Mesure des coefficients d'absorption de l'atmosphère - II. Résultats

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Mesure des coefficients d’absorption de l’atmosphère

-II. Résultats

J. Duclaux

To cite this version:

LE

JOURNAI.

DE

_PHYSIQUE

ET

LE

RADIUM

MESURE DES COEFFICIENTS D’ABSORPTION DE

L’ATMOSPHÈRE.

II.

_{RÉStJLTATS (1).}

Par M. J. DUCLAUX.

Sommaire. - 26 séries de mesures ont été faites, sur des _{atmosphères généralement pures, mais pas} au

maximum de pureté. Les résultats _peuvent être _{interprétés} de deux manières différentes :

1° Si l’on admet que la diffusion moléculaire se fait, quantitativement, suivant la loi de _Rayleigh,

l’absorption de _{l’atmosphère} est la somme d’au moins trois termes en _plus de celui _{qui correspond} à cette diffusion. Un de ces termes correspond à une brume non _{sélective, ayant} la même densité optique de l’ultraviolet au rouge, et _{d’interprétation} difficile. Les deux autres représentent, soit une brume de

propriétés optiques variables de manière

_coutinue,

soit deux brumes déterminées dont la densité va en

croissant du rouge à l’ultraviolet.

2° Si on _{admet que les coefficients donnés par la théorie de Rayleigh} sont _{trop grands} de 30 pour 100.

on peut expliquer tous les résultats avec deux termes seulement. en plus du terme de diffusion moléculaire La brume non sélective n’est _{plus nécessaite;} les deux autres ont une _{densité croissante du rouge à}

l’ultravriolet.

Cette _{plus grande simplicité} obtenue par la diminution du terme de diffusion n’est pas un _argument

contre la théorie de _{Rayleigh, mais elle montre que cette théorie} ne peut pas servir de guide pour l’étude de l’atmosphère réelle. La tendance, tiès répandue. à considérer _{l’absorption} de _{l’atmosphère} réelle

comme calculable à _{priori par la théorie,} est injustifiée et ne _peut conduire _qu’à des erreurs

En aucun cas, à 26 dates différentes, l’absorption n’a suivi une loi en 03BB-4. Bien plus. elle s’en estécartée

en _{moyenne d’autant plus que} la transparence était _plus grande. Cette loi théorique est donc sans valeur

pratique.

En plus de _{l’absorption régulièrement croissante du rouge} à _{l’ultraviolet,} il y a une absorption

sélective, qui semble avoir son maximum dans le bleu et qui peut-ètre s’étend au violet et à l’ultraviolet. Cette _absorption, variable d’un _jour à _{l’autre, peut} être attribuée avec vraisemblance à la _présence de

NO2, à raison de quelques centièmes de milligramme par mètre cube. Le produit oxydant contenu dans la basse atmosphère, et que l’on dose habituellement par voie chimique sous le nom d ozone, pourrait donc être du _peroxyde d’azote : ou encore, mais avec moins de _{vraisemblance,} du brome ou un _oxyde de chlore.

SÉRIE VII. TOME VI. 1~°

10.

OCTOBRE

1~~~..

~ 1. Résultats. - ~’ai

fait,

de 1928 à

193:J,

26 séries de mesures

_comprenant

199 clichés. L’étude de ces

clichés

_représente

un travail

_déjà

_{considérable;}

cependant

nous allons voir que, si elle

_permet

de

préciser quelques problèmes

mieux

_qu’on

ne l’a fait

jusqu’à

présent,

et surtout de détruire

_quelques

illusions tenaces

_quant

à la

_simplicité

de ces

_problèmes,

elle ne les résout pas. La solution

_{complète dépasse}

de

_beaucoup

les

_{possibilités}

d’un travailleur isolé. Toutes les séries ont été faites en août et

_septembre

(deux

seulement le 4

_octobre).

On sait que cette

_période

de l’année n’est pas favorable aux bonnes

_{visibilités,}

qui

ne commencent

_qu’en

novembre. Toutes les mesures

se

_rapportent

donc à l’air

_plus

ou moins brumeux. Le coefficient

_{d’absorption}

_{pour le}

_jaune

n’est

_jamais

(1) Première _partie, Joirn. _{~Ic~p., i93a, 6, p. 323.}

descend au-dessous de

2,5.10-7,

valeur au moins

double du minimum constaté

_{expérimentalement}

dans d’autres conditions.

_Cependant

cette

_absorption

carac-térise une

_atmosphère

_{qui, d’après}

les définitions

courantes,

serait considérée comme

_déjà

très pure, car elle

_permet

la visibilité à 150-200

km,

chiffre

qui

est rarement

_dépassé.

Le tableau II donne les coefficients

_{d’absorption}

observés, _{ramenés par} une

_règle

de

_{proportionnalité}

à l’air de densité normale

_(T.

P.

N.)

On

_{peut admettre,}

comme nous l’avons vu, que l’erreur moyenne des nombres du tableau II est

4 à 6 pour lU0 pour la

plupart

des couleurs et 8 pour 100 pour le rouge. Pour les comparer, il faut tenir

compte

de ce _{que les clichés d’une même série} sont faits successivement.

_Malgré

toutes les

_dispositions

_prises

pour assurer la

_{plus grande}

_rapidité,

la

_longue

durée LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM. - SÉhIR

VI[. -

T~VI. - ~o 10. - _OCTOBRE 1935.

402

de certaines poses fait que 10 min au moins sont

nécessaires pour la

prise

des 7 clichés. Or il arrive

(exceptionnellement)

que

l’atmosphère

subisse en

10 min des

_{changements appréciables.}

Pour remé-dier autant que

possible

à cette cause

_d’erreur,

en

détruisant tout ce

_{qu’elle peut}

avoir de

_{systématique,}

j’ai pris

la

_précaution

de faire

_{chaque jour}

les clichées dans un ordre

_{di f férent.}

De cette

manière,

il ne reste

plus

que des erreurs

accidentelles,

_{qui peuvent}

être

apparentes

dans certaines séries si deux clichés

cor-respondant

à des couleurs voisines sont

_pris

l’un le

premier-et

l’autre le dernier. TABLEAU II. -

Coe f f icienïs d absorption

de l’air

12.

_Groupement

des séries. - On

peut

placer

dans un _{même groupe les séries entre}

_lesquelles

il _y a une

_parenté

_évidente,

_{c’est-à-dire celles pour}

lesquelles

les coefficients

_{d’absorption}

sont à peu

près

les mêmes

et montrent la même variation en fonction de la lon-gueur d’onde. Dans

chaque

groupe, on

_{peut prendre}

la moyenne,

qui correspond

à une

_atmosphère

fictive formée de

_{parties égales}

des

_atmosphères

des séries

composant

le groupe.

- - .

Sur les 26 séries on en trouve 22

_{qui peuvent}

ainsi

entrer _{dans des calculs de moyennes : les 4} autres sont

trop irrégulières, trop

incomplètes,

ou seules de leur

espèce.

IL faudrait un

_{beaucoup plus}

_grand

nombre de séries pour que

chaque

situation

_{atmosphérique}

soit

répétée

plusieurs

fois.

Les 5 courbes moyennes ainsi obtenues

(courbes

de

groupes)

sont tracées sur le

_diagramme

de la

_figure

3.

Fig. 3. - Coefficients

d’absorption (X lu7) de Fatjrnosphère pour les 5 groupes de séries. La courbe R représente l’absorption

apparente par dif:usion moléculaire selon

Raylêigh

13.

_Moyenne

_{générale. - Nous pouvons régulariser}

encore les courbes en

_prenant

une _moyenne

_générale,

qui

nous donne les chiffres suivants :

Ces nombres sont assez

_réguliers

_{pour que} nous

puissions

les

représenter

en fonction de la

_longueur

d’onde par une formule contenant un

_petit

nombre de

paramètres.

Le

_plus

naturel est

_d’essayer

un

_type

de

formule contenant des

_puissances

de la

_longueur

d’onde.

Une formule du

_type

le

_{plus simple}

I~ - A î,-~

ne suffit pas. Il faut introduire un

_paramètre

de

_{plus ;}

pour faciliter la

comparaison

avec la théorie

_{j’ai essayé}

le

_type

suivant :

qui

fait intervenir, comme la théorie de

_Rayleigh,

la

quatrième puissance

de la

_longueur

d’onde. Si on

donne aux

_paramètres

les valeurs

La différence n’est notable que pour le bleu. Elle y atteint 9 pour

100,

c’est-à-dire une valeur

_qui,

admissi-ble pour une série

isolée,

ne l’est

_plus

_{pourune moyenne} de 22 séries. Il semble donc

_qu’on

_puisse

conclure de là

_(et

nous trouverons tout à l’heure de nouveaux

arguments

dans ce

_sens)

à une

_{faible absoi-ptioit}

spéci-fique

dans le

_{bleu, superposée}

à

_{l’absorption générale}

qui

varie de manière continue avec la

_longueur

d’onde.

Cette conclusion ne

_dépend

_{pas du genre de formule}

par

lequel

nous

_{représentons}

_{les nombres moyens,} et

résulte seulement de leur marche

_{irrégulière (fig.}

_4).

Fig. 4. - Coefficients

d’absorption (X f 0~)

de _{l’atmosphère moyenne.}

Si maintenant nous revenons à la formule

₍₃₎

et à son

interprétation,

nous sommes tentés _{d’admettre que le} terme en X2013~

_représente

_{l’absorption}

_{par la diffusion}

moléculaire,

l’autre

_{représentant}

_{l’absorption}

_{par la} brume. Mais il n’en est pas

ainsi,

car la théorie de la diffusion moléculaire conduit à donner au coefficient

numérique

du terme 1,,-4 une valeur

0,1.31

différente de celle que nous trouvons

_{expérimentalement}

_((1,1~3).

L’absorption

de

_{l’atmosphère}

_{moyenne n’est donc pas}

représentable

par la somme du terme de

_Rayleigh

et

d’un seul autre terme en 1,-n.

~.~.

_{Représentation}

des _{groupes. - Les groupes}

de séries sont ainsi

_{composés :}

Les valeurs moyennes des coefficients

d’absorption

pour

chaque

groupe sont données

par le

tableau III. La dernière

_ligne

de ce tableau donne les valeurs

théoriques

des coefficients

_{d’absorption}

_provenant

de la diffusion moléculaire.

15. Premier mode de

_{décomposition. - Pour}

interpréter

les nombres du tableau

_III,

nous _supposerons

tout _{d’abord que les valeurs}

_théoriques

de la diffusion

moléculaire sont celles que donnerait

l’expérience

pour

une

_atmosphère

sans brume. Pour avoir

_{l’absorption}

par la

brume,

il suffit alors de retrancher des nombres du tableau III

_(groupes)

celles de la dernière

ligne.

Soient à les différences

_{(tableau IV).}

TABLEAU 111. - Valeurs des

coefficients

11loyens

d’ab-sorption

X 1 Oi .

La dernière colonne du tableau

_indique

suivant

_quelle

puissance

de h se fait

_{(approximativement)}

la variation de

_{l’absorption}

avec la

_longueur

d’onde. On _{voit que}

la loi de _{variation est différente pour}

_chaque

série.

Il y

a donc au moins deux

_espèces

de brunie: car s’il

_n’y

en avait

_qu’une,

_plus

ou moins dense suivant les

_jours,

la variation de

_{l’absorption}

avec la

_longueur

d’onde

se ferait

_toujours

suivant la même loi.

TABLEAU -

Absorption

de la

brume,

calculée en

admettant la théorie de

_Rayleigh.

Une de ces

_brumes,

_{celle du groupe}

_Gi,

donne une

absorption indépendante

de la

_{longueur d’onde ;}

nous

l’appellerons

la bruîîie blanche. Il n’est _pas

_probable

qu’elle

soit-elle même un

_mélange,

car _{il faudrait que}

l’un des constituants de ce

_mélange

ait une

_absorption

allant en croissant à mesure _{que la}

_longueur

d’onde

augmente,

ce

_qui

_{est peu vraisemblable.}

Du moment _{que cette brume blanche}

_existe,

indé-composable jusqu’à

preuve du

contraire, l’hypothèse

la

plus simple

est que

l’atmosphère

des autres séries contenait des

_proportions

variables de la brume blanche et d’une autre brume. S’il en est ainsi nous

devons

_pouvoir

_représenter

tous les nombres du tableau IV

_par

des

_expressions

de la forme

404

En faisant les

calculs,

on _{voit que} cette

_{décomposition}

simple

est

_impossible,

_{à moins d’admettre pour les}

chiffres

_{expérimentaux}

des erreurs excessives Pour

représenter

ces _{chiffres convenablement il faut que la}

forme de la fonction

_f

_{varie d’un groupe à l’autre. On} obtient une très bonne

_{représentation}

_{par les}

formules

suivantes,

dans

_lesquelles

les

_longueurs

d’onde sont

exprimées

en y.

(1) :

L’écart moyen entre _{tes nombres calculés par} ces

formules et les nombres

_{expérimentaux}

_(moyennes

de groupes, en

_exceptant

les chiffres relatifs au

_bleu)

est

2,4

pour 100.

Dans

_{l’hypothèse}

faite sur la diffusion

moléculaire,

nous _{voyons ainsi}

_qu’il

_{y a,} en

_plus

de la brume

blanche,

deux autres brumes au moins de

_propriétés

_optiques

différentes,

mélangées

en

_proportions

variables. Les

mesures ne donnent pas d’éléments suffisants pour

déterminer ces

_{propriétés.}

Tout ce _que nous _pouvons

dire est _{que, pour la}

_plus

bleue de ces deux

_brumes,

la variation de

_{l’absorption}

avec la

_longueur

d’onde se fait suivant une

_puissance

de X

_égale

au moins à

3,5

et

pour l’autre suivant une

_puissance

_{au plus}

_égale

à

1,5.

En

résumé,

si nous admettons comme exacts en

pratique

nombres que donne la théorie de la diffusion

nll):éculaire,

nous sommes amenés à conclure que

l’absorption atmosphérique

est la somme de

_quatre

termes au moins :

1.

Diffusion

_{moléculaire,}

2. Brume

_{blanche, absorption}

en

)...°,

3. Brume

_{bleue, absorption}

_{à peu}

_près

en ),-n avec

ït :~~,

3,5,

4. Brume

_{intermédiaire,}

_{à peu}

_près

en ),- avec

1,.

Nous pouvons évidemment tout aussi bien supposer

qu’il

y a une infinité de brumes dont les

_propriétés

varient de manière continue. Par

_{exemple, les particules}

constituant la brume

_pourraient

avoir toutes les dimensions

_comprises

entre certaines limites. De toute

manière,

l’absorption atmosphérique

ne _{suit pas de}

lois

_simples.

_Admettre,

comme on l’a fait

_quelquefois,

qu’en

raison de la très

_petite

dimension des

_particules

composant

la

brume,

l’absorption

doit se faire suivant

une loi en

_À-4,

e t une

_hypothèse

_{que rien}

_{ne justifie.}

La

brume en

~,-4@

si elle

existe,

n’a en tout cas

jamais

été

rencontrée seule dans aucune série.

Mais de

_plus,

l’examen des chiffres révèle un fait

imprévu.

Les

_plus

_{grandes transparences}

observées

(1) Il n’est pas probable que l’absorption suive exactement

une loi en 1- >1 ; cette _{expression simple} donne seulement une représentation approchée de la variation de ~ avec J.. Le résultat essentiel, la nécessité de plusieurs brumes, est indépendant de cette représentation.

correspondent

aux séries _{du groupe 1. Or} ce _{groupe est}

celui

_qui

a donné la brume blanche. Les

_absorptions

les

_plus

_fortes,

au _{moins pour l’ultraviolet} et le

_violet,

sont _{celles du groupe} 4

_(tableau

_qui

_{correspond à}

une brume très bleue. On aurait pu supposer, à

_priori,

que la brume serait d’autant

plus

bleue

_qu’elle

serait

plus légère.

Cette

_{supposition est complètement}

démentie par l’observation : si on admet une relation entre la dimension des

_particules

de la brume et sa

_couleur,

on

peut

dire que dans les conditions très variées des

mesures l’air le

_Jllus

_pur est celui

_qui

contieni les de la di11tension _moyenne lrx

_{plus grande.}

On

peut

échapper

à cette conclusion en admettant t

que la brume blanche n’a pas une

_{origine matérielle,}

ou

_qu’elle

résulte d’une

_absorption

véritable et non

d’une

_diffusion;

mais ces

_hypothèses

n’avancent pas le

problème

vers sa solution.

16. Deuxième

_{décomposition.}

--

D’après

les observations de visibilité à

_{grande distance,}

les coeffi-cients déduits de la théorie de

_Rayleigh

sont

_trop

_grands

au moins de 20 pour 100

_(1).

Au lieu

_d’employer

comme

nous venons de le

faire,

les nombres

_théoriques

_{pour la}

décomposition

des nombres du tableau

111,

il serait

préférable d’employer

les nombres réels. Ceux-ci ne

sont pas connus. _{Nous pouvons}

_seulement,

à titre de

première

approximation,

admettre que les chiffres réels

sont

_égaux

aux

_7p10

des chiffres

_théoriques.

Cette

hypothèse qui

suffit à

_expliquer

les

visibilités,

sans

trop

s’écarter de la

_théorie,

1

permet

une deuxième

décomposition, analogue

à la

_première,

des nombres du tableau III.

Il se _{trouve que cette deuxième}

_{décomposition}

per-met de

_représenter

toutes les séries au _{moyen de trois}

termes

seulement,

tandis

_qu’il

en fallait

_quatre

_{pour la}

première.

On aura

_ainsi,

en

_désignant

_{par l~ le terme}

théorique

de la diffusion

les valeurs de m et de it étant les mêmes _{pour toutes les}

séries. En raison de l’incertitude des chiffres

expérimen-taux,

ces valeurs ne

_peuvent

_{pas être calculées} avec

précision;

il serait très laborieux, et de

_plus

inutile,

de chercher les valeurs

_qui

_{donnent pour} l’ensemble

des séries les erreurs les

_plus

faibles. Mais on réussit à

représenter

très convenablement toutes les séries en

n = 3

_(2).

Avec ce deuxième mode de

_{décomposition,}

nous ne

trouvons

_plus

de brume blanche : il conduit donc à des ’ résultats

_plus

_{naturels que le}

_premier,

car

_{l’explication}

de cette brume blanche très ténue _{n’est pas immédiate.} La

_comparaison

du calcul et de

_{l’expérience}

a été faite

ici,

non

_plus

comme

_{précédemment}

sur les moyennes de groupes, mais sur

_chaque

série

indivi-duellement,

et même sur celles

_qui

_{n’avaient pu} entrer

(1) Compte.s rendus, 1934, 199, p. 1328.

(1) On ne peut pas s’écarter beaucoup de ces valeurs. Ainsi

on obtient des résultats inadmissibles en _prenan t m = _{0, n} == 4:

dans aucun _{groupe. Si} on met encore à

_{part les}

nombres

relatifs à la lumière bleue

₍₄

520

_À)

tous les autres

nombres) peuvent

être retrouvés

_{par le}

calcul avec un écart moyen de

_5,5

_{pour 100. Pour la}

_première

décomposition,

l’écart moyen était

2,4

pour 1 OU pour des moyennes de 4 à 6

séries,

soit _{environ 5 pour 100} pour les séries isolées : les deux écarts sont

compa-rables

_(’),

et sont bien ce _{que l’on}

_pouvait

attendre en

raison de l’incertitude des nombres

_{expérimentaux}

(8

pour 100 pour le rouge. a-6 pour 100 pour les autres

couleurs).

Ainsi la réduction aux

_7/10

des chiffres de

_Rayleigh

permet

de

_représenter

les

_propriétés

de

_{l’atmosphère}

avec un terme en moins et sans rien

_perdre

en exacti

tude. Les

_proportions

relatives des brumes en h-1 et

en ),-3 sont très variables. Dans 9 séries

_(9,

228, 232,

~.33, 236,

311,

_334,

345,

346,

428)

la

_première

existe

seule ;

dans la série

224,

de valeur moindre et seule de

son

_espèce,

la brume en ).-3 existe seule.

17. Relations avec la situation

météorologique.

- Les situations

météorologiques correspondant

aux

diverses séries

_{présentaient}

une certaine

_uniformité,

du _{fait que les} mesures n’élaient

_entreprises

_{que si le}

ciel était

_parfaitement

_{pur dans la direction} étudiée, ce

qui

entraîne 1 absence de tout _nuage ou cirrus

_jusqu’à

environ 350 km de l’observatoire La

_pression

atmosphérique

était

_pratiquement

_toujours

la même

(69ri

à 702 mm ; une seule fois

_{693, 694,}

_695).

A

_partir

de la série

_9,

_j’ai

noté la

_{température,}

la

pression

de la vapeur d’eau et l’état

_{hygrométrique.}

Pour les divers groupes les moyennes sont :

Le nombre des séries est

_trop

_{faible pour}

_qu’on

_puisse

tirer de ces _{moyennes des conclusions} définitives. On

voit

_cependant

_{que le groupe 1}

_qui

a donné les

_plus

grandes

transparences,

est celui

_{qui correspond}

aux

températures

les

_plus

élevées et à l’humidité la

_plus

grande,

tandis que les groupes 3 et 4

(absorption

la

_plus

forte)

correspondent

à l’humidité absolue ou relative la

plus

faible. C’est donc en

_{général l’air}

le

_plus

hunlide

qui

est le

_plus

_transparent,

du moins entre le

_jaune

et

l’ultraviolet. Mais cette

_règle

_comporte

des

_exceptions

(séries

346,

428).

Notons

_qu’elle

est d’accord avec l’ob-servation courante

_{(visibilités}

lointaines

annonçant

la

pluie).

18. Excès

_{d’absorption}

dans le bleu. - Nous

avons reconnu

₍₁₃₎

_que

_{l’atmosphère}

_{moyenne de} toutes

les séries

_présentait

dans le bleu

₍₄

520

_À)

un excès

(l) Dans la _{première décomposition,} les valeurs des _exposants de a sont celles qui donnent l’écart moyen le plus faible. Dans la seconde, ce sont seulement ceux qui donnent des nombres satisfaisants. Il est probable qu’un meilleur choix diminuerait

encore _{l’écart moyen,} car il n’y a _pas de raison pour que les valeurs de na et n soient entières.

(~) Une seule série seulement.

d’absorption.

La deuxième

_{décomposition}

des coeffi-cients

_{d’absorption,}

telle que nous venons de la

faire,

permet

de

_préciser

la nature de cet excès.

Pour

_chaque

série,

la

_{décomposition}

est faite en

choisissant les

paramètres

de manière à obtenir une somme minimum d’écarts entre le calcul

_{et l’expérience.}

Pour toutes les couleurs sauf le

_bleu,

les écarts sont

tantôt dans un spins et tantôt dans l’autre

_(écarts

acci-dentels).

Il n’en est pas de même pour le bleu : ~ écarts seulement sont dans un sens et tous

_plus

_petits

_{que les}

erreurs de mesure

_{(somme 0,58)}

tandis que ~1~ sont en sens contraire et

_{beaucoup plus}

_{grands (somme}

_13,3).

La moyenne

générale

est

0,~7.i0-~.

La discussion des chiffres montre _{que le constituant}

de

_{l’atmosphère responsable}

de cette

_absorption

dans le bleu est en

_quantité

variable.

Autrement,

il faudrait admettre que les mesures dans le bleu sont

_beaucoup

moins exactes que les

autres,

et ce sont au contraire les

_meilleures,

les corrections étant

_petites

et

l’absorp-tion étant d’une

_grandeur

_presque

_toujours

très favorable Je _{n’ai pas réussi à trouver} une relation entre

cette

quantité

variable et les autres constantes

_{d’absorption}

de

l’air,

c’est-à-dire la

_plus

ou moins

_grande

_quantité

des brumes en ~-1 et en ).-3. Il semble

_{cependant qu’il}

y ait une relation de

_{proportionnalité grossière}

entre l’excès

_{d’absorption}

dans le bleu et l’intensité de la brume en î,-1 . Mais ici encore

_quelques

séries sortent

de la

_règle.

Il est

_remarquable

_{que la série}

_qui

a donné l’excès

le

_{plus grand}

_(série

₃₃₄₎

a été _{faite par} une

tempéra-ture très basse

_(4°)

et un air

_{particulièrement}

sec

_(point

de rosée au-dessous de - 3°. Il

_pourrait

_{donc y avoir}

une relation indirecte entre l’humidité et

_{l’absorption}

dans le

_bleu;

mais il est

_possible

_{aussi que la}

coïnci-dence soit accidentelle.

19. Causes de

_{l’absorption}

bleue. - Le consti-tuant de

_{l’atmosphère qui}

est

_responsable

de cette

absorption

est accidentel. Comme il ne

_peut

_{être que}

très

_dilué,

il est

_probable

_qu’à

l’état concentré il doit absorber très fortement et sélectivement la lumière de

longueur

d’onde voisine de 4 «fl0 1, c’est-à-dire

qu’il

doit avoir une couleur

_jaune

ou

_{orangée comparable}

à celle de la

_{chrysoïdine,}

dont le

_spectre

_{d’absorption}

comporte

une bande très forte autour de cette

_longueur

d’onde.

Le brome a cette

_couleur,

et son

_{spectre d absorption,}

étudié par G.

_Ribaud,

_présente

un maximum vel s

4 200 1. La

_présence

de brome dans

_{l’atmosphère}

n’est pas invraisemblable : il

pourrait

venir de

_{l’oxydation}

photochimique

des bromures de l’eau de mer.

Cepen-dant il

_{n’est pas probable}

_{que l’excès}

_{d’absorption}

dans le bleu soit dû au

brome,

car son

_spectre

_{d’absorption}

s’étend sur le violet et est

_plus

intense sur la bande de

transparence

du filtre violet

_{(due 3}

900 À à 4 400

_À)

_que

sur celle du filtre bleu

_{(de 4}

300 à 4 700

_,1).

Le

_premier

406

Si l’on

_pouvait

faire abstraction de cette

difficulté,

la

présence

de brome rendrait assez bien

_compte

des

phé-nomènes. En

effet,

j’ai

mesuré la densité

_optique

d’une certaine

_épaisseur

_{de vapeur de brome} au travers des mêmes filtres

_qui

avaient servi aux mesures. Les résultats sont les suivants :

Il reste à étendre ces mesures au violet Pour

l’ultra-violet, les

nombres deRibaud donnent une densité de 0.8.

D’après

ces nombres

aussi,

la

_quanlité

de brome

pouvant

donner l’excès moyen

d’absorption

dans le

bleu serait voisine de

_0,03

_{mg par mètre cube} d’air.

Le

_peroxyde

d’azote

_N02

a aussi une _{couleur rouge.}

On sait

_qu’à

la

_température

ordinaire et sous la

pres-sion

_{atmosphérique}

ce _{gaz existe}

_{principalement}

sous

la forme de molécules

_géminées

N20,,.

Mais à la

con-centration à

_laquelle

il

_pourrait

se trouver dans

l’at-mosphère,

seules les molécules

_simples

sont à consi-dérer. Le

_spectre

_{d’absorption comprend}

un nombre considérable de raies dans tout le visible et l’ultra-violet

_proche.

La couleur rouge montre que

l’absorp-tion

_globale

est

_plus

forte du côté violet. En

_opérant

comme _pour le brome

_j’ai

trouvé, en lumière

blanche,

les _{chiffres suivants pour} une

épaisseur

de 1 cm

environ à la

_pression

ordinaire :

Filtre ... violet bleu bleu-vert

_vert-jaune

rouge Densité..

_2,05

_1,44

_0,90

_O,~~J

0,07

D’après

ces chiffres. la

_quantité

de

N02

nécessaire

pour rendre

compte

de l’excès

d’absorption

dans le bleu serait en moyenne

0,02

mg par mètre cube.

Ces mesures visuelles

_indiquent

une

augmentation

de densité dans le

violet ;

il semblerait donc que,

comme avec le

brome,

l’on doive trouver pour

l’atmos-phére

contenant du

_N02

un excès

_{d’absorption plus}

grand

encore _{pour le violet que pour le bleu. Mais ici}

la difficulté est _{pour trois raisons moindre que dans}

le cas du brome.

i° Les mesures

_{photométriques}

ont été faites avec un _{gaz à la}

_{pression atmosphérique,}

_{contenant 85 pour}

100 de molécules

_géminées

N2

0,

qui

absorbent le violet. Il

_peut

se _{faire que}

_{l’absorption}

constatée soit attribuable à ces molécules.

2° Les mesures _{visuelles donnent la densité pour les}

rayons

auxquelles

l’oeil est

_sensible,

et

_qui

ne

cou-vrent _{que la moitié de la bande de}

_transparence

pho-tographique

du filtre violet.

3° Les densités ont été déterminées avec une source

de lumière continue. Pour l’étude de

_{l’atmosphère}

c’est la lumière solaire

_qui

intervient avec toutes ses raies. La densité

_optique

de

N02

peut

être très différente dans ce second cas, si ses raies

_{d’absorption}

se

super-posent

aux raies solaires.

On sait d’autre

_part

_d’après

_{Lambrey e)}

I que le

coefficient

_{d’absorption}

de

N02

ne _{continue pas à}

aug-(1) Ann.

_Physique,

1930, 14, p. 95.

monter du côté de

_{l’ultraviolet,}

car il est faible aux

environs de 3 600 ~~. On

_peut

donc _{conclure que}

l’hy-pothèse

de la

_présence

de

N02

dans

_{l’atmosphère}

n’est pas contraire au _-peu

_que

nous savons sur les

pro-priétés optiques

de ce _{corps, dont l’étude} est très

incomplète

dans la

_{région qui}

nous _{occupe ici}

(1).

Fig. 5. - Coefficients d’absorption (x 107)

Fig. 5.

de

de

l’atmosphère moyenne.

l’atmosphère moyenne.(x 107)

Il faut d’ailleurs bien

_comprendre

le fait à

expli-quer. Nous trouvons

expérimentalement

un excès

d’absorption

daus

le

ble.u.

Cela

veut

_simplement

dire

qu’en joignant

par un trait continu

_{(fig. 4}

et

5)

les

points

relatifs aux autres couleurs. celui

_qui

est relatif

au bleu

est

a,u-dessus de ce _{trait. Mais il y} a dans

le tracé de ce trait une

_part

d’arbitraire. Il

_peut

_y

avoir aussi un «

excès »

_{d’absorption}

dans le violet et

l’ultraviolet ;

en ce cas

_{l’atmosphère}

débarrassée de la substance

_responsable

de cet « excès » donnera la courbe

_{pointillée (fig. 5)}

au lieu de la courbe

_pleine.

Les faits essentiels à

_expliquer

sont

_{l’augmentation}

Y-apide

et anoî-male de

_{l’absorption}

entre fi 770 et

4 5120 ~ et le fait que cette

augmentation

ne se

pour-suit pas au delà avec une

rapidité cOlnparable,

ce

_qui

exige

l’intervention d’une

_absorption

sélective. Il semble que l’attribution de cette

absorption

au

peroxyde

d’azote

_puisse

rendre

_compte

de ces deux

faits ;

il reste

beaucoup

à _{faire pour q,ue la}

_présence

de ce _{gaz soit}

_prouvée.

°

Comme

on le

sait,

il est

_décomposé

_par

_{l’eau ;}

il est curieux de constater que, comme il a été dit

_plus

haut

_(18),

l’excès

_{d’absorption}

dans le bleu a été maximum le

_jour

où l’air a été le

_plus

sec. Mais il

peut

s’agir

là

d’une

simple

coïncidence.

Les

_quelques

essais que

j’ai

faits pour retrouve,r

dans

la lumière solaire les raies

_{d’absorption}

du

NOs

n’ont rien donné

_{jusqu’à présent.}

Mais les conditions

expérimentales

étaient mauvaises et cet insuccès ne

prouve rien.

(1j Les mesures de HOL31ES et DANIELS. (Ann. Cheni. Soc., 493~,

56, 630), indiquent une diminution de l’absorption au dessous de 0,!~03 1-1. Mais ces mesures se rapportent aux raies du mercure

et ne _peuvent être utilisées ic.i.

-~ Manuscrit reçu le