tempérées, dans
chacun des deux hémisphères, sont comprises entre les tropiques et les
cercles polaires; l'Europe entière se trouve dans la zone tempérée
boréale. Enfin, les zones glaciales s'étendent depuis les cercles
polaires jusqu'aux pôles.
Les limites des zones sont donc uniquement déterminées par le mouvement
du soleil par rapport à la terre; mais il ne faudrait pas croire que la
distribution de la chaleur à la surface du globe soit aussi régulière
que ces subdivisions semblent l'indiquer. La température d'un lieu
dépend d'une foule de circonstances que l'on peut diviser, comme l'a
fait de Humboldt, en causes générales et causes particulières. Ces
causes sont tellement multiples qu'il est impossible de tenir compte de
leur influence respective et de déterminer _à priori_ quel doit être le
climat d'une région au point de vue de la température.
Les causes particulières sont: l'inégalité des terrains, la direction
des chaînes de montagnes, la forme et la masse des terres, les
variations barométriques; toutes ces causes déterminent ou modifient la
direction des vents, que M. Martins a appelés avec tant de raison les
grands arbitres des changements atmosphériques. Il faut ajouter encore
l'état de la surface terrestre, selon qu'elle est dénudée ou couverte de
végétation, les changements résultant de la culture, la quantité de
neige qui couvre les terres en hiver.
Les causes générales sont: la latitude et l'altitude, dont nous avons
parlé, et la position relative, à latitude égale, des continents et des
mers. C'est de cette troisième cause générale que nous devons dire
quelques mots.
Lorsque le soleil darde ses rayons sur l'eau de la mer, elle s'échauffe
fort lentement; il est facile d'en comprendre la raison. D'abord,
l'atmosphère qui se trouve au-dessus de l'Océan renferme une grande
quantité de vapeur d'eau qui arrête une notable proportion de la
chaleur. De plus, l'eau a besoin, pour s'échauffer, d'une quantité
considérable de chaleur: un kilogramme d'eau s'échauffera beaucoup moins
rapidement qu'un kilogramme de bois ou de terre soumis au rayonnement du
même foyer de chaleur; on exprime ce fait en disant que l'eau a une
grande chaleur spécifique. La surface de la mer, en la supposant
immobile, s'échauffera donc beaucoup moins vite que la surface du sol.
Mais elle n'est pas immobile: à cause de l'action des vents, du
mouvement des marées, elle est constamment agitée; ses diverses couches
sont mélangées incessamment, de sorte que l'eau s'échauffe presque dans
toute sa masse, tandis que la terre des continents ne s'échauffe qu'à la
surface. Aussi, tandis qu'on a vu la température de l'air au-dessus du
sable brûlant des déserts s'élever au-dessus de +60 degrés, jamais, même
à l'équateur, la température à la surface de la mer n'a dépassé +31
degrés.
En hiver, le phénomène est inverse. La terre, qui n'était échauffée qu'à
sa surface, se trouve bientôt refroidie. La mer, au contraire, a
emmagasiné jusque dans ses profondeurs une provision de chaleur d'autant
plus grande que la chaleur spécifique de l'eau est plus considérable; de
plus, elle est recouverte d'un manteau de vapeur d'eau, qui empêche en
partie le rayonnement; le refroidissement sera lent. La mer est donc
moins chaude en été, moins froide en hiver; elle a un climat plus
constant. Les terres placées dans son voisinage participent à cette
égalisation; elles ont le climat marin, en opposition avec le climat
continental, qui présente de plus grandes variations de température.
Le docteur Forel a calculé la quantité de chaleur fournie par le lac
Léman en cinq jours: le 19 décembre 1879, la température du lac à sa
surface était de 5°.6; le 24, cette température n'était plus que de
5°.4, refroidissement qui semble insignifiant. Et cependant: «Je suis
parti de là, dit le docteur Forel, pour calculer quelle était la
quantité de chaleur qui avait été perdue par le lac dans ces cinq jours,
et je l'ai trouvée égale à environ dix milliards de calories, soit à la
quantité de chaleur dégagée par la combustion de 1 250 000 tonnes de
charbon, ou par la combustion d'un cube de charbon de 100 mètres de
côté. Le ciel ayant été pendant ces cinq jours généralement couvert par
un voile de nuages, la plus grande partie de cette chaleur est restée
dans l'air, et a ainsi contribué à atténuer, pour notre vallée, le froid
qui sévissait si cruellement ailleurs.»
Le réchauffement des hivers par le voisinage de la mer n'avait pas
échappé aux anciens. Plutarque le mentionne en ces termes très clairs:
«En hiver, nous préférons les séjours voisins de la mer, pour fuir la
terre à cause de sa froidure.» Horace, dans une épître à Mécène, lui
dit: «Quand la neige aura blanchi les plaines d'Albe, le poète que vous
aimez descendra vers la mer, ménagera sa santé...»
Aussi, à latitude égale, les climats marins sont beaucoup moins
excessifs dans le froid et dans le chaud que les climats continentaux.
L'île d'Hyères ne connaît presque ni été ni hiver; elle a un climat
marin. «En hiver même, lorsque la nature est engourdie dans le reste de
la France, elle est encore belle à Hyères, où, par une illusion dont on
ne peut se défendre, on croit en arrivant avoir changé de saison et de
climat. C'est l'endroit de la Provence qui plut davantage à Bachaumont
et à Chapelle; ils regrettaient que Paris ne fût pas situé sous un si
beau climat. C'est avec plaisir, disaient-ils:
Que c'est avec plaisir qu'aux mois
Si fâcheux en France et si froids,
On est contraint de chercher l'ombre
Des orangers qu'en mille endroits
On y voit, sans rang et sans nombre,
Former des forêts et des bois!
Ici, jamais les grands hivers
N'ont pu leur déclarer la guerre.
Cet heureux coin de l'univers
Les a toujours beaux, toujours verts,
Toujours fleuris en pleine terre.»
Beaucoup plus constant encore est le climat des îles Feroë. «Peut-être
n'existe-t-il point, dit M. E. Reclus, en dehors de la zone équatoriale,
de parages marins où l'écart annuel du froid et du chaud soit moins
considérable. Dans l'air, la variation moyenne de l'été à l'hiver
dépasse à peine 7 degrés; en plein janvier, sous la même latitude que le
Labrador, et tandis qu'il gèle sur maint rivage de la Méditerranée, la
température atmosphérique des Foeroers est d'environ +3 degrés. Le ciel
des îles est bas et humide, gris de vapeurs ou ruisselant de pluies. Ce
n'est pas la chaleur, c'est la lumière qui manque: aussi presque tous
les champs sont-ils inclinés au sud, afin de recevoir les rayons du
soleil. Les hivers n'ont pas de frimas, mais les étés sont sans
chaleur.»
Mais ici l'action pondératrice de la mer est singulièrement augmentée
par le vaste courant du Gulf-Stream qui entoure complètement les îles.
Maury, dans sa _Géographie de la mer_, en donne la description la plus
poétique: «Il est un fleuve dans l'Océan; dans les plus grandes
sécheresses, jamais il ne tarit; dans les plus grandes crues, jamais il
ne déborde. Ses rives et son lit sont des couches d'eau froide, entre
lesquelles coulent à flots pressés des eaux tièdes et bleues. Nulle part
sur le globe il n'existe un courant aussi majestueux. Il est plus rapide
que l'Amazone, plus impétueux que le Mississipi; et la masse de ces deux
fleuves ne représente pas la millième partie du volume d'eau qu'il
déplace.»
Venant des régions équatoriales, où il a pris une grande quantité de
chaleur, ce fleuve océanique sort du golfe du Mexique, laisse bientôt
l'Amérique pour traverser l'Atlantique, et vient enfin baigner les côtes
de l'Irlande, ainsi que la côte nord-ouest de presque toute l'Europe. Il
nous amène ainsi une grande quantité de chaleur et réchauffe notablement
nos hivers. Si nous ajoutons à cela le courant d'air, l'alizé supérieur,
compagnon atmosphérique du Gulf-Stream, qui vient, chargé de chaleur et
d'humidité, s'abattre aussi sur nous, nous comprendrons combien notre
climat doit se trouver adouci.
L'Angleterre surtout se trouve sur le passage de ces deux courants
chauds. «C'est à cet état de choses, dit M. Tyndall, que nous devons et
nos champs si verts, et les joues roses de nos jeunes filles.»--«Nulle
part, d'après M. Reclus, si ce n'est dans les Foeroërs et sur les côtes
de Norvège, qui reçoit le même souffle bienfaisant, le climat réel n'est
plus en désaccord avec celui que l'on pourrait calculer par
l'éloignement graduel de l'équateur au pôle. En dépit de la marche du
soleil, la température moyenne est aussi élevée en Irlande, sous le 52e
degré de latitude, qu'aux États-Unis sous le 38e degré, à 1540
kilomètres plus au sud; quant à la température hivernale, elle est plus
douce à l'extrémité même de l'Ecosse que dans le nouveau monde, à 20
degrés plus près de l'équateur.»
Si la terre ne tournait pas sur elle-même, les deux courants qui
arrivent sur l'Angleterre et aussi un peu sur la France réchaufferaient
surtout les côtes d'Amérique, dont la température serait de beaucoup
élevée. Aussi les Américains ont-ils raison d'accuser les Anglais de
leur voler leur climat. Si le globe, au contraire, tournait un peu plus
vite, nous aurions l'adoucissement de climat dont profite l'Angleterre,
en conservant, au moins en grande partie, la sérénité du ciel que nous
donne notre position plus méridionale. Aussi Babinet aurait-il eu, à en
croire un de ses élèves, M. Malapert, l'idée de détourner le Gulf-Stream
de sa route par une digue gigantesque placée dans le voisinage des îles
du cap Vert. Grâce à cette digue, la presque totalité des eaux chaudes
de l'équateur serait venue baigner nos côtes et celles de l'Angleterre,
et nous aurait donné un printemps perpétuel. Il est vrai que personne
jusqu'à présent n'a pris au sérieux ce projet Babinet-Malapert.
L'influence du voisinage de la mer est montrée en France de la manière
la plus évidente par les nombres suivants:
TEMPÉRATURES TEMPÉRATURES
VILLES. moyennes moyennes DIFFÉRENCES.
de l'été. de l'hiver.
Brest 16°.8 7°.1 9°.7
Paris 18.1 3.3 14.8
Lyon 21.1 2.3 18.8
Tout ceci nous montre combien la chaleur est irrégulièrement distribuée
sur notre globe. De Humboldt a imaginé, au commencement du siècle, de
tracer sur la carte du monde des lignes joignant les uns aux autres les
lieux de même température moyenne. La ligne qui relie tous les points de
notre hémisphère dont la température moyenne de l'année est 10 degrés,
se nomme la ligne isotherme de 10 degrés. On a de même, pour chaque
degré de température, des lignes isothermes qui sont comme les
parallèles thermiques. Ils sont loin d'avoir la régularité géométrique
des parallèles géographiques.
Les lignes qui traversent les régions ayant la même température moyenne
d'hiver sont dites isochimènes. Ces lignes se rapprochent de l'équateur
quand elles traversent les continents, et s'en éloignent sur l'océan.
Nous venons d'en voir la raison. La direction des isochimènes en France
est bien frappante; la ligne isochimène de Paris s'abaisse comme le
contour de nos côtes maritimes, et va passer par Orléans, Toulouse,
Carcassonne, Valence, Nice. La direction générale des courbes isothermes
et isochimènes, dans notre hémisphère, semble rendre très probable
l'existence de deux pôles de froid dans le voisinage du pôle nord. L'un,
d'une température moyenne de -17 degrés, serait au nord de l'Asie, près
de la Nouvelle-Sibérie; l'autre, dans l'archipel polaire américain, sa
température serait de -19 degrés. Les régions dont le froid est le plus
rigoureux seraient donc situées sous des latitudes que l'homme a déjà
visitées, et par conséquent se trouve justifié l'espoir de ceux qui ne
croient point le pôle proprement dit inabordable.
La distribution irrégulière de la température est encore rendue
manifeste quand on considère les températures les plus basses qui aient
été observées en divers points du globe; cet examen montre encore
clairement l'influence du voisinage de la mer.
TEMPÉRATURE LA PLUS BASSE OBSERVÉE AVANT 1854:
Iles Britanniques -20°.6 (près Londres).
France -31.3 (Pontarlier, 14 décembre 1846).
Hollande et Belgique -24.4 (Malines, janvier 1823).
Danemark, Suède et Norvège -55.0 (Calix).
Russie -43.7 (Moscou, janvier 1836).
Allemagne -35.6 (Brême, décembre 1788).
Italie -17.8 (Turin).
Pour ne parler que de la France, nous voyons que les villes situées sur
le bord de la mer n'ont jamais de bien grands froids. Les froids les
plus rigoureux observés jusqu'en 1854 avaient été:
[ Cherbourg -8.5
[ Saint-Malo -13.8
Littoral de l'Océan [ Nantes -13.0
[ La Rochelle -16.0
[ Nancy -26.0
[ Tours -25.0
Intérieur [ Pontarlier -31.3
[ Lyon -22.9
[ Montpellier -18.0
[ Béziers -7.0
Littoral de la Méditerranée [ Toulon -10.0
[ Hyères -12.0
Dans le continent américain, à des latitudes qui sont sensiblement
celles de la France, les températures sont bien plus basses, et en
plusieurs endroits on y a vu le mercure se congeler à l'air libre. En
janvier 1835, tandis que la température en France était au-dessus de la
moyenne, on avait à Bangor, à Franconia, à Newport, des froids de -40
degrés. Les villes du littoral, Portsmouth, New-York, Washington,
étaient moins éprouvées, et le froid n'y dépassait pas -30 degrés.
CHAPITRE III
LES VARIATIONS DE CLIMAT.
Le climat de la France a-t-il varié depuis les temps historiques? les
grands hivers sont-ils actuellement plus rudes et plus fréquents, ou
bien moins rudes et moins fréquents qu'autrefois? La question n'est pas
facile à résoudre avec exactitude. Il est bien certain que le climat
actuel n'est pas identique à celui des premiers siècles de notre ère, et
tous les savants admettent sa variation; mais il est bien difficile de
fixer la valeur de ces variations, plus difficile encore de savoir si
les extrêmes de froid et de chaud ont varié dans un sens ou dans
l'autre.
Les nombreux exemples que nous avons cités démontrent qu'il y avait en
France de grands hivers sous la domination romaine, et qu'il n'a pas
cessé d'y en avoir depuis cette époque. Il ne semble pas, autant qu'on
peut en juger par des renseignements incomplets, qu'ils aient été à
aucune époque sensiblement plus nombreux ou moins nombreux
qu'actuellement. Mais il est impossible d'en fixer exactement la
rigueur. Cependant l'étude que nous avons faite du dernier grand hiver,
celui de 1879, nous a montré d'une manière absolument certaine que cet
hiver a été à peu près aussi rigoureux que tous ceux dont nous parle
l'histoire. Tous les effets du froid se sont produits dans cette
dernière année avec une intensité aussi grande que jamais, et si les
conséquences en ont été moins tristes, c'est aux progrès de la
civilisation que nous le devons.
Si cela n'avait pas été absolument en dehors du cadre de notre ouvrage,
il nous aurait été tout aussi facile de montrer que l'hiver 1877-1878 a
été aussi doux qu'aucun des plus doux hivers de l'histoire, que l'été
1879 a été aussi froid que les plus froids.
Il ne semble donc pas que, dans leurs variations extrêmes, les saisons
présentent actuellement des caractères différents de ceux qu'elles ont
toujours présentés. Et cependant que de protestations n'entendons-nous
pas tous les jours! Chaque fois, et cela arrive souvent, qu'un hiver ou
qu'un été ne présente pas exactement les caractères qu'on attend de lui,
chacun déplore le dérèglement des saisons. Sur ce point, nous savons à
quoi nous en tenir, et nous avons vu qu'au moyen âge ce prétendu
renversement des saisons se produisait comme maintenant, faisait crier
comme maintenant, et s'affirmait souvent par de désastreuses
conséquences.
Oui, il y a deux mille ans, il y a mille ans, comme aujourd'hui, on
avait des hivers rigoureux succédant à des hivers trop doux; alors,
comme maintenant, on voyait quelquefois les arbres se couvrir de fleurs
en janvier et la neige tomber en avril. Le printemps oubliait le plus
souvent de se montrer à l'heure dite, et l'on passait rapidement,
presque sans transition, des frimas de la saison froide aux chaleurs
accablantes de l'été. Il en est encore ainsi de nos jours. Sans doute il
arrive une fois par hasard aux mois d'avril et de mai de nous offrir les
charmantes douceurs chantées par les poètes; mais que ces printemps
délicieux sont rares! qu'ils étaient rares aussi aux époques qui ont
précédé la nôtre!
Cessons donc de croire et de dire, à chaque hiver plus rude ou plus doux
que la moyenne des hivers, à chaque printemps pluvieux, à chaque été
sans soleil, que les saisons sont bouleversées, que rien de semblable
n'arrivait autrefois. Les historiens, et, plus récemment, les
observations météorologiques précises, sont là pour nous prouver que les
saisons n'ont jamais eu un cours plus régulier qu'aujourd'hui.
Ce n'est donc pas dans les variations extrêmes et anormales des saisons
qu'il nous faut chercher des preuves de la variation du climat de la
France; mais nous pouvons nous demander si la température moyenne
normale est demeurée invariable depuis les temps historiques; si, la
température moyenne restant la même, l'écart normal de l'été à l'hiver
n'est pas devenu plus grand ou plus petit; si notre climat est devenu
plus continental ou plus océanique.
Les observations thermométriques directes sont jusqu'à présent impropres
à montrer ces variations. Elles ne remontent qu'à deux siècles à peine,
et depuis cette époque elles ont été faites dans des conditions si
variables, si peu déterminées, qu'elles ne sont pas comparables entre
elles, pas même celles faites à l'Observatoire de Paris. Le seul
appareil actuel qui soit en état de nous renseigner sur les variations
de la température moyenne est le thermomètre de Lavoisier, placé dans la
cave la plus profonde de l'Observatoire de Paris, à l'abri des
variations diurnes et annuelles; mais ses indications, qui se sont
compliquées, à l'origine, des variations dans la position du zéro, ne
permettent encore de conclure à aucune modification certaine.
Le climat de l'Angleterre semble au contraire se réchauffer assez
rapidement pour que ce soit déjà sensible au thermomètre. D'après M.
Glaisher, chargé de la météorologie à l'Observatoire de Greenwich, la
température moyenne de Londres se serait accrue d'un degré depuis un
siècle; ce réchauffement aurait porté surtout sur les mois d'hiver. Des
variations analogues ont été constatées en Allemagne, en Suisse, au
Groenland, en Sibérie; ces pays sont devenus plus froids.
Puisque le thermomètre ne nous indique rien pour la France, il nous faut
avoir recours à d'autres documents. L'examen des végétaux nous fournira
le meilleur. Chaque plante demande, en effet, pour prospérer, une
certaine quantité de chaleur, et quand nous verrons les cultures aller
vers le nord ou rétrograder du côté du midi, nous serons presque en
droit de conclure à un accroissement ou à un abaissement de la
température moyenne, ou tout au moins de la température de l'été.
Le docteur Fuster a principalement recueilli, par un immense travail
d'érudition, toutes les preuves à l'appui de sa thèse, pour démontrer
que des variations continuelles se sont produites dans le climat de la
France. Suivons rapidement le docteur Fuster dans ses recherches depuis
l'origine des temps historiques de notre pays.