Astronomie populaire (Arago)/XXXII/11
CHAPITRE XI
températures moyennes
Dans la discussion à laquelle nous allons nous livrer, il sera souvent question de températures moyennes. Je dois donc indiquer le sens précis de cette expression.
La température moyenne d’un jour quelconque de l’année est la moyenne des températures observées à tous les instants dont le jour se compose. Si l’on fixait à une seconde la durée de chacun de ces instants, on aurait à additionner un nombre d’observations thermométriques égal à 86 400, nombre de secondes contenues dans un jour, et à diviser la somme par 86 400. Si au lieu de procéder par secondes on choisissait des minutes, comme il y en a 1 440 par jour, on aurait à diviser par 1 440 la somme des 1 440 températures observées dans un jour ; le quotient serait la température moyenne de ce jour. On détermine ordinairement la température moyenne d’un jour avec une exactitude suffisante par des observations répétées à de plus longs intervalles qu’à des secondes et même à des minutes. Des observations faites d’heure en heure conduisent au but désiré. La température moyenne est dans ce cas obtenue en divisant par 24 la somme des 24 observations faites aux 24 heures de la journée.
On a cherché si la succession des températures dans les 24 heures de la journée ne se faisait pas généralement en toute saison, suivant une loi régulière qui permît d’obtenir la température moyenne de la journée par des observations moins assujettissantes que celles dont nous venons de parler. Le résultat de cette recherche a été qu’on peut prendre pour température moyenne, sans une trop grande erreur, la demi-somme de la température maximum et de la température minimum d’un jour. Or ces températures s’observent en toute saison à des époques déterminées de la journée : le minimum, quelques instants après le lever du Soleil, et le maximum, vers les deux heures de l’après-midi. Ainsi on n’a plus alors, pour avoir la température cherchée, qu’à diviser la somme de deux indications du thermomètre par 2. Ces deux éléments de la température moyenne sont d’ailleurs donnés par deux thermomètres qu’on n’a besoin de consulter qu’une fois toutes les vingt-quatre heures, et dont l’un donne de lui-même le minimum de température qui s’est manifesté dans les vingt-quatre heures en l’absence de l’observateur, tandis que l’autre thermomètre fournit le maximum.
Il est d’autres procédés auxquels les météorologistes sont arrivés pour obtenir la température moyenne de chaque jour de l’année ; ainsi on peut prendre la moyenne de trois observations faites, la première au lever du Soleil, la deuxième à deux heures de l’après-midi, la troisième au coucher du Soleil. Il serait superflu d’entrer ici dans plus de détail sur ce sujet.
À peine ai-je besoin d’ajouter qu’après avoir déterminé la température moyenne de chaque jour de l’année, on obtient la température moyenne de cette même année en additionnant les 365 premières déterminations et en divisant la somme par 365, nombre de jours dont l’année se compose.
On a trouvé que sous l’horizon de Paris on pourrait arriver à avoir la température moyenne de l’année en prenant seulement la moyenne du mois d’octobre, ou bien en faisant la moyenne de toutes les températures indiquées chaque jour entre huit et neuf heures du matin.
Lorsqu’on veut avoir la température moyenne d’un lieu, dégagée des effets provenant de circonstances accidentelles qui tantôt l’augmentent et tantôt la diminuent, on groupe 10, par exemple, de ces températures moyennes et l’on divise leur somme par 10. Ce n’est qu’au prix de ce groupement qu’on obtient la température moyenne d’un lieu donné, à une fraction de degré près.
La température moyenne d’un lieu est aussi la température constante que présente une couche plus ou moins profonde du sol. À Paris, les observations thermométriques faites depuis trois quarts de siècle, dans les caves de l’Observatoire, ont montré qu’à une profondeur de 25 à 26 mètres on rencontre une couche qui se trouve garder invariablement à peu près la température moyenne de l’air à la surface. Les sources qui jaillissent d’une petite profondeur donnent aussi la température moyenne de la contrée. Sous l’équateur, d’après les observations de M. Boussingault, on a immédiatement la température moyenne du lieu en plongeant un thermomètre dans un trou foré à 30 centimètres de profondeur dans un sol abrité et non humide.
L’existence des couches à température invariable démontre évidemment que l’état de l’intérieur de notre globe, que la chaleur propre de la Terre, n’influe en rien sur les modifications énormes que subit la température extérieure de chaque lieu. Ce sera donc dans les phénomènes du calorique rayonnant que nous devrons chercher l’explication des saisons.