HAL Id: jpa-00239064
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Submitted on 1 Jan 1890
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Alfred Angot
To cite this version:
Alfred Angot. Les observations météorologiques sur la tour Eiffel. J. Phys. Theor. Appl., 1890, 9 (1),
pp.169-177. �10.1051/jphystap:018900090016900�. �jpa-00239064�
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LES OBSERVATIONS MÉTÉOROLOGIQUES SUR LA TOUR EIFFEL ;
PAR M. ALFRED ANGOT.
L’observatoire météorologique établi au sommet de la tour Eiffel depuis le milieu de juin i 88g, par les soins du Bureau central mé-
téorologique, comprend les instruments suivants :
Instruments il lecture directe: baromètre à mercure; thermo- mètres à maxima et à minima, psychomètre ;
lnstrun2ents enregistreurs ordinaires: baromètre; thermo- mètre; hygromètre; pluviomètre;
Instr°tcme~zts transmettant et ej~re~vstj°ant éleclriquernent
leurs indications à distance d’une jnani~~j~e continue : thermo-
mètre ; girouette; anémomètre pour la vitessc horizontale (cinémo- graphe) ; anémomètre pour les courants verticaux.
Tous les instruments enregistreurs ont été imaginés et construits
par MM. Richard frères.
Une fois par semaine au moins, et plus souvent quand cela est possible, on monte au sommet de la tour faire les observations directes qui doivent servir de contrôle pour les enregistreurs. Sauf
le baromètre, tous ces instruments sont disposés sur la petite plate-forme circulaire de 1 m, 6o de diamètre qui termine la tour et
dont l’altitude est exactement de 3oo- au-dessus du sol ( 336’ll au-
dessus du niveau de la Iner). Les baromètres à lecture directe et en-
registreur sont installés dans une des pièces qui sont au-dessus
de la troisième plate-forme, à 280~ du sol. Enfin trois autres séries de thermomètres enregistreurs et à lecture directe sont disposés près du sol (pilier est), à la deuxième plate-forme (115’u) et au plancher intermédiaire entre la deuxième et la troisième plate-
forme (1 g5m).
Les indications des instruments enregistreurs, corrigées par la
comparaison avec les observations directes, seront relevées heure par heure. Ce travail considérable est terminé pourles observations de la vitesse horizontale du vent et de la température au sommet
de la tour jusqu’à la fin de l’année 1880. Nous indiquerons les ré-
sultats les plus remarquables qu’ont fournis ces observations.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:018900090016900
juin I88~
journées complètes d’observations en juin, 28 en j uillet, 3 i en août,
3o en septembre, 3 1 en octobre, 26 en novembre est 25 en dé-
cembre, soit en tout ~ç~3 journées, qui se divisent en deux périodes
bien nettes, l’une qui correspond à la saison chaude, jusqu’au
3 o septembre (101 journées) et l’autre qui correspond à la saison
froide et comprend les trois derniers mois de l’année (g2 journées).
Nous considérerons séparément ces deux périodes, en rapprochant
les observations obtenues au sommet de la tour de celles qui ont t
été recueillies pendant le même temps, avec un instrument iden-
tique, sur la tourelle du Bureau central météorologique, à 21111 au-
dessus du sol, et à 5oom environ de distance horizontale de la tour
Eiffel. Nous donnons dans le Tableau suivant les moyennes horaires de la vitesse du vent en mètres par seconde dans les deux stations et leur rapport; ces nombres sont de plus représentés gra-
phiquement dans les fg~. i et 2.
Vitesse du vent sur la tour Eiffel et au Bureau lnétéorologique.
I7I Vitesse du vent s~cr~ la tour Eiffel et au Bureau météor~oZo~LC~zce ( suite ).
Ce qui frappe tout d’abord dans ces nombres, c’est la force tout
à fait imprévue que le vent possède à 3oo- de hauteur dans l’air
libre. La moyennes des 193 journées d’observations de 1889 donne
au somrnet de la tour une vitesse moyenne de ~B5c), tandis qu’au
Bureau météorologique on n’a obtenu que 2,1l1, 13; le rapport de ces
deux nombres est 3,6. On savait bien que la vitesse du vent aug-
mente avec la hauteur; car, près du sol, les mouvements de l’air sont gênés par le frottement contre toutes les aspérités, collines, maisons, arbres, etc.; mais on n’admettait pas jusqu’ici une varia-
tion aussi rapide.
Un fait encore plus imprévu est la loi de la variation diurne de la vitesse du vent au sommet de la tour Eiffel.
Au Bureau météorologique, dans les deux périodes considérées,
la vitesse du vent est maximum vers 1 hdu soir et minimum dans la nuit, entre 3h et 511 du matin, comme on le voit par l’examen des nombres donnés plus haut et par celui des courbes inférieures
(B.-C.-1~I.) des fig~. i et 2 ; c’est du reste ce que l’on a observé dans toutes les stations ordinaires. La variation diurne de la vi-
tesse du vent suit donc sensiblement la même loi que la variation diurne de la température; on remarque même que l’amplitude de
la variation diurne de la vitesse du vent est plus grande pendant
les mois chauds (~~’. i) que pendant les mois froids (fig. 2),
exactement comme pour la température. Les raisons de cette simi- litude sont connues.
Sur les hautes montagnes, la vitesse du vent présente une va-
riation diurne sensiblement inverse; elle est minimum vers le
jour
plique aisément et tient aux dilatations et aux contractions de l’at-
mosphère qui accompagnent la variation diurne de la température;
Fig. 1.
Fig. 2.
Variation diurne de la vitesse du vent au sommet de la tour Eiffel et au Bureau central météorologique.
mais elle n’avait été signalée jusqu’à ce jour que dans les stations de montagnes les plus élevées (puy de Dôme, pic du Midi, Santis, etc.). Il est très curieux de la retrouver presque complète
à la tour Eiffel.; dans les mois chauds (courbe supérieure de la
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~~. i), le maximum diurne s’y produit en effet vers 11 h du soir et
le minimum vers 10h du matin; dans les mois froids (courbe su- périeure de la fig. 2 ~, il y a deux maxima presque égaux vers 8h
du soir et 6e du matin, séparés par un minimum peu important à
2h du matin, de sorte que la vitesse du vent reste grande pendant
toute la nuit et présente au contraire un minimum très marqué de
1 1hdu matin à 3h du soir. L’amplitude totale est, du reste, moins
grande dans la saison froide que dans la saison chaude, comme
celle de la température.
Cette inversion dans la marche diurne de la vitesse d u vent en
haut de la tour et près du sol est encore mise plus nettement en
évidence par les courbes ponctuées des ~~~. i et 2, qui représen-
tent la variation diurne du rapport des vitesses dans les deux sta-
tions. Aussi bien dans les mois chauds que dans les mois froids,
le rapport des deux vitesses est maximum vers 3h du matin et mi- nimum au 111111e11 du jour.
C’est certainement la première fois que l’on signale une va-
riation diurne semblable à une hauteur aussi faible dans l’aumo-
sphère ; le régime du vent constaté sur les hautes montagnes existe donc déjà à moins de 3oo- de terre, à condition d’observer réelle-
ment dans l’air libre.
La discussion des observations de la température conduit à des
conclusions analogues.
Nous avons pris comme terme de comparaison l’observatoire du parc Saint-Maur, qui est bien situé, en pleine campagne, et , donne la température exacte de la région de Paris. Un point situé
dans Paris même, plus près de la tour, n’aurait pas convenu, parce que la température de Paris n’existe pas, à proprement parler;
elle est absolument artificielle et peut varier de plusieurs degrés
suivant l’emplacement et l’exposition des instruments, l’état du ciel, la direction du vent, etc.
En admettant, comme d’ordinaire, une décroissance moyenne de 1° pour I Sonl, la température devrait être constamment plus
basse de io,59 au sommet de la tour qu’au parc Saint-Nlaur. Nous donnons dans le Tableau ci-dessous les différences observées réelle-
ment dans les températures moyennes vraies (moyennes des vingt-
quatre heures) et aussi dans les moyennes des minima et des
maxima de chaque jour.
Températtcre si~r la tour Eiffel et cc ,Sai~2t-~Iaur.
La discussion de ces nombres conduit aux résultats suivants : Dans tous les mois sans exception, la température maximum
diurne au sommet de la tour est plus basse qu’au pied; dans les
mois froids de novembre et décembre, la différence ne s’écarte pas
beaucoup de la normale, - 10, 59; mais elle est beaucoup plus grande pendant les mois chauds; elle atteint - 40,47 en juillet.
Les journées sont donc relativement froides au sommet. Par contre, les nuits y sont très chaudes; non seulement la différence entre le
sommet et la base n’atteint i°, 5g dans aucun mois, mais dans quatre mois sur six elle est positive : la température est plus
élevée au somme t.
La cause principale de ces différences est la faiblesse des pou- voirs absorbant et émissif de l’air, qui s’échaufl’e très peu direc-
tement pendant le jour et se refroidit aussi très peu pendant la
nuit. La variation diurne de la température doit donc être petite à
une certaine hauteur dans l’air libre; elle est grande au contraire
dans les couches inférieures de l’atmosphère, auxquelles se coln- muniquent par contact les variations de température considérables que subit le sol. Dans les 200 ou 3oo premiers mètres d’air à partir
du sol, la décroissance de la température doit être ainsi très rapide pendant le jour et très lente pendant la nuit, où même il fait nor-
malement plus chaud à une certaine hauteur que près du sol, quand le temps est calme et beau.
Les mêmes phénomènes ont été signalés fréquement dans les
175 observatoires de montagnes, mais ils y sont généralement moins remarquables. C’est que, dans ces stations, la masse de la mon- tagne exerce encore une influence considérable sur les variations de température de l’air, tandis qu’à la tour Eiffel on est réellement
dans l’air libre. Aussi l’amplitude diurne de l’oscillation de la tem-
pérature y est-elle extraordinairement faible. Nous donnons les valeurs de cette amplitude pour les six mois, en y ajoutant comme
termes de comparaison les amplitudes observées au parc Saint-
Maur et au sommet du puy de Dôme (altitude 1 £70~~).
Amplitude de la variation diurne de la ten2~érature.
On voit que l’amplitude de la variation diurne de la tempéra-
ture à la tour Eiffel est la même en moyenne qu’au sommet du
puy de Dôme et plutôt même inférieure.
Il est facile de se rendre compte qu’il n’y a pas compensation rigoureuse entre le refroidissement relatif pendant le jour et le ré-
chauffement apparent pendant la nuit que procure au sommet de la tour sa position isolée dans l’atmosphère. Dans le jour, en effet, l’air est agité dans les couches inférieures - des courants ascendants prennent naissance et amènent fréquemment à un
niveau donné de l’air provenant des régions plus basses et plus
chaudes. Pendant la nuit, au contraire, surtout si le temps est
calme et beau, le refroidissement par rayonnement est considé- rable à la surface du sol et dans les couches inférieures; la tem- pérature augmente alors avec la hauteur, au lieu de diminuer;
l’équilibre de l’air est doublement stable, puisque la pression
diminue et la température s’élève quand on s’éloigne du sol.
L’excès relatif de température constaté pendant la nuit à un cer-
tain niveau dans l’air libre doit donc surpasser la différence in-
verse que l’on observe pendant le jour. C’est ce que l’on remarque
que publiés.
moyenne des maxima de Saint-Maur et de la tour est de - 2°, g~
au lieu de - 1 °, 5c~ ; les maxima de la tour sont donc trop bas de
1 °, 38 ; par contre, la différence moyenne des minima étant -{-o~,85,
ceux-ci sont trop hauts de 2°,41’
Il résulte de ce défaut de compensation entre le jour et la nuit
que la température moyenne de la tour Eiffel doit être plus élevée
que la loi de décroissance ordinaire des températures ne l’indi- quait. Les six premiers mois donnent en effet comme différence des
températures moyennes vraies de Saint--IVIaur et de la tour
-o°, 69,
au lieu de - 1 °, 59; l’excès moyen de température de la tour est
de o°, g. Le mois de juillet est le seul qui présente la décroissance de température normale ; dans tous les autres, la décroissance est
beaucoup moins rapide, et même la température moyenne du mois de novembre a été plus haute en valeur absolue au sommet de la
tour qu’à Saint-Maur. Cette dernière anomalie, extrêmement
curieuse, tient à ce que souvent le régime atmosphérique peut
être entièrement différent à 300m de hauteur de celui que nous observons près du sol : c’est justement ce qui s’est produit en
novembre dernier dans des conditions très remarquables.
Du 1 o au 24 novembre a régné sur nos régions une période de
hautes pressions, avec calme ou vents très faibles venant généra-
lement de l’est, et température basse, surtout dans les derniers jours; on a noté à Saint-Maur les températures minima de - 1~,2 le 21, - 3°, 1 le 22 et - 1 °, 8 le 23 ; c’est seulement dans la
journée du 24 que le vent passe au sud-sud-ouest et devient fort;
la température remonte, le ciel se couvre et le mauvais temps
commencer. Or à la tour la température était encore basse lue 2 avec
vent faible du sud-est, lorsque, vers 6h du soir, le vent prend de la force, tourne au sud, puis se fixe au sl1d-sud-ouest; en méme temps, la température, au lieu de baisser comme elle aurait dû le faire normalement pendant la nuit, remonte de plus de 8° et arrive
à + 10°, à 2h du mauin, le 2~, alors qu’à Saint-Maur on notait
-
2°, 5. Depuis ce moment, les conditions n’ont pas changé au
sommet eu la température y est restée haute, de sorte que, dans
tout l’intervalle compris entre le soir du 21 et le matin du 24, il
a fait constamment beaucoup plus chaud à 300m que près du sol.
Ce du’il y a de plus remarquable, c’est que rien en bas ne pouvait t
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indiquer cette anomalie; pendant toute cette période, le ciel a été
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