Contribution à l'étude de l'influence d'une ville sur le rayonnement solaire : exemple de Montréal

•

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CONTRIBUTION , , Â L"ETUDE DE L'INFLUENCE D'UNE VILLE.

..

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J

SUR LE RAYONNEMENT SOLAIRE: EXEMPLE DE MONTREAL.

'1 AugUste' B:Lanch~is ,

Department .of Gèogr.aphy

, , }!J8.ster' ,~f' Scienc:e ~ , 1 - \J

.

.

'

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, ~ .. ~ ,,' ABSTRACT " \J " " ~ ) ·r.

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J • ,

This thesis aims to examine the variations iii~ diiéct- solar'

rad-" ' 1 • \ ,

iat~on,1n the urban area of ~ontreal, and by means of' a ser~e~ of traverses

, n

4.. ..'~ r· ,

to show how urban influences

inay

extend into the ne1ghbour~ <Countryside.

, "

The necessary

me~surernents

of

g~obal

'and sky

diff~e

rad±ê.tioll-

'W~~ëJilade

along

a

,~raverse

extendinp;, Eas.t for about 20

~lometre~

from the

cent;~6(, th~

cit,y.

\ . / . "'tf~\.~~ ~ .. ~.

~lve

points of

()bseM'atio~

liere established al0ng 'this route.

l·téas\1ré~nts

Compl7iS~d

instant'aneous,

observ~tions'

t.r

~adiation,

'hunddi'ti-Y,

an~

in

:s~

case

Wind, and ioIere made on cl~ar days and took place between If Sept.e~r ).971,

and 24 11a.y 197~.

The resul'bs 8h~

ciearly,

that urban influences affect. incaming

,shQrt 'W&ve ,radiatioJl and that the r1:U"a.;t. al"eas neS;r the city o~en come

s~ong-- ,.':" ' . -

.

.

;

11' -under these in.fl~ences. Ana~is ç~, the profile~. of .direct radiàtion along

. .

the traverSes show that.· the observations t~J'lded t~,voUp tiuunselves into three

"

.

1 • ' . ~, ~

<',

'"

or.,tour d~stributi~e,tyPes'~elated to'we~ther,qonditi~ns ~d_express~ ditterent,

, ,

.

de~rees

or' influence or the city

ot

Ù!nt~~ll.'

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CONTRlBut ION' -A L' ETUD~ 'DE L',INFLUENCE D'UNE V:fi.LE

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~, ~UR

;È'ltAYçNNEMENT

s9iAiRE

~ ~~

DE MONTREI{L,.

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' \ ' . . Auguste

B~~i~'

; • . , :Îl.épartelIlènt de Géographie ~~!tr1se ès Sciences '. l '

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r~ ,

.

'

Cette thèse 8 pour but de montrer que tles vàr1&tions 'du

rayonne-." .. ~ "

..

ment 2tolldre direct. csx:lstent sur ie

territ~U:e ur~in

de

M~»:tréal,

et par

~

. ' .

prolongat;i.on des expériences sur la campagne J de ,JI1Omrer' que 1 t intluence .de

, , '

hl ' .

~ 111e S ',étend, jusque :sur le ter.ri'toire ~ural adjacent.

.

-, , _,

.

, Après avo~ acq~s les garanties q~,. les 8,-tténUation~ recuej.lli~s,

. étaient bien l'effet des' aé~osols_ Urbéim,s non transtormés, de~ mesures ont été "

,

réalisées le long d'un 'Parc0W:~J j.usqq'à enrlron ~O ld.loœtres ,du centre-ville.

• • ' ' ' , , , ' ' \ 'Ii .. \ '

Dou~ stations ont é~6 prévUes ~ et a.rr~ées poUr to~'ours obt~nir la. ~,rérenC?e

- " ~ J ..

r:urale. Les me~s/ ia.i~s par jours de beau temps~ ont pris plét,ce dû 19:

sep-. ' ~.

têmbre 1971 au 24 mai , 1972. .-

..

..

"

"

Lès

r~stUt{l.tQ

'permettent de cônolure que l'etfet

d~

la. ville .est

• ~.., r t '0)

• ..' ' ! "

important J que la' l'roche caçagne est_souvent sous une totte inf'luence urbf'1n8'J

.

. .. ", .'

. '

, ' "

\ . .

Jet que lès, pro.fi~, -de raj'o~nt soia.i.N direct se regroq.pent"·pa.r mod.~les. qui.

, ~..., • J ' " 1 <#l \ \ .. 1

méttent en valeUr le -rôle des èlêments du site, à liontréa.l.

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CC>NTftllim'ION A LtETUDE DE L'INFLUENCE D'UNE VILLE

c

SUR LE .RA~~T SOLAIRE: EXEMPLE D1i: JtIONTREAL.

" • cO " par

'"

" 1 ;.

Th~se soumise A la ''Faculty of Graduatè ~:. '"

" Studies and Researchtt~ comme part,u d~

. exigenees requises ppur 1 t obten1;ion

de

la ma!trise ès sêiences.· , . "

.

.'

.'

" " " Dépârtelnent; de Géogra}iÛe _ 'Université Mc-Gill . Montr.m.l, P.Q. juiUet,lW6 ,

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Augus.te· B l

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_{REl4ERCIEl-fENTS '}

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1.

~e travail'a été rendu pos~ible

.

grâce·à la précieuse

collabo-~

.

ration de nombreuses personnes.

• 1

Je désirerais tou\ particUlièrement remercier le personnel des

"

stations météorologiques de Dorval 'et de St-Hubert, et celui. de la station

.

mét~9rologique

de McÇrill,}qui "oot bien

~oulu

J'De'

fa,cili~r

l'accès

a~

enre-:

g1strements, et répondre à' mes nombreuses demandes de rens,e1gnements. Je

dé-"

sirerais aussi vivement remercier" le ~rsonnel dé divere services de la Ville .'"

de Montréal ou de la Cdlnmunauté Urbaine de 110ntréal qui m'ont si aimablèment

rourni les données concernant la. pOpulatio~, la poZlution et les moyens

de-transport en commun.

.J

Je voudrais ~vimer ma particu;t1ère recQnna1.ssance à mon

direc-te~ de thl:se, le professeur B.J. Garnièr, pour le ~émps précieux" l'intérêt"

•

•

et les judic1euaes critiques qu'il a bien voulu donner au pré.sent exposé.,

.

,

. Entin, cette étude a pu être .faite grâce à une contribution .fi-:- '

nancière du J.linistère des Transports du Canada, duquel déPendaient, en 1971,

les'

sérviccs météorologiques. < '.

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"

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J

T IŒLE DES l-lATl:ERE3 • 1

Remerciements

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Table des mati~~es

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.: Liste des Tableaux: iv

Liste des FigUres

tntroduction

.

• , l,

Cha.pi~~~ 'H Revue -des travaux: antérieurs et mise' au point

du projet

Chapttre 2: Instruments et procédures

Chapitre 3: La. régio1'l d'expérimentation et le site de

l-lonf.réal

Chapitre'

4:

Le parcours d' observa.tion et ses stations

1

~ "Chapitre 5: Présentation des résultats

Chapitre

6:

Explication des résultats

Conclusions Bibliographie. : / o ' ~ ,1 v !G" 1

,

. 6

23

42

57

72

98 ( )

114

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LISTE DES TABLEAUX

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.

'

~.

1 • • 4' ~ •

Aper,Ç'u .. des: humidl, tés relatives rencontrées dans les

'expérieJlcés . . ' , ,

,""

2.' A~rçu' des 'telnJ'lératures et des pres'sions-p0':U" nos

1 jo1,1ritée's d '1i!xpérieflces / .

.

_.

_.

. A~rçu des Vitesses et dir.ection~.de.vent p?ur nos

. journées d f expérience=s ' . ' , : '

o • • .\ ~ '" ) 1 ...

Aperçu de l'intenSité èlu froid pendant. la période

de chauffage à Hontréal

,

.

'l.finiJnum.3· absolus' en:regist~6à 1. Dorval pendant la

pé-Îwiooe -de, chatU'fage ' , . .,.... . 0 '

' 0 •

Longueur des p~ri~~ de' vènt: -égal ou ;tn.f'érieur à 2-.2

mis,

pendant nos mois d'expériences ' ,

...

. .

-7.

Loèalisation et caractéristiques des, stations rurales

"

8.. Localisation ,et caràctéristiqués des stations

3, 4

et

5

. 9. Circonstances dans l'&squelles se sont' dèroulées les

10.

,',u

_,

.

expériences #

VaÎeurâ de ra.yonnement sol4Ïre direct (en W/m2 )

corri-~é~s A ~ .hauteur '8olai~ c~une de 30 degrés "

Nivea~ de (Q,3oQ) considé~é comme rural p~ur.chaque

i

' eXpé~nce

}2'. Pourcentages d'atténuation de (Q3()O) le' long du parcours.

(itopsc:n-vation

...

13 •. Pourcentages d'atténuation de (Q3()O) au centre-Ville, mis

, en relation avec le déroUlement saisonnier

14. '

Nombrè (\e degrés-jours par mois et totaux cumulatifs, pour

une raison, de chauff~ge normale l, Dorval

15.

ComParaiso~ des températ.ures .de l'air au centre-ville etol

Dorval et des temPératures de l 'e4u ~ le St-Laurent

l, 1 ; .:.

Iv.

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6.3-p.

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75

p. 88

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p. 89 . p.

95

p. 102 p. ll2

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.

~.. ~ f •

1. Croquis du ~ntage du sol.étrf.Iœtrë • l '. • ' . ~ ~~. 1 •

2. Situat,ion des stations èn alt.itude et en :dletr-n~~

3. Hauteuré du ,soleil 'des mesure's

àuX

'e-tètions" mises

par ordre de gI'andeur ': , . . ' .

4.,

La région de Hontré~l" (carte) ,

5. Le ~ite de l4IJntréal (carte)

6. La,ligne d'obee"ation ~t ~~ stations (e,art,e). ~

• \ , ~ t , ~

7. Courbes .. par expérlencès, des intensités du

rayon-nement direct, sur, _,> lé pa.rcO\lrS, d' ob:[le:trvation ;

8. Moyenne pour les 'h\li't prènrl.~res <s'1;ations des'

inten-sités de rayonne~nt'direct observées , .

-,

.

,

, ,

9. }OIod~les ins~ires' de~ -,pro:fil.s de rayo~etœnt· diréct

A Hontréal ' / J , ' '

1 • '

10. :HodèJl,s' e')Çtta-1nsu1.a4'e.s des profila de rayonnement'

direct 1 l'Iontr'éal

l i .

~ HOd~les

des

profil~ ~'a1;térn.t&ti~n

du rayonnement

direct . . ,

~

'.

..

. '

, . . . . ~

.

12.

Effet,' sa.isorinier

dtatténüation montré

par les eourbes

cQll1P&ré~s

_.

dQ, (Q30~J 'ruraux et ur~ •

"

'II • 1 . ' ... .. • •

13~ 'F.s.sai d''Ùne rélation< journaliare 'entre les pourc~ntages

, de ~'àtté.lluatiori urbaine

"'et

les degrés-j'ours

- , , 1 1

.. • 1 •

Il..

Es8~~'tuie'·rê1a.tlon

entre

les

'pourc'entages

d~

J.tatté-~.' nuation

_.-

vr,bairte et les vi'tessel) d.e

vent

A Dorval

" .

,- .". ..

'15.

Croêluis ;J!lettant en rela.t~on :,1,es directions de yegt et

l:es '-éléments de

.

sit.e· A Montréal _ _ 'r

' , p.

25 .

p. 37" p. 38 , p.

45

p,

46

.

p.

,a:

, p.

76

p.

79

p •.

82,

..

p..

85

p.

91-92

p •. 10~ ~ p. 103 p. 105,

p.,.107 "

16.

Eàsai d'une expli<:.a~~on d~·l'anc~malie du modèle 2 inSu-, 'p. 109

iaj,.re '.

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CONTRmUl'ION

A i.'El'UDE

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l,NTRODUCTION I

'"

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l.

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L'atmosphère ~a villes, en tarÎt q~ de~ ~lÔmératiQn5 ont. pu 4

• 0.

mériter ce nOJil, semble avoir de tout..t,emps posé des problèmes huma,:ios. Mais

l~;""

dea

premiers ettet. que

l.on·

a

,rec~

l

la v.l1le

~

Jé'

la

Il110.

en

c.ir~

culatioJh au sens lal-ge du terme, de produits qui,' géiléraleLnt parlant,

cons-tituent la pol1~ion urbaine, et que, ~s 1 preSsent, nous' appellerons a~roao~.

L'action

de ce~ a~rosQ1s

a

été

très tôt ressentie comme

néfaste,

i "

particullllrement en ce qui regarde le,phé~ne solaire. lAt développement

ur-.

~

bain, et l'entrée de l'industrie d.ans/ la

'!flle,

surtout aux XVllIAmë et :xmme

1 8~clea, n'ont lait qu'accentuer le problAme et aiguilNtr ,la eonscience qu'on

J

en avait. La dégradation de 1.& lumi~re a ',té l'un des premiers signes

v&rita-!

.~ "

-j

J

blement alarmants pour les citadins. La dimlnution de la transparence de ltair ..

et la r~uction du temps d'eJis.Oleil.lemen;- sont maintes tois signalés (Assai)),.,

1956; aborgii, 1970). ' . . ..

Le lien a done été bien établi entre l'atteinte .ainsi laite au

ray~nnement solaire et la présence des aéro.ole urbains, et c'est le ~

net-tement perçu des tUJD4es urbaines qui a daMé une motivation puissante 1 ~técole

anglaise, dont le8 travaux ont connu un.. sommet avec les modUits de ".onte1.th

• 7 •

(1966). Le souci de

_,

_.

la qualité de l'air manifesté" par ~les _. dirigeants des paya

1 t

'-" J , "

':

industrialisés (Halter,~ Latontaine, 1970), surtout après de8 ca.tastrophes '

t> "1. • 1 1

.. ~ ... ' , .

comme cellé de Londres en 19,2 (Goldsmith, 1962), n',a pas été, nqn plus , ~e'

,

.

mince stimulation aux recherches faites I10ur ~tablir, ~ dift~rence entre des

~ ,

ciU~ diversement pol+uées •. - , ,

J •

Ma~8, ce qui appara!t aujqurd',hui, c'est-qua les .étude~ anglaisés,

, '

lIont tanbées dans l'oubli, et que les modèles de Monteith n'ont pas eu de

suite. Bien plus, ce- eont les études +du rayonnemeht solaire - el.hss-nêmes .qui

ont

p~8que

disparu

q~8

études trbaines

~

'et

h

pha~ amé~~

qui a

pr~lC!n­

gé le~ recherches anglaise. n'a. réalisé que quelqUes expériences

occasionnel-r

les. •

n

1 est vrai que depuis 1950 • surtout, • ée sont les; études directes de la 'pollùtion urbaine· qui ont pris le pas, et., accaparé tous les ~ttart8. '

(f:.: ..

t

co~.nt

de l'iInportan"" du

r~nt

80lair.: que nous

avons vo\Ùu ~n repren<lre l'étude A' Montréal.

n

a \lM part importante danS ~s

bilans d~ chaleUr qui, l'on

peut'

trouver e,n ville.

n

apporte ~ énergie qui

,

-b 1 IJ(

a un roIe majeur dans maints processUB atmosphériques urbains. ~, les

problA-....

pra~~.

lli. ail

ra~""'~

solaire

~ù

l'

.o~on .~

a:

l'oi-dre

du L~our.t en ce qui regarde'la Bâtité, !,U 'l'urbanisme" ou l'architeoture et l'ingénierie urbaines.

,

/ De telles études ne peuvent cependant plus

se

taire suivant le.s

,lnodAlités qu'ont conpues les expériences du pasaé.,'Nous ~ne 80J11œ8 'pas sans

.

avoir été profondément marqués par les travaux _, récent.s, surtout' ceux qui ont

.

"porté sur les aér-osols. Malgré leur .qualité, les expériences antérieures sur

"-le'rayonnement solaire n'apparaissent plus patista~tes.

'17 Dans"l'optique 'actuelle, l'approximation 40nt elles on~ tait 1 / ' t , '. , 1

.

, ~ L .,

•

: " ," , { ? 1 • .3 ,

.

preuve ,n'est pluS acceptable. En ce sens~ on

peut

reprocher aux auteurs

amé-ricains

de n'avoir pas été assez exigeants dans le choix des siteslK1 des ~­

riodes d'observation. De

même,

on peut reprocher l l'école anglaise d'avoir-_

recher-ché une simpl1ficat.ion excessive, dans le but d'universaliser les

modè-les~ comme aussi d'avoir àccepté des hypothèses qui préjugent 1'ort indihnent

de la réalité.

, n

7' a plus ~ l.es études récentes nous ont accoutumés Al'

obten-, ~.#,.. 0::-;

~. JI

tion de

donn~s

utilisables.

~

ce

sens.~ ct

est la condaJ:nnation des mo,J;nnes

traditionnelles qui ne répoW1ent' pas A une réalité physiqué. En ce sens~ c'est

a'USal la condamnation des intégratioM sur des périodes trop J.(mgues ~ au co'\li"8

desquelles la va.r.tation des par8.n.ètres ne permet plus d'appréhender .la réali:~é.

'Il s'ensuit toutL

une orientation des expériences à laquelle nous ne pouvons'!

"

nous soustrairé.

Dans Un alttre ordre d'idée, les travaux récents portent A nous

taire conclure que "la"

.

vil.le est une abstraction. Pour reprendre les mots de

Huit)" (1970),

''Pas

un endroit (de la ville) n'est représentati.t de ltensemble

de 'la villette

11

apparût do~1mport.ant désormais, non seulement de compa.re-r

'0-' une station urbaine et une station rurale, mais d'étudier des endroits Variés

,

,

, , -

,

f.

à

i':i.nt~r1.eur

d'une

ville.

Déjà ,la demande se fait explici"te aVec Huft,.

(1970)

4'

une cartographie du rayonneJDent solaire en ~.

- . - ' 1 '

.C'est la nature des besoins expr1..més par de nombreux spéciali,:~t.e,

'.

tl"ava1llant dans les vH.les qui impose ~ de façon urgente ~ CêS caractères

nOll-, :vea~.I.a climatologie urb;:rlru; est obligée de suivre le mouvement, et en

parti-culier, ne peut plus taire montre d'abstracti9n. Le ton _, s~mble

.

avoir été

u

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1

"

•

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'~1. '1

.

1 ...

«

~' , 4 "

bien donné'Par ie Sympo:Jium tenu à Bruxell~s en 1968. Les objecti!'s qui lui ont été assignés, de même que le fait qu-il ait été organisé conjointement. par l'Organisation Mondiale de la. Santé ~t par It9rgan1sation Mét.éorologlque Internationale. sont garants d'une nouvelle orientation.

D~où déjà certainl\ cara.ctères

qui

devront marquer les expérienceD

-que noua projeton1h NoU$ chercherons des données ab~olue~

du

rayonnement ao-laire. C'est' un certain nolnbre de stations, nous en prévo;YOM Uné douzaine, que nous établiroOll le long d'un parcours; A cela se réduira, polir l'inSt.ant#

, " , r , 1/, l'aspect carto~aphiqu~ 'selon la 'demande de H~ty (1970). Nous e8pérona ~n .. s1 'obtenir 4e8 variat.ion!! A travere la ville, et sl possible un profU du

co~.

po.:u ...

nt du .... ,.,nnemont solaire. "Ces procédures noua

~llgeront.

l adopter ]s

mode, des stations mobiles, et donc des mesures

in~t~eaj

mais ce sont ,ces

\

mesures. instan1!anées qui nous permettront de relier noS- obaervat:iono aux: para':"

mètres du transport des aéro~ols.

Mais c'est l'atténuation du rayonnement BO~1re qui.' eeu:le rend

o 1

compte de la présence de! aérosol" au..çiessus ,des

.

stations, ét qui, par cQnsé-

_.

,

quent ~ peut être mise en ~apport a:vec ees parBJMtres. Son ,obtent.ion cOll!Jtitue'

un

des points majeurs d~, nos expériences. Nous'prévoyons donc l'acquisit.ion'

'III "

,de!,- Q,onnée.5 rurales du rayonneme~t, q~~ nows.

'pénsons,

pouvoir prendl-e

IL

.lfune

,de nos stations mobiles.

,

•

Nous ne, nolls a.ttendons pas A ,d~s ~ésultats t.rb ailDples. Nous

savons que l:e rôle du. 'vent ,et âe la: ,atabill té d~ns la 41sperrsion des a.érosols peut êtM f'ortement perturbé par léS facteurs de si~. Plus partiçulièrement

• ~ 1 _, 0

,

à Montréal, nous ~vort~, de' -chaque ·côté ,du centre-ville 1 et

t'6rmant

lun

bei

.' " "

"

,. ~ . " 6 "" f,''': ";>'t

''l'~'

-

, , " , ~ " ,-, ,

_.

.

_, '. !.

" i

•

--#,. '

••

..

• "

5

lu1~ Wle ca~

_.

1mpo8~te et un large fleuve. Sana chercher

-,ltinut.ile compllca. '!on, not.re' ligne d"~b$ervation'a été choi.ie de façon A

, 1

met.t.re en valeur, le plus aisément. possible,. ~ r8le des élément.s do site

\ '

."

, ..

qu'on oublie trop souvent.

.

Enfin, et c'est 11 un àapect propre A not.re travail.; nous

vou-. lons prolonger notre "'Parcoura d'observation jusque survou-.'la

:-caD1J.?agne.

On c~··

çoit que, suivant l'action du Tent,

:r.,5

aérosols SQ}'lt transportés sur une'

" ' - , <l<l)

certapte distance, et qutai.nai; c'est

'une

aurtaCè rurale qui 8st soUlld.ISe 1 0

l'effet de la ville. i l est sounnt . faux de dire qu'on ISO tl"Ouve

"A

la

campa-gnett parce qu'on a quitté le territoire urWn. De

mame,

suivant. des

direc-tions de 'vent inverses; c'est. 1l1le portion 4u terr1.toire urbain qui pourra se

, '

trouver sous 1ntluence rural.e. Faute de pouvoir a1'f1rmer statist.:lquement. ,la

moue de batterpent de l'effet urbain" .du moins espérons-noua pouv.oir donner 0

[J -- ;

un aperçu des gradients d'ajustement" d~8 .larmes que prefid cet ajustement,

(,

.

et des d1:!Jt&nee s sur lesquelles ~ court.

A::lnei, obtenir dei dit:térences .significatives du ~nnement.

,

,

solaire et de son at.t.énuat.ion lur un ce~ nombre de stations, mettre en

~ - 1 ;:)

valeur lei 'e~tets du site, et. voir jusqu'oft s'é~nd, sur la c,mpafPt,

1"t:1n-fluence de la ville. 'tels sont' les object1.ts· 8énéra~ du projet. 'lus nOus

avons

"unis

eous ce titre: ''Cohtr:l,l)ut.ion 1 l'êtude de l':1ntluence

d'1.ln8-- ~

.

.

v1l1e sur le rayonnement sol.aire: eJœmpl.e de Montréal't.

n

reste 1 préc1.eer

, ~

t!

ce

projet et A définir les mÔd&lit~8 d'expérimentation, ce q~

nous

terona

, J ' . .

ez:l p,seant. en ~we lei étudés déjA tait.es qui peuvent S'7 rapporter.

"

.

,

(Y'--

' " . ' : .,

_.

. 1

.

, "

,

.'

'. / 'Il _"l.1"

•

c ,

.

, .. ~ _, " , 1 l , , ' ,- _.': "

.

, "

Ohapl~ 1:

RDYE

DES

'l'MyAUJÇ A!fJ.'I@mms "

gr MISE AU' POINT DU

~pJt6ET.

" ,

,,>

L

o ' ) "

A~c

d .... _uv";

iii-

e , nt

~-...-

••

part~.

~ ,

-dans les Yi1hs les p1ua indU8tri;&l1.a.', et. avec des ~tude8 impOrtantelS# qui

ont pri.a plAce surtout depuis 1& dern1a~ guerre mondiale# U eart' poa(lible de dire que la théorie sur laquelle repose notre projet rasaUbl.e déjà un acquis

considérable. ~ien des prOgr.\a ont ét.é réal:1Béa, et. la plupart des pari,icula.-,

il>

rités mises l jour, SUl" l'at.ténuation du rayonnement sola:1re par les aérosola

urbains. les principaux.aspecta 'en out. ét~ étudiés# et l'inatrwDentation .. de

, ' "

même que les méthodès d'exp&r1mentati.on, n'oDt cessé de s'améllQrer. ,

, c

n

eemble cependant qu'A t.ravers

le temps,

une

expérience soit.

sans cesse revenue, celle _, de canparër une stat.ion _{.. ~} uzoba1ne _{... ..} et. _.

Une

.et&t.1on

_.

_..

ru-rale.

Lt~bjeotif'

indéniable, et apparem;a*nt

Jamais"

8at1stait~

éta:1t C\e,

mont~r

-un àapect quant1tatU' de ltet.tet urbain, en mettant en rapport les '~B ..

.. ' . ~ (.

.

d'energi.e aol..ai:re reçus aux deux staUOM.

o

Troü. ,0XJ!ér1en~8' majeures ont a1n8i été taites en Amérique du

,Nord. C'est d'abord

celh

de Hand

(1949)~

l

Bos~.

qui a duré. de 1944 1

~948

•.

• ' • • 1 " " , D ' "

L'atlllOSpbare urbaine de Boston l, l'époqué _{, ,} étà:l.t., aemb1e-t~:il, 'davantage.

JUoV-\

.'

,.

q~&e

qu'

auj~

'hui par le chauftage au c~bon •. 'Le" site urbain de Hand

était

, . ' " ' , : . ' , ~.

" II ~;':.,.(

."

, .~)

_~

...

.

1 " , , , "' 7

en plein centre-ville. Ltaction de la mer ,toute proche n'est pas Bans avoir

joué; on 1& trouve ~ée dans beaucoup de trava\IX.. Boston se présentant

~omme un centre d'ét1ides' climatologiques trb actif. C'e8t SaM doute

l'ef-fet de ces différents facteurs qui expaque qù'une très torte- atténuation a

été obae-rvée par Rand, pl.us torte que mlns les autres exptSriences.

L'atténœ.-tion lI1O,erme du rayonnement global '7 a été de

18%,

le double de

ltatténua-,,," ,

tion A Mont;r~1~1UB de deux fois et demi les valeurs présentées par Toronto.

La deuxl.me grande expérience a été celle de lilDslle

(l:964)

A

To-I

, ronto. EUe ~'est dérouJ." de 1959 A 1962. Dnsl1.e lui ___ 8~ quelques _

part,icula.r1.tu

de ses s:1:tes: sa station urbaine

n'est

pas da.n8 le

centre:..vtlle,

et sa stat.ion rura.l8, qui n'est qu'A 15 Jan de lA, se trouve iDtluencée par la

"

'

~ré lorsque 8ouft1ent les vents dominants. En cela résiderait

1'e.xpl1ca-~ion des. .tàibles ~leura d'atténuation du rayonnement global" puisque, sur

les trente-cs1x mois d'expérience, la moyenne en est de

7%

seulement.

"

ta.

t.roiBi~ ~ence,

'.faite par Eut (1966)" a

pm

place

A

,

.

MontNl mêrpe. Elle· a ,duré de

1965

A ~967. &.st a pu montrer pour cette v1lle

Une

moyennè ll'attiSnuation'd.e

'#'

du ~t global, mais i l souligne q~

ce chiffre' doit ~t~ tenu Pour' une IOua-e.t~Uon, i. cauee du site priv1l.égi6

, 4u Comgè Bribeut'

c~

8tat1on

W;ba1ne.

Brébeut est loin do· const:1tuer un

~ - • , 1 > ' • ~ ,

~ , .

.

.centre ""Ville ,"

1i

8e

"i'tue

m,ttement

e~ &ltit~

(par

rapPo~

A co' qu'on peut.

a~lbr ,~' ville de ~1, et. '1'on.

p'ut

dire

qu'"

cause

du Mon:t;~.

',.ti:

ea~ ~~

_.

de5 sources JDajeUl"e8' dé

~llution

dalla cette 'localité. .

' "

l

'

"

:', ~ ~1 " ,c, 1 .. " _j

.,,,

, " , ' " '1

. lfous, nous arrêtons

surlOut

1·

ces

oxpédenco8 nord-em6rica1nes # ~

, ,

.

.

' ' . ~

pUi"q~

cteat

dt~~s

qua

lÀ-~tre ~e,

rappi-oche le -plwJ.

Elle~

ont

1'a1~

preu-" " .~~ ... _ J .. ~, "~~flh~'-:~'~~~'t\it~~~ ,_~ - .. ~.",,~~ l~-, >. ,

.

e' .

8

ve de certain~ caractères dont nous ne vo\Ùons pas nous départir, entre autres

leur Bens du local, leur souci de la vérification, et l.e primat qu'elles ont

.

donné A l'observation sur ~'a priori des hypoih~seB. Par ces caractères, elles

prennen~ le contr,,-piéd de beaucoup dtétudes taites en ~leterre qui.~ en ra~­

son m&me de cela, ne seront pas ici abordées. Nous réservons pour la

.tin

le

oompte-rendu des t~s belles expériences taites par Gaj~g6' A. Buda-Pest (1970),

qui constituent déjà une nette avancée dans le sèns où nous entendons mener

",

les nôtres.

Si les evpériences américaines ne satisfont pas aux ~ences

actuelles, il faut pourtant

d;ire

qU;" leurs auteurs se 80nt montrés très

ou-verts aux acquisitions qui se taisaient dans les sciences urbaines connexas,

et que c'est en ce sens qu'ils ont su critiquer leurs expériences. East a eu

, ,

conscience du peu d'intérêt d'un. montant annuel d'énergie solaire, et. dans ses

explications, ,il. insiste surtout sur la _di~tinct.ion par périodes de t.eznps et

par eituationa atmosphériques. Les résultats qU'il a acquis sur un mode

ho-raire seraient d'ailleurs susceptibles d''Un8 exploitation tort. intéressante,

,

-la rétér'ence aux situatioll8 atl'llOsphériques détaillées étant possiblb# puisque

celles-ci sont,enregistrées, par heure également .. l ~'aéroport. de Dorval •

.Flnslie quant à lui" a eu conscience du caractère relatir de tsa

.station urbaine; de , même

.

a-t-il bien aperçu, , dans la contamination possible

d~ ,sa -:Jtation, rura~ ~ .la Ville, l'ilIf0rtance des directions de vcnts~/et

donc déjà... du transport deB aérosols sur de fortes distances. En 8~, pour

une grande partie, nou~ n'avons guèro .fait qu'expliciter les remarques de, nos

,

.'

, prédéceslSe~8 J pour Y adapter nos buts.

On comprendra sans peine qu' ~ntrepr1se dan:J .la région de l-lontréal,

~ t - -. _.~~ ... ~~ h~ • • ~, < ~~ i. . . . ' ...J,Jo:r~<J'O " 1 " .j ~ , 1 ~ ~

·1

~

,~ ~ , , J < ,t,

'"

'~

J

-,

.

, , ,

/

1

9

:ltexpérience de East ost' d'un

int.érêt

tout paJ;ticulier po~ nous, et c'est elle

1 t- •

qui sera analysée ici. Elle est d'ailleurs "sutfisanment représentative des deux

" '" 1

aut.res puisque toutes ont pratiquement été constituées sur le même modUs.

, - . . '

Des mesures continués de rayonœment gl.obal ont été prises par

East du 1 novembre 1965 au 3i ~ 1967, 'soit durant deux hivers et "11Jl 6.té~ "en

de 'wc sites dont l'un, quaW:té dturbain, était sur ltemplacement 'de la

sta-. ' - "

tion méttiorologique du ,CollAge Brébeuf .1 Montréal, et l'autre, qualltié do

ru-'o.

, ,

ral,

6tai.t

loc&.ll.sé l environ 22 km &ou NtI, 1. Sainte-'fhérèse de Bl.a.invilJ.e.

,

ctest A partir de moyennes hOJ"aires que les co~&isons entri les

deux"s~-,

iiona ont été établies.

....' ...

Deux sortes de comparalsona ont été rech~rchées par ~t: une e~

pa.ra:iSOD dans le

temps,

pQ.J" mois ou par éa1sona, d1a~. 1& JI1O;YellDe horaire

, .

de chaque Journée,

et

une comparaison selon

l'état

du ciel pour

lequel

trois

. catégOTies ont été déterminées: '1) ~el sans ,nuage aux d~ux stations pendant

.toute Ithe~, 2) "temps complAtement couvert, ~ rayÔnnement. ,BOla1re direct . ,

nt~tant parvenu A aucune des deux stati6na pendant to~ l'heure, .3) lea

au-... , ..

tres C&.S.

n

a sufti" par tempa couvert.. /'C).U8 la l"8.1Onnement direct ait atte:1nt

\ - " .. \,

l'une des stations pendant; l'hèure,

r

que cette heure soit

piacée"'i\

troi.-s~mè c&.tégorle ~ 0

--, " "

n

est facile de vQir A quoi correspo~ent ces catégor:ies~

L'a:t.té-nuation par les awosole BOula, c'est-l-d1re l'effet propre de- la T.i.ll.e,' nta

" ' .

"

.sté isolée que dans la prendê:re, encore que, d'rune part ne sopt ~ précisées

les conditiona de temps clair,-et Burt7 (1970) attiré ltattention sur cètte

J - . •

1mprécision trop souvent rencontrée, et d

tâutre

part

ms

me8~8 ettect.uéea

Portent. sur le r&.lOnnement global, qui n'ost samJ doute sûre apte l montrer

. '

.

---~~~-, 0 ", 1 ~, !. ,

.,

10 __ " / \Ul8 signif':ieation. .'

.

.

,~ ,

.

La 4eux:l.Wne catégorie serait pèut-être plus significative, en

,

ce sens qu'elle 1Ie porte _{1 ..} que sur le rayonnement

dittus.

Dans cet~ catégorie,

i , ,

A la diffusion pa.r les aérosols vient s'ajouter l.'ettet des nuages, mais

l'ab-sence de rayonnement solaire pendant toute l'heure sur deux stations 8~

6101-, "

gnées laisse supposer, saut exceptions, une situation synoptique t~s large

qui permet de dire que la d11'térence de rayonnement diffus Jœsuré est. bien

l'effet de~ la v1l.le. La ditticulté. r6s1dera surtout dans ltinterprétatio~,

puisque nous savorus peu de chose sur le comportement du rayonnement dit.t'u8 en

ville. Chose certaine, l'indiv.l.d'lla,ljté de comportelD8n~ des ra~nt8 global

et ditfus appara1t bien dans lBs courbés SN (sans nuage) et CC (cOIllpl.ètement

,

cou.v&rt) de East: elles montrent. une tendance l l'opposition" a.vec c-ependant

une variabiliM beaucoup plus grande de la courbe CC.

C'est. avec raison que .East ~ignale que seules sos deux premières

çat4Sgor1ev sont hŒlOg~nes,-et i l semble que la tro1a:l~~ catégorie n'a guère

. de raison, <l'être. Elle comprend J,es heures oii l'on a. pu avoir~ pendant une

"traction du temps

~

le rayorÙtement,

~ct

arrivant aux: deUx:

stationa~

ou même 0

s~nt A l'une des stations. Un ciel pa.rtie~ment. couvert selnble indiquer

des nuages A. dominance du genre cwnul~: on sait toutes ~8 cH.vergençea qui

,

peuwnt en provem,r,

.,t

qui n'ont

nen

l voir dans

une

'différence

campagne-n

est curieux: de voir, dans la

F~'

5 de

r.J;t

6.968). cCUllDent

la courbe PC (partiellement couvert) s 'apparen~ A la. courbe moyenne générale

, ,

("

l i

-

'

connu

1.&

tro1si~me catégorie" et qui est ne~tement prédominant. 'Sur les 4,018·,

heures environ d'enregistrement _, de ra.yonnemént eolaire,

_.

rrt4

entrent dans- la.

-premi~re catégorie,

5-.36

dRns la 88conde, et 2,608 dans la. troiBi~JDe. On voit ainsi comment cette dernière vient fa.usser lEis résultat généraux, - et COXDlDl!tnt

il semble erroné de l'intégrer avec 1es, deux premil;rea, dana une compa.ra1sOP

entI'e la vill~ et la campagne.

C'est la critiq~ que l'on

_.

peut taire de résulta.ts ainsi obtenus

et présent'es qQi va nous permettre

dt~xpliciter

les caractéristiques que nous

voulons donner, ou que n0\1!J SOIlIIDeS amenés Adonner, A nos. . expériences.

On pout vçir "en particulier, dans l'incluSion de cet~ troisième

-catégorie, 1& marque de la position, clima.tologique traditionnelle, qui ne ,veut

rien privilégier ou écarter du rayonnement incident,

_.

.

dans la. période considérée,

r ~

cette période devant êt-ré,

si

poseible,

d'Une

année. Cett~ pos~tion 8e juSt.i~

.

-' p fie, et donne des résultats satisfaisants, A ~cond1.tion que l'étude porte sur .

J _ ' •

,

.

une t~8 longue période, détei'minée' par la statistique.

c.

tut

la. loi de

d

toute la climatologie Pendant longtemp&, ma1s

act~l~nt,

l'on ntest:

pl~

prêt

i

attendt"~',30

ou 40

B.,ns

pour

i-ec~tt:re,

de tâ.;on'

cértaine~ l"t~et

d'une

ville,

dtà~ pl~

que' pendant 'ce

t~" ~

Ville, eJ:1e:..m&me est l'objet d'tm-. portantes DlOdid'tm-.fieations .~ .. , l ~ ,

A'

lt~er8e,'

i1

a~para1t

bien

que nous

avons,to~'les moyens

, .~. }

po~ obte~ des membrelscie population atatistiq~~ '9.ut en termes' de temPs

peuvent. Stre beaucouP p1~ courts que l'année, qUi pe~nt m6Ù1e être

consti-tués par des expériences 1Dstantanéea, et qui ont \me valiJur atati:atique :1ndé-'

niable. ;,

,

... : '\-_, .. " _, ..

1

-. . . h :'-1-, -

.

.

,

.' • 4 !i " _J

:~

f

, "

,

.

.'

..

. .:-.

12

" ,C'est ce genre de statistiques que dans nos expéri~nces nous

\

avons l' intenti~ d'obtenir.

n

Vl,l sans ~re que dispara1t l'objectif" de

1&

recher:cbe d'une quantité annuelle d'énergie. En l'éta~ actuel des choses .. elle

ne tien plus A persOI'lne en ville; et en tant que le ra~nnement solaire a une

action, voire même sur des processus atmosphériques, ce n'eat pas l l'échelle _,

On voit aussi qu'adoptant. le mode des 'masures instantanées, c'est

.

~

le conèept. de ce qui é~t mesuré qui s'en trouve Qhangé.

n

s'agit nQn plUB

~

d'lme quantité d'énergie intégrée" sur un certain 'tèmps, pal? exemple une minute

mais bien de 'l'intensité énergétique .. ou énergie rayonnante, mesurée sur

une surface donnée. Les unités de mes~s choiaies 8eront adl,lptées" d'Wle part.

l la nature de ce qui est me!,uré, et d:'~utre Jl8:~ au S)'8t~1DI!J International. de

mesures, et' nous adoptel"On8 ;te watt (W) ~ Nos ré8ultats, ,s'eront dO~8, _r en W/m2•

Une des cons~uence8, ~te et tort heureuSe."

_-

de ,l'usage de

. ,

J ' ,

meS1lreO '1nstant.an~a# eat que ",des stations,permanentes ne sopt plus requieea,

, . ,,~'.

-

"

puisque nous avCil8 les' JIlI01enS ~ én !=e qui concerne le

rayonnement

sol.â1re, de

, , 0 . . "

" taire les cOrt'ect1o~ de ~Jtipa "et d'espace. C!es~ la di8pÔnib1lité

ainsi

ac,:"

, ,~~ f . . ' . " l '1:"': ~ , ...' ~ '~ ~ ' _

. _ quise $lui

penœt,

mPle avec· le peu d'instruments dont nous diapasons, de

multi-, , ., ~ ,

". ". plier' les

statl~na

et _ de

~~r

des è,q)6riences CCllIIIIle celles qùe noUS

prO.1e-, • • ~ . , <

- 'tons.

, ~~ . C' ~t ce-"qu;i noua tait espérex:- p<)uyo1r" établir facilement

une

~ , ;,.--'P' , ' _

, douzaine' de s~i1&s non

flermanenW8,

dans

la

ville et sur ,la C8lDp8.glle ~ le

, '

, J..ong,

d'~ t~a.jet."

quasi,

~C~~~:

qui -passera par le

cé~-v:tllê.

de

ta:ço~

... ... ~ "f . ' . t ' .

l 'atte1ncfi.e

lei.

ob.1eet1t~ ,én~~üx que nous ,noWl SQIIlID8S fixés.

- ,~~' .

.

""

" t ,

1

,

.

\ " " ~"

,e

..

..

'. , ' " " .;

~ Mais sans doute l'un des aspects les plus. criti quable des

expé-; f' , ..

ric:mc&s passées est-:e1le la pr6sentation,_d'~e. di.tterence da.n.s le ra.yonnement

Blo~~Ll ~0IDIDe rep~6se~ant

_. l'effet urbain. _, On peut

concev~ir'

aisémeht que les o

eftete des aérosols atténuateurs ne vont pas nécessairement

.

_, dans le/même ' sens

pour"les'deux compo~antes de'ce rayonnement# ce qlÜ;- enlAve t'Outo

81gnitica-t j n .. leura

~ontants

additionnés. Force est

don~

d'opter .pour l'une d'elle._

Po' intéressânte que serait une étude du ra.yonnement

dittus,

sep compôrtement

e l.le est encore trop incertain. Et c'est pour assurer nos résuJ.tats.que,#

dans

le

pré;ent travail, noUa nous en

tie~_ons

au seul rayonnement

~ct.

Ma.is la signification que nous cherchons dans le rayo~nt

di-rect est portée, non

Pâr

Ses valeurs

_.

elles~mêmes,

mais

bien par celles de son

, ~

at.t.énuation. C'est elle qui correspond A l'effet des aérosols. Cetté

atténua-,

tion Be calcul..ànt par référence au rayonnement rural, nos stations devront être

'.

distribuées de taço~ à obtenir~ le Ipng du parcours d'obsèrvation, ~8 valeurs

....

ruralDs de ra~ment _, direct qui sont nécessaires.

.

..

Etant donné le lien que nous vou1ons tStablir entre ltatténuatiQn

_.

_.

du rayonnement. direct et

_.

1& présence des aérosols, ceux-ci prennent-

_.

uœ place ,

.-~

importante dans notre projet. ~s lois qui règlent l.ev 6mission ét leur trw,:".

port peuvent devenir les lois des variation8 que l'on pO~ "tOir dans

l'at1:.é-, .

nuation du rayonnement

direct.

Du moinB dana ces lois réaident ~s ,8JCPl1cat:iona

. des ré~ult&t8 que nous a\tt'O,na trouvés, de même que c'est sana doute da.n8 leur

incapaCité A fournir l'eJCPlication qu'li fa1Mfra.

'(otr

l':1ncH.cation d'un ·~ttet. du

site.

C'est encore aux études reScantes sur ,la pollution qUe l'on."doit

-.

-

(:-d'avoir des domées et une théorie ~' appliquer. Celle-ci est bien connue.

~ 0

Le. concentra.tion ou le. d1sper-sion des entités ~Daines sont essentiellement

le résultat

d'un

transport o~ agissent de façon combinée deux 1'or-ces qui

Ber-vent de par_treB dans toutes les études vues sous l'aspect dynamique: le

.

.

vent et la ste.b111té. La. connaissance do ces forces a été acquise A. 1& suite

de multiples expérIences capables

r

en véritier les ettets.

Ces expériences ont. parfo~8 été taites ~n dehors des villes,

com-ma SUr" le site t~8 exploité de O'Nall" Nebraska" par Barad et Haugen (1958)" .

Cove,. et al. (1958), Cramer (1959), Haugen, Barad et Antana18 (1961), pour ne

parler que de ceB auteurs et que de ce site.

."

Mais elles ont aussi été réalisées dans de tris naubreuses villes,

coa:me

A

New-York (Lowry, 1951; Davidson, 1967; Davenport,

1968>.,

! Los AnBeles

(Neiburger, 1961; Angell et al., 1972), A Philadelphie (DaVis et Nawstein,

~ .

19(8),

A

Toronto (Hirt. et F~y, _. 1968)" et A Montréal (SUlll!ner8, 19(1), pour _,

nous en tenir l quelques villes nord-américaines. En site urbain, .les

eXpé-ri~mces ont pu Ill8ttre en valeltt' les cQnditiona de turbulence Ilaturelle" de même

que

q~lqU88

Bltuatiomt d'inversion plÙs

pa.rtic~ares

qui

~

attiré

l'atten-tion cœme étant dangereuses pour les citadins. \.

,On voit ~e suite l'intérêt qui se dégage pour les catégo~es

,

statistiques ol i l est possible, de conclur& A l'identité entre les para.mAtres

::

:::~:

d:;::: :

:'=N~;

1:::':'::

::=~

constance relative de cette identité, qui, jointe A la facilité qu'on

~.!

mesurer les parëUJi,1#rea, constitue un facteur de conna..i-ssance non négligeable. r"

, '

,

.

'.

~

\

.

,

.-/ _{• 1}

15

on

corçrend que certains ~~eurs so1.ent allés plus loin.. et

. qU'ils a~ent pu penser à. inverser l.e problème (Chahine .. 1970). lA. est posée

Il - , •

la question de l'aptitude de l'atténuation du rayonnement solaire

A

entrer

fi ~.".

dans un sys~lIie capable de renseigner dûment. sur les aérosols présents, dans

l' atmosph~re; a:l.nsi seràient évitées les peu sûres.t difficiles et cotlt.,uses

mesures direotes de

l.a:

pollution, telles celles qu:i ont été réaJ.i.sées

par.-Davidson 1 New-York en 1939-40, dont 'les données ont été 'Studiées _. par Fletcher

~

et ~M08 (1950), ou celles de Eut. qui ont 6té tai.tes par hélicopt~re .. A ,

Montréal même, en 1968. A

uné

époque

cm

'l'on cherche. résolumen~ la télédétéc-·

tion et la télémesure, l'1.dée mér:l.te qu'on s'7 arrête.

o

-Mais dans lB. mesure o~ nous voulons que la relation entre

l'atté-nuat1.on du rayonnement solaire direct et l.es 'NU°uW,tres de la dispersion des .. j

r - ' "

j

aérosols conserve to~e sa valeur.. torce nous est de vei,ller l c~ que cette

"

J ~

atténuation soit bien le tait des aérosols urbains. DéjA .. nous avens pu cri,;:"

l '

tiquer les catégories de East (1968), et voir que l'eUet propre ~e la. ville

\

ne se trouvait que dans la

p~ère.

C!.est aussi l.a raison pour lS.que1le nous

.r- '

----0 1

,sonmes amenés à réserver nos expériences .aux 8e~ jours de ~au

r8.

Fort

heureusetnent, 'Us sont général.elœnt assez nombreux 1 Montréal" po notre pé':'

1 . ,

riode 'd'observation qui va dé peptembre à mai. 1

Mais i l Y a plus, et i l no~ faut ve:Uier avec gr~ soin A déS

f'O ' '1

- transformations possibles ~e8 aérosols le long dU~parCour9>pce q

•

modifier d!, façon indue l'atténuation en cours d'expérience, et 1 i l

nui-/

-

.

rait A l'homogtffiéité de la relation que l'on veut établir.

1

1

~~ sont des ~tucl'ès de ~boratoire qui, en 'l'état actuel des choses,

sont capables de

nous

renseigner SUl' cette ques.tion, pui.squtel~s se sont fait

....

,

t

t

16 . • ,r

un Qbject;1! d'an1er_

.~

physique 'des particules et les proPl:iétés du rayon- ,

.f;J

nenlènt. ~s résultats généraux de ces études forment ce qu'il est convenu

_.

_.

d'appeler la t:lÎéorie de Mie. Si . celle-ci date du début du siècle (Mie, 19Q5)"

. . "

.

c'est Chandrasekhar (1950) 6~out q,ùi l'a fait conna1tre.

Notre but en l'évoquant ici n'est pas .d'en faire l'exposé, _{• 0 •} ni '

même de ~oir la modi..tication qu'ell.e ,a ,pu appotter A la loi de Rayleigh,

mais de passer en,revue,-grâce A"elle, les

c~n8

ca.pables d'oPérer des

changements

~ans

les aérosols,

atin

de mettre dJ'à l1.uIitations" si besoin est,

A nos ~riences. Dans le but d'assurer nos résultats, nous voul.ons nous

res-treindre ~ux sit~tiorm ·les plus simples.

\. ~.

.

~

Les ét~des ·selon Mie ~'illWJtrent presque exclusivement dans le

J • ,

doma.ine de la di1'tu.sion~" Leurs. acquisitions son.t donc ~our nous intéressantes

si,

c~_

le

dit

Bu~ich

(1964),

les ondes qui sont comprises entre 0.4 et

.' .

1.0 JA- m, 'e}est-à-dire une bonne partie de' celles qui ~ont reçues par nos

ins-truments, et qui ~ont en même temps les plus énergétiques ~ les ondes

....

CO~é8JD ne sont pratiquement atteintes que par la diffusion.

<;>

On

sait qua les aérosols atténuateurs s6nt l'objet de

modifica-.

"

, "

tions de taille par coagul.a.tio9? effet qui touche autant les particules

liqui-des que !Solides dans la couche d'aérosols. A cause de la. cprobabi'llté des con-'

,.

t.acts selon le telDp:5, c'est souvent

par

référence ~u temps

que

sont exprimés

"

.

les changements de taille suivant ce mode, d'où notre soin apport~ A la durée - ?

o •

des expériences. Cependant, un g;-aphique de Jùnge (1958) présenté par Bu1lrich

_,

(1964), noua montre que ~es changements importants n'eXistent qué pour les diamèt.res inférieurs A 0.2 \Lm, et qu'il n'y aurait gubre de modifications

• éJ ,

pour les pal-t,icules de diamètres supérieurs.

..

-

,.

, J

17

...

Ceci apparatt imporlant pour nous, puisque Altshul1.er (1970) montre cOlll'Oent l~ diamètre médian de la masse des particules uzobainos 'se si-tue au-<lessU8 (le 0.2 p'm, ~t 8é trouve proche dtllml zone ,,~ tailles stables

)

décrite par Jungê ~1.96J), et à l'intérieur de laquelle ni coagulation ni

sé-dimentation ne se produisent !;Iirectelœnt. De la. sorte, les nombreuses mesures

0'

faites par les auteurs cités dans Altshuller (1970), l'autorité de Junse en

la matnre, et aussi le ~emp" relativement court. pencl;int lequel nous aurotlB.

la possibilité de ~uivre n09 aérosols, nous permettent de penser qu'on peut

négliger cet effet de coagulation •

.

. n

n'en va probablement pas de 1lIêlDe pour les changelIlénts de

na-ture.

u

problème ici ne réside p8!.s dans la ctl,t!'érence de nature entre les particules dissoutes et les particules tor.mées

A

partir d'un no.yau de

conden-. sation, puisque Aden et Kerker (1951) ont pu montrer qU'elle n'interwna!l.t

'- _ gu~re dans le résultat de la diffusion. Ce qui eet plus A craindre, c'est que

ne Be p~u1se, sur notre trajet, et donc en cours d'expérience .. le passag~

de l'état solide à. l'état liquide, qu11ntroduirait dans nos résultats ~

variation dont i l serait ditticilè de rend.re compte, et qu'il serait même , 1

peut-être difici1e dt 1so1er et de montrer. le facteur en jeu dans ces

chan&e-1

msnts _, est l'humidit.é relative, pui-squ." dane les deux cas, il est que.stion de '

vapeur saturante ;

/

r':'

l i semble que nous n ''ayons pas à. ~raindre de rencontrer le"

can-•

.

• I!I ' • _. . .

'd.en.!S~t1ons A. pal(tir ,de noyaux, puisqu'elles exigé nt des sur8aturatio~ tr~8

'lev6es, 'et cec{

dta~ant

plus

q~tintèrvient

un

~ffet

de courbure qui, pour ·les

" l,,'

' . . l ' ,

~M.iculee relAtivement petites qui .torment nos aerosols, recule encore la

pos-a'ibillté de changement. ;

.

1-;.. .' " ". " • r , ; 7

J 1

1

i

18

Par contre" le éhangement s'opère bien avant pour les particules solubles, puisque, pour la dis~olution, i l n'est pas nécessaire qU'il y ait

8ur8at:urat~on. En t'ait, la dissolution commence au degré d'humi41té relative

pour~lequel

les particules peuvent-former

un~solution

saturée.

D'après Bullrich {3;964), c'est à, partir de 60-7(:$ d'hlmlidité rela-tive que commen~erait la dissolution des partiCules solubles. Il apparatt donc important pour nous de veiller attentivement au choix des jours d'expérience. Pour garder une va~ur à,nos mesures et une signification à nos résultats" il semble préférable de s~crifier le nombre des expériences" et de ne garder que

c~lles pour lesquelles l'humidité relative n'aura guère,dépassé

60%.

Une difficulté existera peut-être à rester au~essous de la norme • 8l,U' la totalité

.de

notre parcours. On peut craindre. de la dépasser auprès du-- fleuve et sur la c~g~e. Il apparaît ~ependant que les co~ditioil5 d'hiver

que nbus àvons à Montréal tendent à effacer les divergences.

La

masse d'air anticyclonique qui prévaudra pour nos jours d' expértence l.a:1!sse espérer des humidités fort~asse8 sur la région tout enti~re. Et dans l'utilisation

sé1ec-"

t1ve qui en est faite par la nature, il semble qu'U'y aura, en cette saison,

, ""~',

trop peu de chaleur di-sponible ~our une évaporation ou une sublimation

arrl-1 ' . ~

vant A modifier localement. les conditions d'humidité re'l.ative •

.,.~

Pourtant, l'humidité relative sera soigneusement vérit'iée à cha-que station. Nous rappelorus 'ce~ndant que l'annulation de mesur~s en unè sta--tion n'entratne pas J..a nullité de l'expérience tout entière. i l f;'st prObable que noU3 serons aJllenés à admettre bien des lacunes" et pour bien d'autres

ma-~

tifs. Dans la. mesure où

il

zfti.era à nos expériences assez de données pour '

, If'

6tre sir,nificatives, elles seront conservées.

1

"

19

/

1

Maie nos vérifications sont faites au niveau du sol, et

J.è

rôle

de l'humidité relative s'Olœrce aussi en altitude. Il est donc souhaitable de

/

f.l. rechercher d'abord ~es garanties de faible épaisseur pour la couche d'aérosols.'

Une station" placée 1 faible altitude, sur ~s llancs du Mont-Royal, est

pré-vue pOur en fournir l'indication. Quant aux. rQuleaux de convection issus de

l ,

, , ' {

. la présence du tleuve ov. du, cent:re-v~lle~ et capables d'e!ltra.1ner les aérosols,

on 'n'a, sur les hau~urs qu'Us atteignent" que de3 indications éparses et

s. Peut-êtire faudra-t-il n'accepter, pour les expériences, que

,

(l. ,

les C?urnées sans plafond, qui tIonnent quelque certitude que les humidités

re tivea qui nous touchent se situent A des niveaux très élevés. Ic~ aussi ..

oua pouvons les trouver sutfi8&JllDent nombreuses .. par temps dthiV&r, ,1

Hont-réal.

DéjA, un certain, nombrê" de conclusio~ s'avèrent pour nous

tort.

intéresPIltea. Nous avons de très fortes chances d'avoir a!f'afre

A

des

parti-cules de. taille stable. le nOlnbre' de ces particules ne sera diminué que par

sédimentation. Noua avons aussi de tris tortes chances de conserver les

parti-cules en leur

'tat

puisque la dissolution ne cODIDence quiA part,ir de 60 1 7($

d'h1.Dllidité relative, et la condensation autour des

noyaux

que bien après.

"Ceci, joint 1 l'unitormiSation de lthumidité relative.8u;l- toute la rég1on~

provenant dut.eJnps ant~cyclonique, et At ltat~ention que noua apporterons l

la.

v:érit1cat1on

d~8

platonda pour nos joumeSe. d'upériencea,'

lais~

espérer

~ufiioueJ

des

c~)D(l1tionà.,·

sinon id_las, du moins ex&ellentes.

"

Da.rui'

cils conditions 8~ exceptionnelles, l'ilnPortance des var

1&-t.1oné attendues

n'a

pas été sans être mise en question. On a pu se demaixler

,

sl le~~ d.ittérences enregistrées seront sut'tleantes pour dépa ... r lets erreurs

-~_ • .... ~~~P ... ~ ... ~4;<.-.~ .. r~~ ... Il~~t~ _ '\ ,\

,.:;~

..

, .,

;i:

t ' .' . i'{, " "

~'

,1

•

20

instrumentales qu'il faudra admettre. l i semble déj que t.héor1quement on

,

-!Â-'" ,l. '. -~':'

puisse répondre par ltaff1rma~ive.

Si l'on suit Bullrich, on peut,

Voir

que' les diamatres de- nO$

particules sont tels que les 10ngueUi's touchées sont cèl.lés qui reo~lent le

plus d'énergie, puisque d'après cet auteur, c'est dans l'1ntervatIe des dia~

.œt~s compris entre 0.2 et 2.0 tlm que l'on trouve le ma.x1mum d'extinction,

8oit, d'après ce qui est impliqué par les formules d'extinction, autant celle

de Mie que celle de Ra71eigh, pour les lo~ueurs d'onde du rayonnement qui se

~ situent au-dessus de 0.6 ~m. Les di~tres ou les longueurs d'onde qui nous

concernent sont tels qu'ils nous permettent d'espérer que'o'~st dans leurs

zones q~'une variation du nombre des particules, de

JDême,

qu'une ,var1ation de

l'espace qui les sépare, amènera une dittérence maximum.

t

Si ~U8 avons cité Bul.lr.ich

_.

(1<]64) abondaJllDent, et même

oxclusi-vemant, c'est qu'il tnd bien coœp~e,dea aspects p~atiqUeS, et capables d'être

mis en oeUVl'O s~ le errain, daM ce qui a été acquis

par

la théorie de Mie;

.

il a, en particulier, un magnifique paragraphe 2 sur les aéroools.

Bien d'autres auteurs cependant, qui sentent une 8ynth~se des

connaissances. acquises, n'ont pas été, sans noua appo r beaucoup d'

enrichisse-ment. De ce nombre, i l taut citer Kondratiev (1%9), t peut-être encore plus

Perrin de Brj.chaml;laut (1<)63) qui, d'une part, tient c te de toutes les tormes

de recherche, traditionnelles ou novatrice~ et Cl\Q., 'autre part, reste

lB

~

plus accèlssible au climatologue traditionnel que nous rest9nB par bien des

point"8. A lui aus8i on pourrait reprocher, c~penda.nt, ~'admottre des marae.s

•

considérables, dan~ le ~ouci d'êt~e prat~que ou dans la volonté de donner une

réponse l de8 questions qui ~ peuvent enco:re en a.voir.

l , \ l

,

, , . \:-: "'''~-'-'-l<,''''''''''''~''''''''}:t·~~~':t~;i..!;'''!l.fl:''''~~l!G"i_-''?Mr;8' ~ ~ ~ • t .~

,

.

c

t " 1 ~

.

21

particulier 'lorsqu'il traite,d~,l'extincti~n neutre, question qui nous .urait

tort intére'ssé_

Et c'est maintenant

_.

que noua pouvons mieu juger les expérience:. _.

de Gajzag6 (1970) 'A, Buda-Pest. Sans doute, llli aussi a-t-il ~:.uré le

rayonne-'ment global, mais on peut lui rec;,onna!tre deux méritéS:

~'esi

d'avoir tenté

de dQnne~ un aperçu de 'la variation du rayonnement mesuré, au lieu de taire

une sirçle com~~ ~lle-campagne, et c'est aUBsi d'avoir distribué ses

.

,

catégories, non plus dans le temps ou selon les situationB atmosphériques,

mais, selon les ~ctions .de vept q\.l'il associe, qualitativement, l des

tor-C~8

et A

d~s

turbulences

plus ou moins grandes.

Gajzago' a utilisé trois stations, l'lUle au centre-ville, et de

part, et d'autre de cel.lc-ci buivant tm axe rectiligne, une seconde station au NW, l 300 m d'altitude, A environ 3 km de la pr6cédente, de l'autre c8té

du Danube, et une troisième station au SE, l environ 12 km de la premi~re.

On voit comment, par rapport l ce qu'il a tait, nouS ne terons qu'àugmenter

le nombre des stations, et rappori.er DQS résultats A des valeurs

quantitati-ves du vent, ainsi

sans

doute qu'A ses directions.

AiDai, la revQe que nOlUJ avons pu taire- nouS ,aÙl"a permis de

pré-ciser nos conditions d'expérimentation, et d'assurer 1& vale1lr de ce que noUS

_surerons. Elle nous permet. aussi de

~it!uer

notre travail par rapport. l co

qui,

a

déjl été tait. &1 c, Gens, voilA dQnc -ce qU'il se propoee de taire:

- Folonger la phase _ricaine, non pu 9uant ~\.pt expériences que 'nous

avons pu crit1que:r, ma.1s quant aux prinCipes ,ton<!ament&ux a\Wluels

" ,

nous voul.~ rester attach's;

• '1:1

j - .

22

- ténir compté des acquiBitiorus do la théorie de Mie, en ce qui

concor-.les conditions capables d'amener des JDOditica-yons dans les aérOsols

, urbains' ,

,

.

.

- perfectionner les exptSriences de Gajzago en ,augmentant le nombre de,

stations;

- profi~r des acquisitions des sciences de la po~ution, de taçon·l

d.sser la simple prise de mesures, et A arriver l un traitement. de

, '

l'atténûAtion du rà.yomemsnt ,solaire direct, d'4J.pw,s les paramètres

de la. dispersion des a6rosols.

,'"

'.

'. - 0 . , ' , .. - ... .,.,.~"* ... ..-''''_~_...-... _ _ .. .,..~_~ ... ....,... ... - . . . "

...

; "

(

-.'

,

.

1

ChapItre 2: PiSTRUMENIS ET PROCEDURES.

•

Ainsi donc, l. chliloQ,U8 ~tat.i'on ont été mesurés les ra)'Onnements

global et ~tf'u8, en vue d'obtenir le rayonnement dirëct qui nous intéresse.

1 \

Un dOUble but était recherché: pouvoir montrer des d.if"t~renees le long du'

• parcours"

'~is

aussl.pouVoir mettre l'atténuation qu'on en tirerait

e~

rap-port avec les par_trea qui tont varier le panache urbain, de sorte qu'un ,~

... certain n~re de mesures oomplémentaires ont accompagné lea mesures du

rayon-nement'.

,P~ur

le

v~nt..I· è 'est dt abord le vent rég'lonaJ., tel qu' 11 est

en-re~s~ré l Dor.val, qui a été utilisé, et ce n'est que dans les der.ni~res

ex-périences qu'il a été mesuré aÙx statiorus. On a vu' qu'U' était nécessaire do"'

tenir cOlDPt~ de l'humidité relative de taço~ rigoureuse, et nous avons pris,

a\JX

stations,

des lDeeùres psycnr0m4triques qui, par la

m&œ

occasion noue

, l '

.

"

donnaient

;l~e tempéra~~s.

Essentiellement, l'éqe!pemellt de 'base des moaures

,

-aux stations comprenait ~oI;lc: un soJ.ariJœtre, un. anémoœtre, et ,un,

psycbrG-~

IDAtre,

les deux premiers ayant chacun

leur

ma,tériel :a'acconlpa~~nt.,

..

Les JœSure'S aux stations ont pu l l'occasion être ap~è8 ..

, - ' ,

v~rit1ées,' "Voire cOlllPlétée~, par les données d'un certain nombre de etat:tol)à'

'1 ,\

I

,:J.

"

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