Chaleur solaire

“ Force nous est donc d’admettre que la chaleur solaire se dissipe, dans tous les sens. Puisque ce rayonnement s’est effectué sans très grands changements pendant les temps historiques et probablement aussi pendant une très grande partie des temps géologiques, nous devons en conclure que le Soleil n’est pas simplement assimilable à un corps chaud qui se refroidit, mais que sa chaleur se renouvelle et s’entretient par un procédé quelconque. ”

“ Ainsi, la chaleur solaire se transforme en courants d’air ou d’eau, en puissance expansive des gaz et des vapeurs, en électricité, en bois, en fleurs, en fruits, en force musculaire ; aussi longtemps que cet astre brillant pourra nous fournir une chaleur suffisante, la durée du monde et de la vie est assurée. ”

“ C'est à la chaleur solaire que sont dus la plupart des phénomènes qui s'accomplissent sur notre sphère, dans l'air, dans l'eau, à la surface terrestre. Tous les courants aériens, réguliers ou irréguliers, sont dus au mouvement et à l'impulsion que les masses gazeuses de l'atmosphère reçoivent du soleil. ”

“ S'il en est ainsi, nous pouvons nous faire une idée des modifications qu'une atmosphère un peu dense peut apporter à l'intensité de la lumière et de la chaleur, en comparant les jours où, sur notre Terre, le ciel est pur et sans nuages, où le Soleil darde sans obstacle ses rayons sur le sol, avec les jours sombres et gris où les nuages nous en dérobent complètement la vue. La densité de l'enveloppe atmosphérique, le plus ou moins de vapeur d'eau qu'elle renferme, la plus ou moins forte condensation de cette vapeur, peuvent singulièrement changer les effets de rayonnement de la chaleur solaire. ”

“ L'échauffement de la surface, avec laquelle l'homme est en contact, dépend de l'irradiation solaire, de la longueur des jours, de l'exposition et des pentes, qui décident de l'incidence des rayons du soleil et même de leur arrivée jusqu'au sol. Les nuages, les brouillards s'opposent au rayonnement terrestre et aussi à l'absorption de chaleur solaire; les vents produisent d'ordinaire un abaissement - de température en activant l'évaporation. ”

“ La chaleur solaire que le sol absorbe pendant le jour, s'échappe par rayonnement pendant la nuit pour se disperser dans l'espace, et cette alternance périodique de gain et de perte de chaleur se reproduit d'un bout à l'autre de l'année, mais avec des intensités différentes, suivant les saisons ; en été, la terre absorbe plus de chaleur pendant le jour qu'elle n'en perd par rayonnement pendant la nuit ”

“ L'homme ne peut évidemment enrayer cette diminution progressive de l'apport de chaleur centrale. Son impuissance à accroître l'afflux de chaleur solaire est encore plus manifeste ; il est toutefois un moyen de ralentir le refroidissement du globe terrestre, d'accroître l'évaporation et les pluies qui n'est peut-être point hors de sa portée. Il consiste à augmenter l'utilisation par les océans, les lacs et les terres, de la chaleur solaire. ”

“ Pour sentir la valeur de cette objection, faisons d’abord le calcul du refroidissement de la terre, dans cette supposition qu’elle n’était dans le temps de l’incandescence que cinq fois plus chaude qu’elle l’est aujourd’hui, en supposant, comme dans les autres calculs, que la chaleur solaire n’est que 1/50 de la chaleur terrestre. ”

“ I La presque totalité de la chaleur que reçoit maintenant la terre à sa surface lui vient du soleil, bien qu’elle possède dans ses profondeurs une chaleur propre, et que l’espace céleste lui-même n’en soit pas entièrement dépourvu. La chaleur de l’espace, toute négative, suffit à peine pour empêcher les régions polaires de se refroidir en hiver au-delà d’une limite de beaucoup inférieure au point de congélation, et la chaleur propre ne devient appréciable qu’au dessous d’une profondeur d’environ 30 mètres [1] . A la surface, la chaleur solaire est donc seule sensible. ”

“ Mais indépendamment de ces deux sources de chaleur, l’une fondamentale et primitive, propre au globe terrestre, l’autre due à la présence du soleil, n’y a-t-il point une cause plus universelle, qui détermine la température du ciel, dans la partie de l’espace qu’occupe maintenant le système solaire ? ”

“ Une élude, plus approfondie, a fait reconnaître, entre la plupart de ces sources de chaleur, un lien commun, qui les rattache à la chaleur solaire. La chaleur inférieure du globe se révèle à nous par les éruptions des volcans, les sources d'eau chaude, et par l'accroissement de température que l'on constate, à mesure que l'on s'enfonce dans le sol. ”

“ Si nous envisageons maintenant un avenir plus lointain et des phénomènes plus généraux, il y a lieu de considérer le refroidissement solaire, qui présente une importance essentielle pour l'avenir terrestre, puisque, du Soleil, nous vient environ la moitié de la chaleur reçue par la superficie de la Terre et que, sans cette chaleur solaire, la vie s'y arrêterait aussitôt. ”

“ J'insiste moins sur l'énormité du froid, tant parce que la chaleur solaire naturelle peut même à d'immenses distances être modifiée par les atmosphères planétaires et des circonstances de surface qui la rendent sensible, que parce que ces globes pourraient recéler des causes de chaleur indépendantes de celles de l'astre central. ”

“ C'est la chaleur solaire qui détermine les vents par les déplacements des couches atmosphériques qu'elle produit; ceux-ci entraînent les sables du littoral et du désert et les amoncellent en formant des dunes. ”

“ On peut dire qu’elle se plie à tous les emplois industriels auxquels peut s’appliquer la chaleur solaire, surtout dans les contrées intertropicales où se fait déjà sentir l’absence de tout autre combustible que le soleil pour les besoins de l’industrie. ”

“ Quant à la température, l'air calme tend à s'orienter vers les extrêmes : excessive chaleur en été, froid exceptionnel en hiver. Les deux choses ne sont pas contradictoires. Les molécules gazeuses au repos laissent passer librement la chaleur solaire, mais aussi ne modèrent pas le rayonnement du sol vers les froids de l'espace céleste. Si la chaleur surpasse le rayonnement, la température s'élève très haut, ce qui
est le régime d'été. ”

“ Quant à cette cause interne de chaleur, nous ne lui reconnaissons plus l'invariabilité que nous pouvions, sans inconvénient pour les phénomènes géologiques, attribuer à la chaleur solaire. En effet, la terre est-placée dans un milieu qui a une température inférieure à la sienne, et, par conséquent, l'équilibre a toujours tendu à s'établir entre sa température et celle de cet espace. ”

“ C’est un fait aujourd’hui bien démontré que certaines substances, parfaitement transparentes à la lumière et à la chaleur lumineuse, sont au contraire opaques à la chaleur obscure. Ainsi les vitres d’une serre laissent passer en pleine liberté toute la portion du rayonnement solaire qui est à la fois lumineuse et chaude, mais s’opposent à la sortie des radiations calorifiques obscures émises par la terre ou les plantes. Or notre atmosphère contient toujours, et parfois en quantité considérable, un gaz moins perméable encore à la chaleur que le verre, nous voulons parler de la vapeur d’eau. ”

“ Dans les meilleures conditions climatériques, par exemple au Mexique et à Tahiti, la chaleur solaire suffît pour provoquer ces transformations; mais, comme nous le verrons plus loin, au Mexique même, on supplée parfois à l’insuffisance de la chaleur solaire par la chaleur artificielle. ”

“ En recherchant dans notre précédent ouvrage les causes de la chaleur solaire et de l'incandescence des astres qui rayonnent dans la nuit, j'ai montré qu'une énergie intra-atomique plus grande qu'elle ne l'est sur les globes refroidis devait suffire à l'entretien de leur température. ”

“ Pour la chaleur solaire, source de la plupart des énergies terrestres, cette dissociation suffisait à expliquer l'entretien de la température du soleil grâce à l'hypothèse suivante : les atomes des astres incandescents contiendraient plus d'énergie intraatomique qu'ils n'en renferment une fois refroidis. ”

“ Tout bien considéré, il semble peu probable que la perte de chaleur solaire par rayonnement soit compensée, d'une manière appréciable, par la chaleur provenant de la chute des météores, pour le moment du moins; et comme on ne peut pas trouver davantage cette compensation dans quelque action chimique, on est réduit à conclure que le plus probable est que le soleil n'est aujourd'hui qu'une masse incandescente liquide en cours de refroidissement. ”

“ Néanmoins, malgré la chaleur solaire, le froid serait intolérable pour nous sans l'abri que nous fournit l'atmosphère.
La chaleur solaire prise par le globe est très-inégalement répartie à sa surface; pendant le jour, l'ardeur et l'éclat des rayons du soleil nous semblent s'accroître depuis le lever de eet astre jusqu'à son passage au point le plus haut,, puis s'affaiblir graduellement sur le soir. ”

“ L'heure de la plus forte chaleur à l'ombre, qui est régulièrement de une à trois après-midi, n'est pas celle de la plus grande force des rayons solaires, et, soit que les brises de terre ou de mer rafraîchissent l'atmosphère à cette heure, soit que les nuages absorbent le calorique du soleil ou interceptent le passage de ses rayons plus ou moins de temps et lui fassent perdre ainsi une partie de son calorique déjà absorbé par la terre, il est certain que le thermomètre, bien préparé et disposé convenablement, ne marque pas la plus grande force solaire à ce moment. ”

“ L'atmosphère arrête environ les quatre dixièmes du flux calorique solaire, et presque complétement les effluves de chaleur obscure qui se dégagent du sol. Ce double résultat est d'une haute importance pour nous, et il nous montre le mode d'action de l'océan aérien. Il tempère l'ardeur, sans lui insupportable, des rayons solaires, arrête et conserve la chaleur terrestre, adoucit par conséquent les climats, et rend possible la vie à la surface du globe. ”

“ La température qui résulte de l'action de la chaleur solaire sur notre globe, varie beaucoup suivant les localités, et ces variations sont dues à de nombreuses influences, parmi lesquelles il en est une, l'altitude , qui se traduit toujours par un abaissement de température. ”

“ La mensuration de la chaleur rayonnante du soleil peut se faire avec le thermomètre dit solaire ou à vide ; mais elle ne se pratique que dans des stations fort clairsemées.
Nous avons souvent l'occasion d'observer les puissantes actions des radiations solaires sur nos impressions thermiques. Si lors des jours froids nous nous tenons au soleil, nous ressentons le froid bien moins et cela non parce que la température de l'air est plus élevée au soleil qu'à l'ombre, mais parce que les rayons solaires sont pour notre corps une source très importante de calorique. ”

“ La formation des nuages y est énorme, et d’épaisses nuées emplissent l’atmosphère jusqu’à une hauteur de 10 000 mètres. La chaleur solaire directe ne parvient pas au sol, mais elle est absorbée par les nuages, produisant une intense circulation de l’air, qui remonte les vapeurs aux couches supérieures, où elle se condense à nouveau en nuages. ”

“ On ne saurait imaginer de mouvement produisant de la chaleur, sans consommation d’énergie sensible. Quelque hypothèse que l’on puisse donc poser relativement à la chaleur du soleil, la conclusion sera toujours que la source de cette chateur.est épuisable, tandis que la consommation se poursuit en quelque sorte indéfiniment. On devra toujours conclure que, dans le cours des périodes éternelles, toute la durée de la lumière et de la chaleur solaires qui nous paraît illimitée aura non-seulement son terme, mais encore que la chaleur solaire disparaîtra complétement. ”

“ Les variations atmosphériques saisonnières sont corrélatives de l'inclinaison de l'axe de la terre par rapport au soleil. Pendant l'hiver la terre est plus rapprochée du soleil, mais son axe est plus incliné ; il en résulte que les nuits sont plus longues que les jours , que le soleil échauffe la terre pendant moins longtemps, et que par conséquent la température s'abaisse. Le contraire a lieu pendant l'été..
Nous savons maintenant que la température atmosphérique a sa source dans la radiation solaire calorifique, il nous reste à rechercher de quelle façon se distribue la chaleur solaire. ”

“ Si nous appelons chaleur la radiation solaire tout entière, ce qui vaudrait mieux, puisque la propriété chaleur est plus répandue dans le spectre que la propriété lumière et que par le perfectionnement des instruments on arrive peu à peu à la manifester partout, il y aura de la chaleur obscure, de la chaleur lumineuse de plus en plus froide, enfin de la chaleur obscure et presque froide, mais réduisant les sels d'argent. ”

“ C'est surtout par le sol, qui reçoit et absorbe rapidement près des deux tiers du calorique solaire, que l'air s'échauffe. Le sol est plus chaud que l'air pendant la plus grande partie du jour et même, sauf des cas spéciaux, pendant un certain temps de la nuit ; toutefois c'est plutôt à ce moment que le sol rayonne vers l'atmosphère la chaleur emmagasinée durant l'insolation diurne. Ce rayonnement étant exclusivement obscur, la vapeur d'eau en absorbe une proportion encore plus considérable que du rayonnement solaire. ”

“ En les consignant dans les annales de la science, les historiens ne négligeront pas de signaler cette particularité singulière, que le géomètre à qui l’on dut la première démonstration certaine de l’existence, au sein de notre globe, d’une chaleur indépendante de l’action solaire, a réduit à néant le rôle immense qu’on faisait jouer à cette chaleur d’origine dans l’explication des phénomènes de température terrestre. ”

“ Dans un avenir qu’on peut dire assez rapproché, il n’y aura même pour tout pays d’autre combustible que le soleil, d’autres machines que celles qui seront mises en mouvement par la chaleur de cet astre ; cette chaleur, on aura sans doute trouvé alors le moyen de l’emmagasiner, car il faudra bien, sous nos climats, dans les diverses applications du calorique solaire, songer à parer aux temps couverts, aux temps de pluie, qui composent, malheureusement pour nous, la plus grande partie de l’année. ”