Observations météorologiques en ballon: (Résumé de 25 ascensions aérostatiques)

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JÈS SCIENTlFlQUeS.

OBSERVATIONS

EN BALLON.

nmst OE ^ij iscusiDw XEUinTUiviFs;

UABiriN TISSANDIBK,

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in

PARIS.

OAtrriiiEn.vijjjiiis, iiui-mUEtiii-UBiiAinE

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Given in memory of
)HN BEVERLY PRESTON

r PRESTON, Class of 1930, was a man in
■the apiril of comperition burned decply. Ai
•y foDiba!! player whcec Eiathing rnd play be-
'0 poundt, he carocd Coach Glenn Warner's
ine of ihc greaim ends l've ever coachcd."
me veDtutesomc spiril impcUed hïm to nirn to
hU lîfe'f wuck. Upun his graduation fram Sun-
ent to Kelly Field. Texas, where he won hii
tenanfs commission in 19il. For the nexc llve
■ïcd as an officer in dic Air Furce.
, while on flying duiy al Fou Lewis, Washing-
lered a spinal injury which ultimauly termi-
niUtary career. Despite hls injury, fie trained
dcC pilols under General Claire Ctiennault in
Denied ihe right to fly in World War II, he

unt in his life, which cndcd iragically on Oc-
919. was his dcïotiQn to three causes; his Uni-
Country, and aviation. This, one of a collection
n his nncmory, is a tributc to that

Xiradaale Scboel af Buâness Lihrary

PS Transportation Library

STANFORD UNIVERSITY

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OBSERVATIONS

HÉTàOROLOGlQUBS ,

EN BALLON

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C96t PARIS ~ ISirniliERlE DB GAUTHIER VILLARS,

Qui def Aii:iiiUBf, ss.

I

ACTUALITES SCIENTIFIQUES.

OBSERVATIONS

EN BALLON.

(BÉSCKÉ DR 25 ASCEHSItNS iÉIOSTATltlfES };
Gaston TISSANDIER.

PARIS,

GADTHIER-VILLARS, IMPRIMEUR-LIBRAIRE

1879
ITdim drolU réMn<>')

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OBSERVATIONS

MÉTÉOROLOGIQUES

EN BALLON'"'

Vitesse des conrants aériens , sa variation avec l'alti-
tude. — Influence des dépressions du sol sur le vent.

Le ballon est le plus exact des anémomètres :
non-seulement il donne la vitesse exacte du cou-
rant aérien où il est plongé, mais il indique avec
précision la route que ce courant a suivie au-dessus
du sol, et qui est précisément celle de l'aérostat
lui-même.

Les vents superficiels qui soufflent à la surface
de la terre ne donnent souvent à l'observateur que

(*) La plupart de mes ascensions ont été faites avec mon frère,
M. Albert Tissandier, qui a retracé à l'aide du crayon les in nom*
brables spectacles aériens observés, effets de nuages, phénomènes
lumineux, etc. Quelques-unes d'entre elles ont été exécutées
sous les auspices de l'Académie des Sciences, de l'Association
scientifique de France^ de l'Association française pour l'avance-
ment des Sciences, de la Société de navigation aérienne et avec
le concours de plusieurs savants. A tous ceux qui nous ont aidés,
nous adressons le témoignage de nos remercîments les plu»
sincères.

G. TissANDiER. — Observ, météor, en ballon, i

des renseignements très incomplets sur le courant
général et dominant qui s'étend dans les hautes
régions et quelquefois au-dessus d'un épais massif
de nuages.

Dans notre voyage du 7 février 1869, tandis que
le vent à terre était très modéré, M. de Fonvielle
et moi y nous avons été entraînés au-dessus des
nuages par un courant sud-ouest très-chaud, qui
nous a emportés avec une vitesse considérable de
iSo''"' environ à l'heure, et qui nous a transportés,
dans l'espace de trente-cinq minutes, de Paris à
Neuilly-Saint-Front, au delà de Château-Thierry.

Quelquefois une légère brise souffle à terre et le
vent est tout à fait nul dans les régions plus élevées
de l'atmosphère. Lors de notre voyage du 1 1 avril
de la même année, nous sommes restés en ballon,
de iSoo"* à 2000" d'altitude, exactement au-dessus
de notre point de départ, dans une situation d'im-
mobilité absolue pendant plus d'une heure consé-
cutive.

Généralement le vent augmente de vitesse à me-
sure que l'on s'élève dans l'atmosphère. Cette règle
est presque absolue. Elle est mise en évidence par
les ascensions à grande hauteur, pendant lesquelles
le ballon parcourt des chemins considérables dès
qu'il a atteint les hautes régions.

Le vent suit horizontalement les dépressions
terrestres jusqu'à une hauteur que nos observations
successives nous permettent d'estimer à 600"* ou
800™ environ.

-- 3 -

Le diagramme que nous avons tracé de l'ascen-
sion de longue durée du ballon le Zénith, les 2 3 et
24 mars 1876, montre, en effet, que l'aérostat sui-
vait à plusieurs reprises les proéminences du sol et
s'élevait de lui-même par un vent ascendant quand
il passait au-dessus d'une colline. Ce fait est sur-
tout rendu manifeste par son passage successif
à 600" au-dessus de plusieurs monticules. L'aérostat
s'est, en outre, fréquemment éloigné de la ligne
droite, ce qui prouve d'une façon certaine que les
courants aériens ne se meuvent pas toujours sui-
vant des directions rectilignes. La vitesse du vent
pendant ce voyage, le plus long comme durée qui
ait jamais été exécuté, a, de plus, subi des varia-
tions très appréciables , comme le montre le Ta-
bleau ci-joint, que nous empruntons au Rapport
publié dans le bulletin VAéronaute, par Grocé-
Spinelli, Sivel, A. Tissandier, M. Jobert et moi :

Vitesse Tempé-
par rainre

Heures. Altitodes. Direction da veDt. seconde, i terre.

Il m

7 S.... 700 » 7»70 — o

II. 30 S 750 N|NE 6,80 »

I M . . . 1000 » 5,Fo »

2.40 M... 900 Entre NNE. et NE. . 6,00 »

3.45 M... 960 » 7»7o »

4 M . . . 1000 N |NE 7 , 40 »

5.20 M... 1000 NNE 13,00 — 3

7 M... 1700 Entre NNE. et NE.. 5,90 -^a

9.38 M... 760 » 8,q5 -4-4

10. 3o M ... 65o » 6,66 -+-8

A partir de 11**, le courant nord-nord-est supé-

— 4 -

rieur possède une vitesse de 3" à 4" par seconde,
tandis que le courant inférieur nord-ouest, dont
l^épaisseur varie de 6oo™ à 200"*, possède d'abord
une vitesse de 7" à 8"™ à la seconde et atteint 12*"
à la seconde à 5^ du soir, à l'atterrissage.

Le tracé de notre voyage a mis encore en évidence
des variations très appréciables dans la vitesse du
vent, qui fait environ 5"* à la seconde pendant la
nuit, 10" au lever du soleil, et qui diminue de vi-
tesse dans les hautes régions, contrairement à ce
qui a lieu habituellement, comme nous l'avons dit
précédemment.

Courants aériens superposés.

11 arrive fréquemment que les nuages suspendus
dans l'atmosphère suivent des directions sensi-
blement différentes de celle du veht qui souffle
à la surface de la terre, quelquefois diamétrale-
ment opposées. Plusieurs courants aériens distincts
peuvent ainsi se trouver superposés dans l'atmo-
sphère. Les voyages en ballon permettent de con-
stater bien des faits de ce genre qui échappent aux
observateurs terrestres.

Le diagramme ci-contre {Jig' 1) reproduit les re-
marquables circonstances atmosphériques que j'ai
observées le 16 août 1868, lors de mon ascension
faite avec M. Duruof au-dessus du détroit du Pas-
de-Calais.

— 5 -

Deux courants aériens bien distincts étaient
superposés dans Pair. Le courant inférieur régnait
de la surface de la terre et de la mer jusqu'à l'alti-
tude de 600™. 11 avait une température de i3° C. Il
se dirigeait du nord-est vers le sud-ouest. A sa
partie supérieure, des nuages floconneux et blancs,
isolés les uns des autres par de petits intervalles,
étaient réunis sur un même plan horizontal en

Fig, I.

rnctrr.r
S vvtK

ijOOii —
800 _
doo
èoG

'■iOO _
O

Bfunu> eiKcLixye,

^NE

/Vù>eccu tùf. fa. rrter^

nombre considérable. Ils flottaient à la surface
supérieure du courant aérien, en suivant la même
direction. Ces cumulus étaient arrondis et mame-
lonnés ; leur épaisseur était faible et ne dépassait pas
une dizaine de mètres. La surface supérieure de ces
nuages était unie et située exactement sur le même
plan abcd. Il est probable qu'ils étaient arrêtés ou
dissous par le courant supérieur qui glissait au-
dessus dans une direction sensiblement opposée,
du sud-ouest au nord-est. Par un singulier eflet de
perspective, cette succession de mamelons de va-

I .

- 6 -

peur, considérée à Taltitude de 1600", semblait
prendre naissance d'un côté de Thorizon pour dis*
paraître de Tautre; ils étaient entraînés par le
courant inférieur qui se mouvait avec une vitesse
de 48""^ à 5o^™ à l'heure : aussi les voyions-nous
courir avec une rapidité considérable, puisque nous
nous mouvions nous-mêmes au sein du courant
supérieur, avec une vitesse de 32*^" à 36''"* à l'heure,
en sens inverse.

Nous avons constaté la présence du courant
supérieur jusqu'à Faltitude de 1700"*, point cul-
minant de notre ascension. La température était
de i5°. A celte hauteur, nous apercevions d'autres
nuages qui paraissaient suspendus à quelques cen-
taines de mètres au-dessus de nos têtes : ils for-
maient probablement la limite supérieure du se-
cond courant aérien et étaient peut-être surmontés
d'un troisième courant; mais il ne nous est pas
permis d'émettre à cet égard autre chose que des
conjectures.

Les courants aériens superposés ne sont pas
toujours séparés par une couche de nuages, comme
nous l'avons constaté lors de notre ascension de
Calais. Il arrive même très fréquemment que rien
ne peut en indiquer l'existence aux observateurs à
la surface de la terre. Voici les faits que nous avons
recueillis au sujet de courants superposés se mou-
vant dans des directions inverses au sein d'une
atmosphère dépourvue de nuages.

27 juin 1869, ascension dans le ballon le Pôle

— 7 —

Nord, exécutée au Champ de Mars, à Paris, —
De la surface de la terre à Taltitude de aSSo", le
vent est nord-nord-est ; au-dessus de cette hauteur
le ballon est saisi par un courant sud-sud-ouest.
Aucun signe apparent n'indique le point de sépara-
lion de ces deux courants. Notre brusque change-
ment de direction, apprécié en considérant la
surface terrestre, nous en fait seul reconnaître
Texistence.

8 novembre 1870, ascension du ballon le Jean-
Bart ; tentative de retour dans Paris assiégé, —
Au-dessus de la forêt de Rouvray, près de Rouen,
à 6**3o" du soir, de o™ à 200", vent superficiel du
nord. Au-dessus, jusqu'à 320o", vent est-nord-
est et un peu plus tard nord-est.

4 octobre 1878, ascension exécutée à 12** 3", de
l'usine à gaz de la Villette, Paiis, — Au moment
du départ, le vent est ouest-nord-ouest, tandis que
vers l'altitude de 700™ le courant supérieur est
sud-ouest. Les observateurs à terre nous ont vus
décrire une courbe très prononcée, comme l'in-
dique le tracé de notre voyage. 11 n'y avait pas de
nuages dans l'atmosphère. La descente s'est effec-
tuée à Crouy-sur-Ourcq. En nous rapprochant de
terre, nous avons été repris parle courant inférieur
qui nous a ramenés sur notre route, comme au
moment du départ {fig- 2). Mais la courbe avait
un plus grand développement. Les vitesses de ces
deux courants superposés étaient très différentes.
Le courant supérieur avait une vitesse de 35"^™ à

— 8 -

l'heure. La vitesse du courant Inférieur n'était que
de 6"^" à y''™, ainsi que M. Paul Henry, astronome,
qui nous accompagnait, a pu le constater très
exactement en observant la différence des temps
du passage du ballon sur une ligne terrestre. La
vitesse du courant supérieur a été obtenue exac-
tement, connaissant la durée de notre voyage et la
longueur du chemin parcouru.

Fig. 2.

r

Cnmy-
a> Ou/fO

lù-ui£ à {fax.
UULfMe,

24 mars iSjS, ascension de longue durée du
ballon le Zénith. — Le 24, à midi, après avoir
traversé la Gironde près de son embouchure, le
ballon plane au sein d'un courant nord-nord-est,
tout près du bord de la mer. Ce courant règne
depuis les hautes régions de l'atmosphère jusqu'à
l'altitude de 5oo™, où le vent est nord-ouest; le
courant inférieur est très humide, tandis que le
courant supérieur est d'une sécheresse presque
absolue, comme nous l'avons constaté, Crocé-
Spînellî et moi, à l'aide de l'hygromètre à point

- 9 -

de rosée. Il n'y avait aucun nuage, aucune vapeur
entre les deux courants aériens; mais, contrai-
rement à ce que j'avais observé précédemment,
le passage de Taérostat de la couche d'air supé-
rieure dans la couche d'air inférieure fut signalé
par des mouvements de rotation renouvelés et
énergiques. Le ballon tourbillonnait, oscillait,
tremblait, comme il ne le fait jamais quand il est
bien équilibré au sein d'un courant aérien homo-
gène. 11 y avait incontestablement ce jour-là, entre
les deux courants, des remous, des sortes de vagues
aériennes dont l'aérostat subissait l'influence; il
se produisait sans doute entre les deux courants
des mouvements de fluides, analogues à ceux qui
existeraient à la surface inférieure d'une couche
d'huile glissant sur une nappe d'eau. J'ajouterai
que le courant inférieur a été en diminuant d'épais-
seur jusqu'à la fin du jour, où il n'avait plus qu'une
hauteur de i5o". En même temps qu'il devenait
plus mince, il augmentait très-sensiblement de
vite'sse. Le courant supérieur nord-nord-est, dont
l'existence échappait ainsi aux observations ter-
restres , continuait à régner uniformément. C'était
le courant dominant et général.

Si, comme nous venons de le voir dans ces faits,
les courants de directions et de propriétés difl'é-
rentes peuvent être superposés dans l'atmosphère
sans que des nuages les séparent, la présence de
nuages au sein de l'air n'implique pas non plus
l'existence de deux courants difl'érents. Presque

- 10 —

toujours les bancs de nuages sont suspendus à la
limite de séparation des deux courants ; mais cela
n'est pas absolument général, et nous avons quel-
quefois suivi exactement la même direction au-
dessus des nuages comme au-dessous. Ajoutons
que quelquefois la route suivie par Taérostat à des
hauteurs différentes peut varier faiblement de direc-
tion, mais le fait peut facilement échapper à l'ob-
servateur, si l'angle formé par les directions diffé-
rentes est très-faible.

Nuages, leur aspect, lenr couleur, leur hauteur

dans l'atmosphère.

Les nuages au milieu desquels l'aéronaute peut
se trouver plongé offrent des aspects très-variés.
Pendant mon voyage de Calais (i6 août 1868), je
me suis trouvé plongé dans des nuages si sombres,
si épais, qu'ils interceptaient presque complè-
tement la lumière solaire. Nous étions envelop-
pés par des vapeurs d'un gris foncé, tellement
denses, que la vue de l'aérostat avait complètement
disparu. C'est à peine si je pouvais apercevoir mon
compagnon de voyage, M. Duruof, placé cependant
tout à côté de moi. Cette vapeur d'eau était sèche
et ne se condensait nullement en eau. Sa tempéra-
ture était de i4°.

Les cumulus sont souvent d'un blanc éblouis-
sant, même quand on se trouve plongé dans leur
masse. On est parfois environné d'une vapeur

- 11 -

blanche opaline qui paraît être lumineuse, et sa
présence n'empêche pas de distinguer nettement
les objets voisins.

Les nuages de pluie sont formés d'une vapeur
analogue à celle de nos brouillards terrestres.

Les cirrhus et les nuages de glace offrent un
aspect tout particulier, dont nous réservons la
description pour un des Chapitres suivants.

Les nuages forment souvent, au-dessus de la
surface terrestre, de véritables bancs de vapeur,
dont la surface supérieure présente des aspects des
plus variés. Cette surface est tantôt mamelonnée
comme une mer de glace ; elle est alors tout à fait
blanche, avec des éclats argentés quand la lumière
du Soleil s'}' réfléchit. Les mamelons qui y forment
des proéminences plus ou moins considérables
projettent des ombres tout à fait noires et ac-
quièrent ainsi un relief extraordinaire. Ces masses
de nuages, ainsi vues de haut en bas, prennent
Fapparence de masses solides semblables à d'im-
menses amas de neige.

Les effets de coucher de soleil sont admirables
au-dessus de ces océans nuageux ; les couleurs les
plus vives s'y observent comme dans les pays tro-
picaux, et les massifs de vapeur se colorent en
rouge éclatant, en violet, et prennent tour à tour
l'apparence de l'or ou de la pourpre.

Les nappes de vapeur forment parfois aussi de
grands plateaux unis qui, vus d'en haut, ressem-
blent à des lacs à l'eau tranquille.

- 12 -

Quand Taéronaule plane au milieu d'un amas
de vapeurs semi-transparentes, il se croit situé au
centre d'un véritable cirque de nuages qui paraît
se déplacer avec lui. Pendant une notable partie
de notre voyage du i3 septembre 1868, nous pla-
nions au milieu d'un semblable cirque de nuages,
ayant un diamètre apparent d'au moins i5o°de va-
leur angulaire. Ce cercle, très régulier, très homo-
gène, un peu plus foncé du côté de l'orient que
du côté opposé, produisait un spectacle saisissant.
Le ciel était très pur, surtout dans le voisinage du
zénith, et la terre ne cessait pas d'être entrevue au-
dessous de la nacelle, même au moment où l'aé-
rostat est parvenu au maximum de sa hauteur,
à aSSo"*. Cet effet de cirque de vapeurs est proba-
blement dû à la transparence de certains nuages,
qui ne se laissent entrevoir que sous une certaine
épaisseur; il se présente aussi avec les cirrhus,
comme nous le verrons dans la suite. Vus dans la
verticale sous une faible épaisseur, ces nuages sont
transparents; mais, considérés sous une grande
épaisseur et horizontalement, ils sont opaques ; ils
s'aperçoivent à une certaine distance de l'œil et
produisent ainsi l'aspect d'un cercle tout autour de
l'observateur.

La hauteur. à laquelle les nuages se trouvent sus-
pendus au-dessus de la surface terrestre est très
variable. Nous avons rencontré, le 22 septembre
1874» uii épais massif de nuages qui s'étendait au-
dessus de la terre, à partir de l'altitude de i5o™.

- J3 -

Sa surface supérieure se terminait à 600™. Au-
dessus, le ciel était d'un bleu très intense. Les
cumulus blancs sont très souvent suspendus à des
altitudes variant de i5oo™ à 2000™. Souvent au-
dessus d'un amas de nuages, on en rencontre un
autre à un étage supérieur; quelquefois même
plusieurs bancs de nuages peuvent se trouver ainsi
successivement échelonnés dans l'atmosphère. Les
cirrhus n'existent qu'à des niveaux très élevés ; il
est rare d'en traverser avant 5ooo°* ou 6000".
Dans l'ascension à grande hauteur du Zénith, il y
avait, à 8000™, un banc de cirrhus très abondant,
et l'on apercevait encore d'autres légers amas de
nuages semblables à des altitudes supérieures. La
planche ci-jointe [fig^ 3) donne le résumé de nos
observations sur l'altitude des nuages. Les nuages
marqués d'une croix ( -f ) sont ceux que nous n'avons
pas observés de près, mais dont nous avons constaté
l'existence et l'altitude approximative à des niveaux
inférieurs. Tous les autres ont été traversés pendant
l'ascension.' Nos observations», comme on le voit,
portent sur vingt-cinq ascensions, exécutées depuis
le niveau de la mer jusqu'à l'altitude de 8600™,
point le plus élevé qui ait été atteint par des aéro-
nautes français. Dans ce Tableau, les courants
aériens sont indiqués par des flèches ; ces courants
avaient des directions variables avec l'altitude, lors
des ascensions I, VII, X, XII, XVIII, XIX, XX et
XXIV. On voit que souvent plusieurs couches de
nuages se trouvent échelonnées les unes au-dessus

Gi TissANDiER. **- Obsen^, mécéor» en ballon. ^

- 14 -

des autres dans Tatmosphère (1, II, IV, V, XI,
XVI, XXII, XXIII, XXIV, XXV).

Nous complétons les documents figurés par le
Tableau de la^ig^. 3, en donnant la date, la durée
et les lieux de départ et d'atterrissage de chacune
des vingt-cinq ascensions qu'il représente :

I.

II.

m.

IV.

V.

VI.

VII.

VIII.

IX.

X.

XI.

i6 août i868,
4'» à 7*^ du soir.

De Calais au cap Gris-Nez,
au-dessus de la mer du
Nord.

i3 septembre i868,
12** à b^ du soir.

De Paris à Laigle
(Orne).

8 novembre i868, ii^'aS"
du matin à i^ iS™ du soir.

De Paris à Chennevières-
sur-Marne.

8 novembre i868 (suite du
voyage précédent, après
atterrissage ) V^ à ô'' 1 5"
du soir.

De Chenncvières à Vert-
Saint-Denis.

7 février 1869,
II*» 35" à 12*^ 10" du soir.

De Paris à Neuilly-Saint-
Front (Aisne),

Il avril 1869,
3»» à 5»^ 30- du soir.

De Paris au cimetière
Clichy.

26 juin 1869,
6*» 45" à 9*^45 du soir.

De Paris à Auneau,
près Chartres.

!•' août 1869,
6''4o" * 7''3o™ du soir.

De Dijon à Rouvres.

3o septembre 1870,
9>»3o™à u^'o™ du matin.

De Paris à Dreux.

. i4 octobre 1870,
i'*3o"' à S^'So™ du soir.

De Paris à M ontpotier, près
Nogent-sur-Seine.Voyage
exécuté par M. A. Tissa n-
dier.

7 novembre 1870, u*^ du
matin à S'' 45" du soir.

De Rouen à Romilly-sur-
Andeile.

- 15 -

XII.

XllI.

XIV.

XV.

XVI.

XVII.

XVIII.

XIX.

XX.

XXI.

XXII.

XXIII.

XXIV.

XXV.

8 novembre 1870,
4*'3o" à à 9^3o du soir.

29 mai 1873,
7'' 10°» à 7** 50" du soir.

3 juin 1872,
5'*3o"» à 7**3o" du soir.

8 juin 1872,
5*^05" à 6*^ 10". du soir.

27 juin 1872,
7** 15" à S^liS'^ du soir.

16 février 1873, 1 1*» 17" du
matin à 3^ du soir.

4 octobre 1873,
12** 3" à 2'' i5" du soir.

24 septembre 1874»
midi à 3^ i5" du soir.

23-24 mars 1875,

6^*30" du soir le 23 mars

à 5^ du soir le 24 mars.

i5 avril 1875, ii^35" du
matin à 4^ du soir.

m

29 novembre 1875,

ni» 40" du matin à 2^*30

du soir.

29 septembre 1877,
3*» 30" à 5^*20" du soir,

3o juin 1878,
eM^"» à S^ du soir.

7 juillet 1878, voyage exé-
cuté par M. A. Tissan-
dier, 6*^30" à*8»»i5» du
soir.

De Romilly à Heurtrauville
( Seine-Inférieure ).

De Paris à Longjumeau.

De Paris à Combs-la- Ville,
( Seine-et-Marne).

De Paris à Saint-Firmin
(Oise).

De Paris à Meaux
( Seine-et-Marne ).

De Paris à Montireau,
prés Chartres.

De Paris à l>ouy-s'-Ourcq
(Seine-et-Marne).

De Paris à Nogeon
(Oise).

De Paris à Arcachon
(Gironde).

De Paris à Ciron (Indre).
Catastrophe du Zenith .

De Paris aux Dauxfrais,
près Chartres.

De Paris à Chavenay
(Seine-et-Oise).

Do Paris à Torcy (Seine-
et-Marne).

De Paris à Breuil , prés
Rozoy (Seine-et-Marne).

2.

- 16 -

Altitud*

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Mètres

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Fig. 3 . — Altitude et nature des nuages; direction des courants aériens, <

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- 18 -

Cristaux et aiguilles de glace aériens. — Girrhus.

Les halos solaires et lunaires et les phénomènes
qui accompagnent ces météores ont, depuis long-
tempS) fait supposer aux physiciens que les hautes
régions de notre atmosphère peuvent tenir en sus-
pension des aiguilles de glace cristallisées, dont
Faction sur les rayons lumineux est susceptible de
fournir la. cause de ces apparitions. Huyghens le
premier, en essayant de rendre compte des halos,
supposa qu'il se trouvait dans l'air des globules de
glace entourés d'eau. Mais cette théorie, que nul
fait connu n'accrédite, ne tarda pas à être aban-
donnée. C'est Mario tte, vers le milieu du xviii® siècle,
et , un peu plus tard Venturi , qui furent con-
duits à rechercher la cause des halos et des
parhélies dans la présence au sein de l'atmosphère
de prismes de glace à angles réfringents de 60".
Cette théorie a été reprise par Brewster et par
Arago, puis adoptée par tous les physiciens, parmi
lesquels nous mentionnerons spécialement Fraun-
hofer, Young, Brandes, Galle, Babinet et Bra-
vais.

Quoique, d'autre part, lés météorologistes aient
admis depuis longtemps que les cirrhus sont con-^
stitués par des aiguilles d'eau solidifiée, il reste bien
des incertitudes à l'égard de ces nuages et des
autres amas de cristaux de glace aériens.

Leur formation au sein de l'atmosphère n'exerce

- 19 -

pas seulement son influence sur l'apparition de
phénomènes lumineux, elle se traduit par des mou-
vements calorifiques considérables; elle doit jouer
un rôle d'une haute importance dans le mécanisme
aérien : leur étude offre donc un intérêt de pre-
mier ordre. Les aéronautes seuls jusqu'ici ont pu
l'entreprendre directement et apporter à la Météo-
rologie, non pas le fruit de conceptions ou de
théories plus ou moins ingénieuses, mais le résultat
de faits incontestables et précis.

Avant de décrire les observations qui nous sont
personnelles, nous croyons utile de rappeler suc-
cinctement les faits antérieurement signalés par
nos prédécesseurs dans les études aériennes aéro-
nautiques.

Le 27 juillet i85o, MM. Barrai et Bixio, lors
de leur ascension aérostatique devenue célèbre,
traversèrent un nuage de glace à l'altitude de
6000™.

(( Nous sommes couverts, disent les voyageurs,
de petits flocons en aiguilles extrêmement fines,
qui s'accumulent dans les plis de nos vêtements.
Dans la période descendante de l'oscillation baro-
métrique, par conséquent pendant le mouvement
ascendant du ballon, le carnet ouvert devant nous
les ramasse de telle façon, qu'ils semblent tomber
sur lui avec une sorte de crépitation. »

Le 17 août 1802, c'est-à-dire au milieu de l'été,
comme dans l'ascension précédente, Welsh et
Nicklin, partis de Londres en ballon à 3^49™ ^^ soir,

2..

— 20 —

rencontrèrent, à 3ooo"* d'altitude, une neige for-
mée de cristaux étoiles qui tomba de temps à autre
sur le ballon.

Le dimanche 8 novembre 1868, mon frère et
moi nous avons exécuté, à Tusine à gaz de la
Villette, une ascension aérostatique au moment
où une neige abondante tombait à gros flocons;
grâce à une abondante provision de lest, nous
avons pu nous élever lentement jusqu'à l'altitude
de 1800"* au milieu de flocons de neige qui volti-
geaient autour de la nacelle. A mesure que nous
nous élevions dans l'atmosphère, les flocons dimi-
nuaient de volume; on les voyait s'accroître en tom-
bant et grossir très sensiblement. A 2100"*,
maximum de hauteur que nous ayons pu atteindre,
nous nous trouvions pour ainsi dire au lieu même
de la production de la neige. L'air était translucide,
et, tout autour de nous, nous apercevions de
très petites paillettes de glace, d'un aspect bril-
lant, irisées comme le mica, qui paraissaient se
souder ensemble en tombant pour donner nais-
sance, à un niveau inférieur, à des flocons volu-
mineux. La température était de — 1**.

Le 16 février 1873, nous avons traversé, avec le
ballon le Jean-Bar t y un nuage d'une constitution
toute particulière et qui rentre bien dans la classe
de ceux que nous étudions actuellement. Il avait
environ 890" d'épaisseur et il était suspendu
à 1 200**^ seulement au-dessus de la surface terrestre.
Au-dessus de ce nuage, régnait un courant aérien

- 21 -

qui se mouvait dans une direction sensiblement
différente de celle de la couche d'air inférieure.
Ce courant aérien était très chaud : la température
y était de 17°, 5. A 3** Sa"*, nous pénétrons de haut
en bas dans le massif de nuages. Des vapeurs blan-
ches opalines cachent la vue de l'aérostat suspendu
sur nos têtes, le thermomètre marque — a° et un
givre abondant se dépose sur nos cordages ; un fil
de cuivre, long de 200™, pendu à la nacelle, donne
de vives étincelles, comme nous l'avons constaté
ainsi que nos compagnons de voyage, et, presque
instantanément, il se couvre d'une couche épaisse
de paillettes de glace d'un aspect adamantin. Sans
nous occuper ici du fait électrique, que nous exa-
minerons plus loin, nous ajouterons que ces petits
cristaux, sans tomber des vapeurs qui nous envi-
ronnent, paraissaient prendre spontanément nais-
sance sur les parois de la nacelle, sur nos vêtements
et jusque dans notre barbe.

D'autres observations fort intéressantes sont du es
à mes regrettés amis Crocé-Spinelli et Sivel, ainsi
qu'à MM. Penaud, Pétard et Jobert. Partis de
l'usine à gaz de la Villette à 10^ 5o™ du matin,
le 26 avril iSjS, ddins le hallon TE toile polaire,
les voyageurs ont traversé, entre 1200"^ et 2400™,
une série de nuages composés de petits cristaux
prismatiques aiguillés d'environ o*'*,oo4 de lon-
gueur sur o"^,ooo25 d'épaisseur, généralement
verticaux et donnant une image à bords frangés du
Soleil.

— 22 —

L'eixtrée dans ce nuage s'effectua à i3oo*" d'alti-
tude; la température s'abaissa à — 7®. Au delà,
à 3400"*, une zone d'air se rencontra, dont la tem-
pérature était de — ao°, et l'air humide sortant des
poumons produisait de petits cristaux microsco-
piques qui s'attachaient à la barbe et aux cheveux.
La température à terre était de 4*^, 7 ; au-dessus
de iSoo"", elle était de — 4**î ^t allait en s'abais-
sant régulièrement jusqu'à 4500°", où elle attei-
gnait — 7*^.

Lors de leur remarquable ascension à grande
hauteur, le a 2 mars 1874» Crocé-Spinelli et Sivel
ont décrit très complètement d'autres faits de même
nature.

(( Il faut signaler, disent les deux voyageurs,
la présence de très légers amas de cristaux de glace
très espacés, rencontrés pour une première fois,
en montant, vers 5ooo™, et une seconde fois, en
descendant, à la même altitude.

» Nous aperçûmes en effet, chaque fois, pen-
dant trois ou quatre minutes, et au-dessous du
ballon, des cristaux aiguillés, distants les uns des
autres de o™, 20 ào™,4o, qui étincelaient vivement
au soleil, à tel point que, malgré leur petitesse, ils
semblaient très visibles à 100™. Nous n'en vîmes ni
au-dessus ni autour de nous. Il est certain que
nous devions les traverser à la descente. Ajoutons
que ces légers amas ne semblaient pas diminuer la
netteté des lignes du sol. »

Crocé-Spinelli attachait une très grande impor-

— 23 —

tance à l'étude des nuages de glace; aussi a-t-il
toujours pris soin de décrire avec beaucoup d'exac-
titude ceux qui se sont offerts à son observation.
Lors de la même ascension, il cite encore au-
dessus de l'aérostat « de légers cirrhus formant
une nappe assez continue, à reflets plus ou moins
nacrés ou soyeux, et dont l'élévation semblait
être de 9000"* à 10 000™. Ces nuages, à travers
lesquels la lumière se tamisait comme à travers
un globe dépoli, ne cachèrent que presque com-
plètement et pour très peu de temps le disque
du Soleil. »

Lors de l'ascension fatale du Zénith (i5 avril
18^5), j'ai pu apercevoir tout autour de la nacelle
comme un vaste cirque de cirrhus à l'altitude
de 45oo*". Ils allaient en augmentant d'épaisseur
jusqu'à l'altitude de 8000"* (diagramme de l'ascen-
sion à grande hauteur, Jig' 4)'i ils prenaient
alors l'aspect de masses compactes d'un blanc d'ar-
gent tout à fait éblouissant. Cependant, à ce mo-
ment, le ciel était limpide et transparent pour les
observateurs à la surface du sol, comme me l'ont
prouvé plusieurs lettres reçues de quelques habi-
tants du département du Loiret, au-dessus duquel
l'aérostat planait au moment où il atteignait son
maximum de hauteur, 8600"^. Ces nuées, sans
doute formées d'aiguilles de glace très espacées les
unes des autres, étaient transparentes, vues de bas
en haut sous une épaisseur relativement faible, et
n'apparaissaient que pour l'aéronaute, qui, situé à

- 24 -

Jeur niveau, les considérait horizontalement sous
une épaisseur considérable.

De ces observations, encore peu nombreuses, vu
le petit nombre d'ascensions exécutées à grande

Fig. 4.

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hauteur, il me semble que l'on peut déduire les ré-
sultats suivants.

La présence des cristaux de glace est très fré-
quente dans l'atmosphère.

Ces cristaux peuvent exister dans les hautes ré-
gions de l'air sans que la limpidité du ciel soit

- 25 ~

troublée pour les observateurs terrestres; en
d'autres termes, de véritables bancs d'aiguilles de
glace peuvent être suspendus dans l'atmosphère
sans être visibles à la surface du sol. L'aéronaute,
comme je viens de le dire, les aperçoit de près, et
surtout quand il les considère horizontalement sous
une grande épaisseur. J'ajouterai que, dans les ré-
gions polaires, les voyageurs ont souvent vu tom-
ber des cristaux glacés sous un ciel limpide et
bleu(*).

La formation des aiguilles de gjace dans les
hautes régions de l'atmosphère ne peut se produire
que sous l'influence de mouvements calorifiques
considérables, qui ne sont pas sans agir sur les
couches inférieures de l'air. On peut même admettre
que ces nuages glacés ne sont pas étrangers aux
manifestations électriques de notre atmosphère.
Gay-Lussac, dans son ascension mémorable, a rap-
porté des expériences qui semblent démontrer que
la tension électrique s'accroît continuellement à
mesure que l'on s'élève. Or, pour se solidifier dans
les hautes régions, la vapeur d'eau doit.perdre une

(*) La transformation subite de la vapeur d'eau en aiguilles
csty en efletf un phénomène qui s'observe à la surface du sol
dans les régions boréales. L'explorateur autrichien M. Payer
rapporte que, dans son dernier voyage, par un froid de 35®,
son haleine se condensait subitement en petits cristaux; ces
aiguilles cristallines se formaient avec un bruissement particu-
lier et brillaient vivement au soleil. Elles nous paraissent offrir
des analogies frappantes avec les aiguilles de glace des hautes
régions.

G. TissANDifiR. — Observ» météor, en ballon» 3

— 26 —

quantité de chaleur considérable; il est vraisem-
blable que cette déperdition de calorique se traduit
par une abondante production d'électricité. Nous
allons voir plus loin qu'un fil de cuivre fort long,
plongé de haut en bas' dans un nuage glacé, a donné
de fortes étincelles électriques.

Les cristaux de glace des hautes régions peuvent
être en outre considérés, dans certains cas, comme
une des causes de formation de la neige ou de la
grêle. A la limite supérieure des couches d'air traver-
sées par la neige, nous avons vu précédemment des
paillettes extrêmement ténues s'agglomérer et for-
mer les flocons, toujours grossissant dans leur
chute. Ces paillettes étaient, en tons points, com-
parables à celles des nuages glacés.

Si la petite aiguille de glace des hautes régions
vient à descendre, à tomber dans un nuage de va-
peur, à — 2®, semblable à celui que nous avons tra-
versé et où des cristaux se formaient sur nos vête-
ments, sur la nacelle, ne pourra- t-elle pas y déter-
miner, comme le faisait l'aérostat, un ébranlement
moléculaire et devenir le centre d'une congélation
plus importante pour arriver à former le grêlon
avec le concours de manifestations électriques par-
ticulières? Les faits bien constatés sont encore trop
rares pour qu'il soit possible de présenter ces hy-
pothèses autrement que sous une forme dubitative ;
mais, tels qu'ils sont, ils permettent d'affirmer que
les nuages à glace jouent un rôle important dans
la plupart des phénomènes aériens, et qu'à ce

- 27 ~

titre ils sont dignes de fixer spécialement Tatten-
tion du météorologiste.

J'ajouterai que les amas d'aiguilles de glace es-
pacées les unes des autres, et souvent invisibles à
la surface du sol, diffèrent complè tement des cirrhus
très apparents, qui affectent, comme on le sait,
Tapparence de panaches ou de plumules. La brume
opaline que nous avons observée le i6 février 1873,
et où la vapeur d'eau, maintenue à une tempéra-
ture inférieure à zéro, se solidifiait subitement
sous l'action d'un ébranlement moléculaire, ne res-
semble non plus en rien aux cumulus, aux nimbus
et aux stratus. Il y aurait, à ce qu'il nous semble, à
tenir compte de ces faits dans la classification des
nuages.

Formation de la neige.

Il m'a été donné de faire, dans le cours de deux
ascensions aérostatiques, quelques observations in-
téressantes sur la formation de la neige. Le 8 no-
vembre 1868, nous nous sommes élevés, mon frère,
M. Mangin et moi, de l'usine de la Villette, à 1 1^
du matin, au moment où des flocons de neige
tombaient très abondamment. A 2000™ d'altitude,
nous apercevions autour de nous de très petits
cristaux qui s'aggloméraient en tombant et qui
paraissaient se souder entre eux à des niveaux infé-
rieurs pour donner naissance à des flocons volumi-
neux. La faible quantité de lest dont nous dispo-

— 28 -

sions ne nous a pas permis de dépasser sensiblement
cette altitude de 2000™. A cette hauteur, les nuages
de neige dans lesquels nous étions plongés sem-
blaient avoir encore une épaisseur assez considé-
rable, car on n'entrevoyait que faiblement la lu-
mière du Soleil.

Le 29 novembre 1875, il nous a été donné de rap-
porter des observations beaucoup plus complètes.
A 1 1^4^™, nous nous sommes élevés dans le ballon
V Atmosphère, avec mon frère, MM. Poitevin et
L. Redier. La chute de légers cristaux de neige
qui signala notre départ ne tarda pas à cesser. La
température, jusqu'à 700™, était de — 2**. A cette
altitude, le massif de nuages blanchâtres, opalins,
s'étendait au-dessus de la surface terrestre sur une
épaisseur de 800™. En y pénétrant, nous vîmes la
température s'abaisser et descendre à — 3°, puis à

-4°.

A i5oo™, après avoir dépassé la surface supé-
rieure de ce nuage, nous avons plané au milieu
d'un véritable banc de cristaux de glace suspendu
dans l'atmosphère sur une épaisseur de i5o™. La
température du milieu ambiant était de zéro. Les
cristaux qui voltigeaient autour de nous étaient
transparents, très nettement formés d'étoiles hexa-
gonales variées, de o™,oo4 de diamètre et du plus
remarquable aspect. L'élévation de température
était due sans doute à la formation même de ces
cristaux. Quant au fait delà suspension des pail-
lettes de glace au sein de l'air, il peut s'expliquer

- 29 -

par les mouvements de tourbillonnement dont
elles étaient animées sous Finfluence des >jrayons
solaires réfléchis par la surface supérieure des
nuages. Ces nuages étaient, en effet, d'un blanc
éblouissant et offraient, à s'y méprendre, l'aspect
de montagnes de neige. A i()5o"\ l'air était assez
pur, et la température, jusqu'à 1770™, s'éleva
encore pour atteindre i** {fig' 5). Des cumulus
s'étendaient à un niveau plus élevé, et le ciel
bleu s'entrevoyait à travers les intervalles qui les
séparaient par moments. Quand *le Soleil était
voilé, les cristaux de glace, bien moins éclairés, il
est vrai, ne semblaient plus cependant être soumis
aux mêmes mouvements tourbillonnants. Il est pro-
bable qu'ils tombaient alors au sein du nuage in-
férieur et arrivaient jusqu'à la surface du sol, où,
comme nous l'avons constaté à la descente, ils
étaient beaucoup plus gros, mais moins réguliers,
et comme recouverts d'un givre opaque qui leur
donnait l'aspect d'un sel effleuri. Ces phénomènes
successifs donneraient l'explication des chutes de
neige intermittentes du 29 novembre 1875.

Pendant cette ascension, les couches atmosphé-
riques supérieures et inférieures se mouvaient
dans la direction du sud-ouest avec une vitesse de
41*"°* à l'heure. Les deux massifs de nuages super-
posés avaient la même direction et sensiblement
la même vitesse. ( f^oir le tracé du voyage, fig, 5).

3.

x^

w

— 31 -

Composition de l'air. — Décroissance de la quantité
d'acide carbonique avec l'altitude.

Le savant directeur de Tobservatoire météoro-
logique de Greenwich, notre maître et ami M. J.
Glaisher, a apporté à la Science un nombre consi-
dérable de faits, relativement à la décroissance de
rhumidité avec l'altitude. Les résultats hygromé-
triques obtenus dans le cours de mes ascensions
confirment ces résultats, ainsi que ceux qui ont été
obtenus en France par notre collègue M. G. Flam-
marion.

Je me suis attaché, lors des ascensions du Zé-
nith exécutées avec Crocé-Spinelli, Sivel et mon
frère, à déterminer la proportion d'acide carbo-
nique contenue dans un même volume d'air à dif-
férentes altitudes.

La détermination de la quantité d'acide carbo-
nique contenue dans l'air à différentes altitudes
a été déjà entreprise en 1 878, par M. P. Truchot(*),
au sommet du Puy-de-Dôme et du pic de Sancy.
Ce savant chimiste a fait passer de l'air dans de
l'eau de baryte préalablement titrée, a laissé dépo-
ser le carbonate formé, puis a titré de nouveau la
liqueur limpide surnageante en en prélevant une
certaine quantité à l'aide d'une pipette.

( ' ) Comptes rendus de l'Académie des Sciences^ t. L\X, p. G^S.

- 32 -

Les résultats obtenus par M. Truchot ont indi-
qué une diminution rapide d'acide carbonique avec
Taltitude ; mais il nous a semblé qu'il y avait un
intérêt réel à analyser Pair loin de la terre, dans la
nacelle de l'aérostat, là où l'on a abandonné com-
plètement le sol ; celui-ci doit, en effet, exercer une
grande influence sur l'atmosphère qui en baigne la
surface. Il est probable que le massif d'une mon-
tagne influe sur l'air qui l'enveloppe ; il esl possible
que cet air diffère sensiblement de celui qui se
trouve à la même altitude au-dessus des plaines et
loin de tout contact terrestre.

Ces motifs ont déterminé la Société française de
navigation aérienne à me confier le soin de doser
l'acide carbonique de l'air à différentes altitudes
dans la nacelle du ballon le Zénith,

L'appareil habituellement employé pour ces do-
sages, qui consistent, comme nous l'avons vu pré-
cédemment, à déterminer l'augmentation de poids
de tubes à potasse caustique, où a été retenu l'acide
carbonique d'un certain volume d'air, ne pouvait
ê tre avantageusement employé en ballon . Nous avons
eu récours aune disposition nouvelle dont M. Hervé
Mangon nous a suggéré l'idée, d'après le principe
de la méthode que M. Regnault a employée pour les
dosages de l'acide carbonique dégagé dans la res-
piration des animaux.

Notre appareil, représenté (/%. 6) tel qu'il a
été disposé à bord du Zénith, consiste en deux
tubes de verre, fermés à la lampe à leur partie in-

férieure. et munis d'un bouchon àleur partie supé-

FiE. 6.

Appareil de MM. Hervé Mangan et Gaston Tisaandier, pour doser
l'acide carbonique de l'air, tel quil était disposé ï bord du
ballon le Zénith.

A, entrée de l'air extérieur. — B, tube ï coton destiné b arrêter
les poussières, — C, tubes remplis de pierre ponce imbibée
de potasse exempte do carbonate. — D, flacon renfermant de
l'eau do baryte. — E, tube cunimuniquant avec un aspirMeur

rieure. Leur hauteur est de o^.SS, leur diamètre

- 34 -

de o™, o3 ; tous deux sont fixés à une planchette de
bois C, qui permet de les manier commodément.
Ces tubes sont remplis de' pierre ponce lavée et
calcinée, imbibée d'une solution concentrée de
potasse caustique, préalablement précipitée par le
chlorure de baryum, et parfaitement exempte d'a-
cide carbonique. L'air extérieur appelé à l'aide
d'un aspirateur à retournement, mis en communi-
cation avec le tube E, était prélevé à 6"* au-dessous
de la nacelle, à l'extrémité d'un mince tuyau formé
par des tubes à gaz reliés à l'aide de caoutchouc au
tube A. L'air extérieur traversait d'abord un tube
en U, représenté sur notre figure en B, et rempli
de coton destiné à arrêter les parcelles de sable
servant de lest, qui eussent pu introduire de l'acide
carbonique étranger à l'air, par l'apport de petits
fragments de carbonate de chaux. Il arrivait à la
partie inférieure du premier tube à potasse, qu'il
traversait de bas en haut, et s'engageait de la même
manière dans le second tube. En circulant dans ces
deux tubes, l'air était absolument dépouillé de l'a-
cide carbonique qu'il contenait. A la sortie, il pas-
sait dans un flacon laveur D, rempli d'eau de ba-
ryte, qui est resté limpide pendant toute la durée
des expériences.

L'aspirateur, que nous n'avons pas représenté sur
notre figure, contenait 22*^* d'eau, additionnée du
tiers de son volume d'alcool, qui avait pour but
d'empêcher la congélation du liquide par le froid.
Sans cette précaution nous n'eussions pas réussi à

- 35 -

exécuter nos expériences, car l'eau destinée à hu-
mecter la surface de la boule de notre thermomètre
mouillé n'a pas tardé à se congeler sous l'influence
d'une température de — 4**.

Notre première expérience a été commencée le
23 mars à 8^45" du soir, à l'altitude de 890™ au-
dessus du niveau de la mer. Elle a duré jusqu'à
10^7*". Dans cet espace de temps, nous avons fait
passer dans nos premiers tubes 1 10'**^ d'air, en re-
tournant cinq fois l'aspirateur. L'aérostat est resté
sensiblement sur l'horizontale ; sa hauteur n'a varié
que de 100"* environ.

Notre deuxième expérience a été faite le 24 mars,
de 3^35" à4^3o°* du matin. Pendant tout ce temps
l'aérostat a plané à l'altitude de 1000". La pression
barométrique est restée presque absolument con-
stante. Par suite de quelques dispositions à donner
à notre appareil, nous n'avons fait passer dans nos
seconds tubes que 66^^^ d'air.

Les tubes à potasse, après ces expériences, qui se
sont exécutées dans les conditions les plus favo-
rables, ont été rapportés à terre parfaitement in-
tacts, grâce à un emballage minutieux. Les deux
tubes fixés à la planchette de bois C étaient enfer- *
mes dans une petite caisse de bois, garnie de ouate.
Une fois le couvercle fermé, ils se trouvaient en-
tourés de coton de toutes parts, et ils ont pu sup-
porter sans inconvénients les secousses de la des-
cente.

M. Hervé Mangon et moi, nous avons déterminé

-sc-
ia proportion d'acide carbonique absorbée dans
chaque expérience, en séparant le gaz de la façon
suivante.

Chaque tube à pierre ponce potassique a été.muni
successivement, à sa partie supérieure, d'un enton-
noir A(^g^. 7), où l'on aintroduit de l'acide sulfu-
rique étendu d'eau. Ce liquide décomposait le car-
bonate de potasse formé ; l'acide carbonique isolé
était chassé à travers un tube à dégagement dans
une longue éprouvette de verre graduée D, remplie
de mercure et retournée sur une cuve à mercure G.

Le tube à potasse B, retenu par une pince, in-
cliné environ à 45*^> comme le représente la^g*. 7,
était à moitié entouré d'une feuille métallique, qui
permettait de le chauffer à l'aide d'un bec Bunsen.
On arrivait ainsi à faire bouillir le liquide, et à
chasser les dernières traces de gaz dans l'éprouvette
graduée. Après avoir recueilli dans l'éprouvette D
les gaz (air et acide carbonique) contenus dans les
deux tubes à potasse, ayant servi à la première ex-
périence, on a déterminé le volume de l'acide car-
bonique en l'absorbant par une solution concentrée
de potasse caustique. Les corrections de pression,
de température, ont été calculées très exactement;
les lectures des divisions de l'éprouvette graduée,
comme celles du baromètre et du thermomètre
placés dans son voisinage, ont été faites à l'aide
du cathétomètre. L'expérience a été recommencée
de la même façon pour les tubes à potasse de la
deuxième expérience.

- Eilraclion de l'scido carbonique, recueilli dans les tubes

de MM. Hervé HangoD 'et GastuD Tiisaudier.

A, entonnoir au mojen duquel on introduit de l'eau addittunDce

d'acide sulfurique dam le Inbe B. — C, cuve il mercnre, où

~':ni;ar|e le tube de ddeagement. — D, (ubo gradué deiliué h

cueillir l'acide carbonique à l'élBt [^zeux.

4

r l'acide carbonique à l'élBt i-aza
G. TissAMDiEH. — Obseni. micéor. en ballon.

- 38 -
Voici les résultats de nos dosages :

Volume d'acide carbonique
contenu dans looo d'air
Aililude. à o* et à 760 miiiim.

8oo""-890" 2,40

1 , 000" 3 , 00

La diflerence entre ces deux chiffres est dans les
limites de variation des expériences exécutées à
terre. Ces résultats semblent indiquer que la pro-
portion d'acide carbonique contenue dans Tair dé-
croît avec l'altitude. Mais nous devons faire obser-
ver que, pour obtenir des conclusions certaines, il
est indispensable de faire des dosages à des hau-
teurs plus considérables dans des ascensions exé-
cutées dans les hautes régions de l'atmosphère.
Nous espérons pouvoir compléter nos premières
déterminations et fournir des faits positifs, sur
les variations de la quantité d'acide carbonique
contenue dans l'air à différentes altitudes.

Nous ajouterons enfin que la méthode d'analyse
employée par nous à bord du Zénith a été précé-
demment étudiée à la surface du sol, et que nous
avons déterminé par de nombreuses opérations
préparatoires les conditions du fonctionnement de
l'appareil.

Phénomènes d'optique. — Auréoles de lumière, halos,
croix lumineuses. — Déformation du Soleil, de la
Lune par la réfraction. — Mirage.

Quand l'ombre de l'aérostat se projette sur la
terre ou sur les- nuages, elle est très fréquemment

- 39 -

entourée d'une auréole de diffraction. Voici les
phénomènes de ce genre que nous avons observés
dans le cours de nos ascensions.

f^ojage du 4 octobre iSjS, ascension de i5oo™
à 2000™. — Nous n'avons pas cessé de voir Tombre
du ballon sur la terre ; à i'*35'", à l'altitude de 700™,
cette ombre, projetée sur une prairie, est entourée
d'une auréole très lumineuse et de couleur jaune :
M. Albert Tissandier a pu en faire un dessin qui
représente très nettement le phénomène.

Pendant le voyage que j'ai exécuté le 8 juin 1872,
avec M. le vice-amiral baron Roussin, un autre phé-
nomène d'optique, analogue au spectre d'UIloa,
s'est offert à nos yeux.

A S^SS^'* du soir, l'aérostat avait dépassé les
beaux cumulus blancs qui s'étendaient horizonta-
lement dans l'atmosphère à 1900"* d'altitude. Le
Soleil était ardent, et la dilatation du gaz détermi-
nait notre ascension vers des régions plus élevées
que je ne pouvais atteindre sans danger, n'ayant
pour la descente qu'une faible provision de lest. Je
donne quelques coups de soupape pour revenir à
des niveaux inférieurs. A ce moment, nous planons
au-dessus d'un vaste nuage ; le Soleil y projette
l'ombre assez confuse de l'aérostat, qui nous appa-
raît entourée d'une auréole aux sept couleurs du
spectre. A peine avons-nous le temps de considérer
ce premier phénomène, que nous descendons de
5o"" environ. Nous passons alors tout à côté du cu-
mulus qui s'étend près de notre nacelle et forme

~ iO -

un écran d'une blancheur éclatante, dont la hau-
teur n'a certainement pas moins de 70"* à 80™.

L'ombre du ballon s'y découpe cette fois en une
grande tache noire et s'y projette à peu près en
vraie grandeur. Les moindres détails de la nacelle,
l'ancre, les cordes, sont dessinés avec la netteté
des ombres chinoises. Nos silhouettes ressorlent
avec régularité sur le fond argenté du nuage : nous
levons les bras et nos sosies lèvent les bras. L'ombre
de l'aérostat est entourée d'une auréole elliptique
assez pâle, mais où les sept couleurs du spectre
apparaissent visiblement en zones concentriques.
La température était de i4" C. environ, l'altitude
de 1900™ ; le ciel était très pur et le soleil très vif.
Le nuage sur la paroi verticale duquel l'apparition
s'est produite avait un volume considérable et res-
semblait à un immense bloc de neige en pleine lu-
mière. Nons étions nous-mêmes plongés dans une
nébulosité, car nous n'entrevoyions la terre que
sous un brouillard indécis.

Lors de notre ascension du 16 février 1873, le
phénomène de l'auréole aérostatique s'est encore
présenté à nous dans des conditions très favo-
rables à l'observation.

Dix minutes environ après notre départ, qui eut
lieu à 1 1^20™, nous avions déjà traversé les nuages;
le ballon plane bientôt au-dessus d'un véritable
océan de vapeurs que les rayons solaires éclairent
avec une intensité de lumière vraiment extraordi-
naire. Le ciel au-dessus de nos têtes est d'un bleu

ji

- 41 -

foncé. Il s'étend en un dôme d'azur sur un véritable
plateau de cumulus arrondis prenant l'aspect d'une
mer de glace en pleine lumière.

Pendant trois heures consécutives, nous avons
plané à 4oo" environ au-dessus de cette couche de
nuages, où l'ombre du ballon s'est constamment
projetée, entourée d'auréoles d'un effet admirable.
Nous avons observé trois aspects différents de ces
effets d'optique. A l'altitude de i35o™, l'ombre du
ballon n'avait pas d'auréole extérieure ; celle-ci était
seulement visible autour de la nacelle (vojez
le frontispice). A lyoo", l'ombre, plus petite,
était encadrée d'un arc-en-ciel circulaire, for-
mant comme un cadre irisé d'une forme elliptique.
Enfin, au même niveau, nous avons vu plus tard
trois auréoles concentriques parfaitement nettes
se dessiner sur l'océan de nuages autour de notre
ombre. Dans tous les cas, le violet était intérieur
et le rouge extérieur; mais le bleu et l'orangé
étaient beaucoup plus apparents que les autres
couleurs du spectre.

La température était très élevée (le thermomètre
a accusé jusqu'à 17°, 5 au-dessus de zéro); les
rayons solaires étaient d'une ardeur extraordinaire
et par moment nous brûlaient le visage. Nous avons
maintenu l'aérostat pendant trois heures au-dessus
des nuages; son altitude a varié de i4oo"* à 2000"*,
hauteur maximum que nous avons atteinte.

Le phénomène des auréoles, qui se présente si
fréquemment autour de Tombre du ballon dans

4.

le cours des ascensions a éro statiques, trouve son
explication dans les faits décrits par les physiciens
sur les franges irisées.

Un autre genre de pliénomèncs d'optique, dû à
la réfraction de la lumière à travers les cristaux de

FÎE- S.

glace suspendus dans les hautes régions de l'atmo-
sphère, a encore été observé par nous lors de l'as-
cension de longue durée exécutée dans la nacelle
du ballon le Zénith : nous voulons parler de halos
et de croix de lumière autour de la Lune.

Partis de l'usine à gaz de la Villctte le aS mare

1873, à 6''2o'" du soir, nous opérâmes notre des-
cente le lendemain a4 mars, à j'' du soir, à Mont-
plaisir, non loin du bassin d'Arcachon, après un
séjour dans l'atmosphère de vingt-deux heures
quarante minutes.

Pendant la nuit, la température se maintint au-
dessous de zéro, entre — 1° et — 4°t5, l'aérostat
oscillant entre 700"" et 1100"'. A terre, il gelait
également et la température j était généralement
inférieure. Une huée couvrait le sol sur une épais-
seur de Soo™ à 600"", et son opacité variait, sans

- 44 -

toutefois nous cacher la vue du sol. Au-dessus de
Taérostat s'étendaient des cirrhus; très faibles et
très bas sur l'horizon au départ, ils s'élevèrent
pour donner naissance, peu de temps après le lever
du Soleil, à un magnifique halo et à une croix
lumineuse. La Lune s'entoura d'abord d'un petit
cercle, puis la croix prit naissance à 4** 3o"™ du matin
{fiS' ^)* '^"^ demi-heure après, une ellipse reliant
les branches de cette croix vint compléter le phé-
nomène. Le halo était dans tout son éclat au
lever du Soleil, qui se présenta à l'état fragmenté.
L'ellipse disparut, et les branches de la croix, plus
persistantes, s'observèrent encore à 5** 35™ [fig' 9)i
jusqu'au moment où elles s'évanouirent en dimi-
nuant peu à peu de longueur. Cette succession
d'aspects dura environ une heure. Les cirrhus,
très abondants jusqu'à lo** du matin, s'abaissèrent
à l'horizon en donnant l'aspect d'une chaîne de
montagnes aux pics neigeux. A midi, ils avaient
disparu, pour se montrer de nouveau à 4^. La pré-
sence de ces cirrhus permet de supposer l'exis-
tence dans les régions élevées d'un courant aérien
humide venant de la mer : nos observations posté-
rieures ont confirmé cette conjecture.

Parmi les phénomènes d'optique que l'on observe
fréquemment en ballon, nous mentionnerons en-
core les déformations du Soleil et de la Lune au
moment du lever et du coucher de ces astres au-
dessus de nappes de vapeurs. Pendant l'ascension
de longue durée du Zénithy nous avons constam-

- 45 --

ment plané pendant la nuit au-dessus d'un véritable
plaleau de brume qui prenait l'aspect d'un vaste
océan. Le 24 mars, à 5**'io™ du matin, le Soleil,
se levant au-dessus de cette masse de brume, sem-
blait étiré vers un de ses côtés. A 8** du soir, le 23,
la Lune, se levant, était encore sensiblement
déformée par la réfraction des rayons lumineux.
Lors de notre ascension dans le Pôle-Nord^ des
effets semblables furent observés au coucher du
Soleil.

Nous terminerons ce qui est relatif aux phéno-
mènes d'optique particuliers que nous avons ob-
servés en décrivant succinctement le singulier effet
de mirage qui s'est offert à nos yeux lors de notre
ascension au-dessus de la mer, près de Calais, le
16 août 1868. Du côté de l'Angleterre, le rivage
était caché par un immense massif de nuages d'un
gris sombre. Leur partie supérieure formait un
véritable miroir où se réfléchissait l'image de
l'Océan. L'image renversée d'un bateau à vapeur
qui passait en mer fut aperçue dans cette nappe de
brume. Le phénomène ne put être observé que
pendant quelques minutes, le ciel s'étant bientôt
obscurci autour de nous.

Température des hautes régions.

Nous n'insisterons pas sur cette question, au
sujet de laquelle il a été publié précédemment un

- 46 -

nombre considérable de documents. Les ascen-
sions en montagne ou en ballon ont montré que les
températures décroissent assez régulièrement avec
Taltitude. Cependant, si le fait est général en con-
sidérant une masse d'air d'une très grande épais-
seur, il arrive fréquemment que des couches d'air
relativement chaudes se trouvent interposées dans
Talmosphère, surtout quand l'air est chargé de
nuages ou de brumes. En jetant les yeux sur le
Tableau que nous donnons ci-dessous, on verra que,
dans un assez grand nombre de cas, les températures
sont plus élevées à certains points de l'atmosphère
qu'à des niveaux inférieurs. Nous avons la persua-
sion que, si l'on s'élevait au-dessus de ces zones
particulières, la loi des décroissances des tempé-
ratures reprendrait ses droits; mais il n'en est pas
moins très important de tenir compte des faits de
la nature de ceux que nous signalons ici. Les
chiffres suivants, que j'ai recueillis lors de l'ascen-
sion à grande hauteur du Zénith, sont intéressants
à examiner sous ce rapport :

Heures. Altitudes. Température

o
( à terre -{- 14

\ 792" -h 8

j 1 267™ -h 8

1 3200" -\- I

II»» 35™

ii*'4o

I2*'l5'

12*'5l"

j 3698» -H 2

( 4387™ o

( 470<^"-- • o

\ 5210" — 5

- 47 —

Heures. Âltitades. Température.

l''2D

m

56oo™ — 5

6700". . . ^ — 8

( 7000" — 10

(hao»» I 7/100'° — M

( 8000". X

Électricité atmosphérique.

Les faits éleclriques que nous avons pu recueillir
pendant notre ascension de longue durée sont inté-
ressants. Ils étaient obtenus en approchant un
électroscope à feuilles d'or d'un fil de cuivre isolé,
long de 200'" et pendant de la nacelle. En voici le
Tableau :

-. 48 -

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- 49 --

Les feuilles d'or de rélectroscope ne dévièrent
pas pendant lanuit, mais elles s'écartèrent de o»», 006
à o"',oo7 au lever du Soleil. Puis Téleetricité devint
moins accusée jusqu'au passage que nous fîmes de
la Gironde à son embouchure, à 700*^ d'altitude
environ. A ce moment, 10^ i5'™, une déviation
subite de o'",oo6 des feuilles d'or se manifesta avec
une augmentation appréciable de température.
Dans la suite du voyage, les déviations électriques
devinrent très faibles et même nulles.

A 1^20"*, à i4oo°* d'altitude, lors de notre ascen-
sion du 16 février 1873, nous avons dévidé un long
fil de cuivre de 200^" de long que nous avons laissé
pendre de l'aérostat; sa partie inférieure était ter-
minée en pointe ; sa partie supérieure, attachée à
la nacelle et isolée dans un tube de caoutchouc,
était terminée par une boule de cuivre. En appro-
chant un électroscope de cette boule, les feuilles
d'or se sont brusquement séparées l'une de l'autre^
nous avons constaté, à l'aide d'un bâton de cire,
que l'électricité ainsi manifestée était négative.

A 2^1 5^", l'aérostat, descendu à des niveaux
inférieurs, ne tarde pas à sillonner la surface des
nuages au-dessus desquels il avait longtemps plané.
Le fil de cuivre plonge dans leur sein. Nous sommes
à l'altitude de i35o™; j'approche mon doigt de la
boule métallique ; une étincelle jaillit, faisant
entendre un bruissement énergique. L'intensité
électrique était assez considérable pour faire éprou-
ver à ceux des voyageurs qui nous accompagnaient,

G. TissANi>iER. — Observ. météor, en ballon, 5

**^ *>« ^««E.1

-~ 50 -

mon frère et moî, une violente commotion dans
l'avant-bras quand ils approchaient la main pour
recevoir la décharge. Ce phénomène s'est mani-
festé durant une demi-heure, pendant tout le
temps que l'aérostat était plongé dans le nuage. Ce
nuage était un nuage à glace d'une constitution
toute particulière, dont on a lu précédemment la
description ,

FIN.

Si -

TABLE DES MATIÈRES-

Pages.

Vitesse des courants aériens, sa variation avec l'altitude. —

Influence des dépressions du sol sur le vent i

Gourants aériens superposés f^

Nuages, leur aspect, leur couleur, leur hauteur dans l'at-
mosphère 10

Cristaux et aiguilles de glace aériens. — Girrhus 1 8

Formation de la neige 27

Composition de l'air. — Décroissance de la quantité d'acide

carbonique avec l'altitude 3i

Phénomènes d'optique. — Auréoles de lumière, halos, croix
lumineuses. — Déformation du Soleil, de la Lune par la

réfraction. — Mirage 38

Température des hautes régions 4^

Electricité atmosphérique 47

S361 Paris. - Imp. Gaatliler-Vlllar«i, quai des AagnsUns, 5S.

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To avoid fine, this book should be retumed on
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OtAI DKS Al OUSTISS, 55, A r-ABI*.

CHARDON (Alfred). licier d'Académie, Lauréaldu Mini»(tm t]c rin^lriii!-
liiiii |mblii|ue etdelaSûciSté française ik-Photogruptiie. — PhatograptUfl
par émalsion aêche an bromurâ d'argent pur. Grand in-8 â\cc fijinris;

DUCOS DO HAURON [H. él L.) — Traité pratique de la Photogra-
phie dea coulears llliilioclnumiej. Utacnptiuii des moyens d'eït^giJlion
réceii]iiiPii(dL:c(iiiv«i'l«. Irt-S; 1878 3 fr,

, DOHOOUN. — Los Couleurs reprodnitea en Photographie. Uisihriiiiie,
thè<iric etprniUine. [n-iHjûsiis; 187G 1 fr. 5o c.

&OBERSON. — Formulaire delà Photographie aux sels d'argent, ln-18
jé=us; i!*7M . fr- ioe.

FOËT. — Comment ou observe les nuages pour prévoir le temps IVtU
in- 8, avec ij planulies yiifonmlilli^graijiiiées: 1871.1 4 U. So.

PESBOT DE CHAUHEOX (L.). — Premières Leçons de Photographie.

Troisième édition, revue et auf;menLée. In-iH ji^sus, a\cc fiiiiires diin» lu
:lL'; 187B I ir- 5u 0.

I BADAD (R)- — La Photographie et ses applications scientifiques.

■ I11-18 Jésus; TlfrB 1 Ir. ;:! u.

■■SCOTT (Bobert-H.), Directeur du Service méléoroloaii|nB dp l'Aii?leterre..
— Cartes du temps et avertissements de tempêtes. OuvrHge Iraduil
de l'anylais p;ir MM. Zinrhrret Man^MIé. Polit in-8, aver- «ombreuses
tiguros dans (e.r.exle, eUî planciies en couleur; 1875 4 fC' '"''■

' TISSAÎIDIER (G-iatonl. — Les Poussières de l'air, «ne ligures iJans le
texte el 4 [ibn-huS. In-tS jfeuâ; 1877 a fr. aâ c..

TBCTAT (E.) — La PhOlagraphie appU^ée à VArchéolDgfie; K«)iro-

' duclion des M'iniiinunt---, OEiim-i d' Art, Molii/irr, lintenptomK, Mana-

sciitx. In-iBjSsiis, atet niiq |'lHjtûliiliograiilitc=; 1871] 3 fr,

Uip&ti. — TraitË pratique do Phototypie, ou Iinprctiihri h l'encre gra.<.ie
^^itiir «aia-Ae 'fe gt6aii/fc,\n-i3]imi, a\ec belles [igu rus sur bois duns In
K le»Uj et Sfiécimei»; 1879. '^ '-

B^^ Wl iiarli - I^plqjsrtt d> IJ\UI'II1I^K'V1IJ.A1IS; Il