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CHARLES RICHET.

CHAPITRE II

Biologie générale.

Répartition de la chaleur solaire.

Par suite des conditions astronomiques qui président à la vie de notre planète, la chaleur solaire se partage d'une façon inégale sur les différents points de sa surface. En premier lieu, le soleil ne se trouve pas constamment à la même distance de la terre, à cause de l'ellipticité de l'orbite terrestre. Il en est plus rapproché au solstice d'hiver qu'au solstice d'été, ce qui fait une différence d'environ 1/10 dans la chaleur totale que nous recevons à ces deux moments de l'année.

En second lieu, les différences existant entre les quatre cadrans de l'écliptique font qu'il n'y a pas d'égalité entre les quatre saisons de l'année, comme ce serait, si l'orbite terrestre était régulièrement circulaire. Il arrive donc nécessairement que la portion qui correspond à notre saison froide est plus petite que celle qui correspond à la saison

chaude, et la somme des durées du printemps et de l'été est plus longue que la somme des durées de l'hiver et de l'automne. Aussi la quantité totale de chaleur qui tombe annuellement sur l'hémisphère nord dépasse-t-elle de beaucoup celle de l'hémisphère sud. L'expérience démontre en effet que celui-ci est plus froid.

Une nouvelle inégalité tient à l'inclinaison de l'axe terrestre sur l'écliptique, laquelle introduit dans la vie de la terre les différences qui constituent les jours et les nuits, les saisons et les années. Enfin, sous le rapport du gain calorifique, les points qui sont près de l'Équateur se trouvent bien plus favorisés que ceux qui s'approchent du pôle. On voit que ces différences répondent au degré d'inclinaison du rayonnement solaire et qu'elles suivent exactement les indications de la loi de LAMBERT.

Température du sol. L'échauffement de la surface terrestre obéit directement à l'influence de la radiation solaire. Cependant le globe terrestre possède une chaleur propre, qui fait que sa température s'élève, au fur et à mesure que l'on s'enfonce dans ses profondeurs. Mais la température du sol est en quelque sorte indépendante de cette chaleur centrale, et on peut affirmer qu'elle suit manifestement les variations de la radiation solaire.

C'est donc grâce à l'insolation journalière que les couches superficielles de l'écorce terrestre s'échauffent, jusqu'à une profondeur variable, suivant la nature du sol, la durée et l'intensité de l'insolation. La nuit venue, le rayonnement calorifique de la terre vers l'espace commence, et l'onde de chaleur remonte à la surface en rétrogradant sur le même chemin. Comme elle ne marche pas trop vite, la profondeur par elle atteinte n'est pas considérable, de telle sorte que l'on peut admettre qu'au delà d'une limite donnée la température du sol reste constante. Telle est, en général, la marche de ce phénomène lorsque la durée de l'insolation est égale à celle du refroidissement. Mais les choses ne se passent pas toujours ainsi. Pendant l'été, les nuits sont plus courtes que les jours, et l'onde de chaleur qui s'enfonce dans le sol n'a pas le temps d'en sortir complètement. Il reste alors un léger excédent de chaleur qui, réuni à la chaleur du lendemain, continue à marcher vers les profondeurs du sol. Cette onde estivale de la chaleur est à son tour contrebalancée par une onde hivernale de froid, qui, pour les mêmes raisons que tout à l'heure, s'arrêtera à une certaine profondeur. Il y a donc une seconde couche dans le sol qui, ne ressentant plus les effets de la radiation solaire, gardera sa température constante. Cette couche est naturellement plus profonde que la première à cause de la plus longue durée de la période de pénétration de la chaleur, mais sa profondeur varie avec les différences de température de l'hiver et de l'été et avec la plus ou moins grande conductibilité du sol. C'est ainsi qu'à Édimbourg on la trouve à 32 mètres dans le grès houiller bon conducteur et à 21 mètres dans le sable. A Paris, elle est à 23 mètres dans le calcaire grossier. Un thermomètre placé à 27,60 dans les caves de l'Observatoire depuis 1784 y marque constamment la température de 11°,8.

D'une manière générale, la profondeur à laquelle s'arrête l'influence de la radiation solaire est proportionnelle pour un même lieu à la racine carrée de la période considérée (19 fois plus petite pour les variations diurnes que pour les variations annuelles) et pour un lieu différent elle est d'autant plus grande qu'on s'éloigne d'avantage de l'Équateur.

En France, la limite des variations diurnes se trouve d'ordinaire à 1 mètre de profondeur, tandis qu'en Allemagne elle est à 6 ou 8 décimètres. Quant à la couche annuelle, elle est à 2 ou 3 mètres à l'Équateur, à 20 ou 30 mètres en France et à 6 ou 10 mètres en Allemagne. L'on remarquera qu'entre cette couche invariable à laquelle viennent mourir les ondes estivales et hivernales de la surface et celle-ci, il y a toujours plusieurs ondes en chemin qui font subir des oscillations périodiques à la température des couches superficielles du sol. Toutefois, la moyenne annuelle d'un lieu, observée à une même profondeur, quelle qu'elle soit, reste à peu près constante. De plus elle coincide sensiblement avec celle qu'on constate dans l'air, relation qui permet de savoir la valeur de cette dernière, sans besoin d'y faire des mesures thermométriques. C'est là une méthode prompte et sûre, dont les météorologistes ont tiré parti pour déterminer les températures moyennes de différents lieux habités.

On voit donc, par tout ce qui précède, que, si la température des couches superficielles du sol est soumise aux variations périodiques de la radiation solaire, celle que pré