Radiation solaire

“ Les végétaux empruntent invariablement à la radiation solaire les forces nécessaires à leur développement vital, en chaleur, lumière et électricité. Or, on sait que la radiation solaire qui, à inclinaison égale, doit rester à peu près la même en tout lieu, si on la mesure à l’extérieur de l’atmosphère, n’arrive à la surface du sol qu’après avoir subi une déperdition ou, pour mieux dire, une transformation très variable, due à l’absorption atmosphérique. ”

“ Elle est au contraire à peu près totale quand l’atmosphère est chargée de vapeur d’eau et surtout de nuages. Dans le premier cas, l’action de la radiation solaire agit en entier suivant la direction des rayons solaires et elle doit être interceptée au passage par le feuillage des arbres qui abritent le sol. Dans le second cas, au contraire, l’action solaire se trouvant diffusée dans l’atmosphère, se réfléchit dans tous les sens et produit les mêmes effets à l’ombre que dans les endroits découverts. ”

“ On voit que les physiciens ne sont pas encore d’accord sur la vraie valeur de la constante solaire, — si constante il y a, car, après tout, rien ne prouve que la radiation solaire ne varie pas. Il serait assurément intéressant d’étudier, d’une manière analogue, la radiation chimique du soleil, et de recourir aussi à la photométrie ”

“ La radiation solaire qui, sur la mer, est en grande partie absorbée par l’eau, dont la température reste à peu près invariable, surchauffe au contraire la superficie du sol terrestre et, avec lui, l’air en contact, qui devient d’autant plus sec qu’il est plus chaud, d’autant plus chaud qu’il est plus sec. ”

“ La radiation solaire s'endort, en quelque sorte, au sein des plantes pour se réveiller en chaleur et en travail chez les animaux. De faibles quantités de matières alternativement combinées ou séparées, servent donc indéfiniment à fixer la radiation solaire, puis à nous la rendre sous forme de vie animale. ”

“ Mes études sur les raies telluriques et l'absorption élective de l'atmosphère terrestre m'ont conduit depuis longtemps à penser qu'on n'avait pas tenu assez compte, dans les observations, de la complexité de la radiation solaire, de la variabilité si considérable de coefficients d'absorption des radiations dont elle est formée.
Les radiations à grande et courte longueur d'onde subissent seules de grandes absorptions dans l'atmosphère. C'est le faisceau central, correspondant à la partie la plus lumineuse du spectre, qui se propage avec le moins de pertes relatives. ”

“ La radiation solaire lumineuse est l'excitant naturel de l'organe de la vue, c'est elle qui établit les rapports les plus importants entre l'homme et le monde extérieur, en lui dévoilant la forme, le volume, la couleur des corps qui l'environnent ”

“ Cet écart du rapport de la température de l'air à celle d'un corps exposé au soleil s'accuse et se manifeste en raison de la décroissance de l'humidité. La radiation solaire, la différence entre la chaleur directement reçue de l'astre radieux et la température de l'air, augmente à mesure que diminue la quantité de vapeur d'eau répandue dans l'atmosphère. Cette constatation permanente de la transparence de l'air privé d'eau pour la chaleur, établit que c'est la vapeur d eau qui joue le plus grand rôle dans l'action de conserver la chaleur solaire à la surface du sol. ”

“ Il n’est pas jusqu’aux aérostats qui n’iront utilement s’adresser à elle, surtout pour animer sans aucun danger d’explosion les propulseurs du navire aérien, et l’on sait que la radiation solaire augmente singulièrement à mesure qu’on monte. ”

“ La radiation solaire qui tombe sur la plante pénètre en partie dans son corps et y est en partie absorbée. Il est évident qu'elle n'agit sur lui que dans la proportion même où elle y pénètre et où elle y est absorbée. Toute la radiation qui est réfléchie ou transmise est sans action. Or, si nous négligeons certains effets accessoires pour nous en tenir à ce qui est essentiel, nous voyons que la radiation solaire totale, en s'absorbant en partie dans le corps de la plante, y produit trois effets différents : 1° un effet thermique: la température du corps s'élève peu à peu ”

“ Sous l'influence de la radiation solaire, le sol s'échauffe, les couches d'air qui se trouvent le plus rapprochées de sa surface s'échauffent aussi, et d'autant plus que la température a été plus élevée. ”

“ La forte extinction des radiations les plus réfrangibles du spectre (UV, violet et bleu) qui en résulte est compensée, dans une mesure inconnue, par les hauteurs solaires plus grandes et, en outre, pour l’UV biologique, par la ténuité plus forte du voile d’ozone de l’atmosphère supérieure.
Les intensités momentanées maxima de la radiation globale ne sont probablement pas supérieures à celles de la période estivale des régions tempérées. La radiation solaire directe est fortement affaiblie au bénéfice de la radiation diffusée par un ciel généralement blanchâtre et brillant. ”

“ En résumé, on est conduit à faire les observations dans les conditions où l'atmosphère intervient aussi peu que possible, c'est-à-dire dans les hautes stations, en ballon même, si l'on peut munir ces engins d'appareils d'un fonctionnement assez sûr et assez précis pour qu'on puisse en déduire avec sécurité la valeur de la radiation solaire dans ces hautes régions de l'atmosphère. ”

“ C'est d'ailleurs tout ce que l'on peut attendre des modifications, périodiques ou non, de la radiation solaire. A la distance où nous sommes de l'astre radieux, la terre n'est qu'un point imperceptible pour un observateur placé sur le soleil (') . L'action des rayons solaires est donc la même pour l'ensemble du globe et on pourrait seulement déceler certaines années où il fait plus ou moins chaud sur l'ensemble de la terre, mais non pour un lieu arbitrairement choisi. ”

“ La proportion d'un cinquième delà radiation solaire, qui apparaît sous forme de lumière visible, semble faible au premier abord. Elle est en réalité très grande, si on la compare à celle des lumières artificielles. ”

“ Il est des modificateurs qui exercent plusieurs influences de nature différente. Ainsi l'air atmosphérique agit physiquement par sa pression, sa température et chimiquement par sa composition ; la radiation solaire agit par ses rayons calorifiques et d'éclairement et par ses rayons chimiques. ”

“ Ils tendent à se rapprocher d'une formule simple et presque mathématique si on les considère comme les restes d'une structure primitive que des causes toujours en action tendent à effacer.
Ces causes, dont l'étude forme l'objet principal de la Géographie physique, dérivent toutes plus ou moins directement de la radiation solaire. L'atmosphère, l'eau, la glace modifient le relief du Globe avec lenteur dans les régions arides, avec une promptitude relative dans les contrées où les précipitations sont abondantes. ”

“ Il faut faire entrer en ligne de compte aussi bien l'absorption de notre atmosphère sur la radiation solaire et son influence sur la grandeur du rayonnement nocturne qui dépendent de la nébulosité du ciel, de l'humidité de l'atmosphère, de la nature des poussières qu'elle renferme et de son état de mouvement ou de repos, que la nature du sol au-dessus duquel cette atmosphère est située, ainsi que des conditions lopographiques dans lesquelles se trouve la station thermométrique. ”

“ En effet, dans ce cycle, les forces effectuent constamment un travail positif : quand le météore tombe, l’attraction l’emporte et c’est la gravité qui travaille ; quand les poussières coronales sont chassées, la répulsion l’emporte et le travail est effectué par la pression de radiation. Aux dépens de quelle énergie ce travail constant est-il produit ? C’est évidemment aux dépens de l’énergie solaire. Il est donc impossible de voir dans ce mécanisme un entretien possible de cette énergie. ”

“ Le Soleil, étant donc chargé positivement, attire à lui tous les électrons négatifs libres qui parcourent l’espace. Ces électrons, une fois captés, condenseront autour d’eux la matière de l’atmosphère solaire et reformeront des particules qui seront de nouveau chassées par la pression de radiation : ces particules s’aggloméreront au loin en météorites qui, sous l’influence de la lumière ultraviolette, perdront leur charge négative sous forme d’électrons libres ; ceux-ci seront de nouveau captés par le Soleil et le même cycle recommencera. ”

“ On ne peut expliquer cette coïncidence autrement qu’en admettant l’existence d’un appareil dans le mécanisme de la biosphère utilisant complètement et jusqu’au bout, une partie déterminée de l’énergie solaire. La surface terrestre verte de la transformation créée par l’énergie de la radiation sera, dans ce cas, égale à la partie de l’énergie solaire, formée par les rayonnements d’ondes déterminées, capables de produire sur la Terre un travail chimique. ”

“ De plus, toutes les stations, à toutes les époques, seront sous l’influence de causes d’erreur communes et qu’il importe d’éliminer. Considérons la radiation émise par une aire donnée de la photosphère solaire. Chercher plus haut son origine est, pour le moment, une entreprise sans espoir. Avant d’être enregistrée par la plaque sensible ou le thermomètre, cette émission a subi quatre pertes qui s’accumulent : 1° dans l’atmosphère du Soleil ; 2° dans le trajet entre le Soleil et la Terre ”

“ Au taux de la radiation actuelle, la provision de chaleur solaire représente le rayonnement de l’astre pendant 22 millions d’années, et il est fort probable qu’il brûle depuis beaucoup plus longtemps, car rien ne prouve que les éléments de la nébuleuse aient été absolument froids ; au contraire, ils portaient déjà en eux-mêmes une véritable provision de chaleur. L’astre du jour ne parait avoir rien perdu de sa haute température ; il continue de se condenser, et cette condensation peut réparer les pertes de la radiation. ”

“ Mais l’établissement des allures moyennes diurnes et saisonnières de cette der-nièrevpour
der-nièrevpour radiation globale incidente au sol reste le but idéal vers lequel doivent converger les efforts de l’agronome ou de l’écologiste étudiant le climat de radiation d’une certaine région.
En effet, les radiations composantes du rayonnement solaire ou de la lumière artificielle ont des actions biologiques très étudiées par les physiologistes modernes. ”

“ L’énergie apportée sur l’unité de surface horizontale par les radiations du ciel et du Soleil, dans les conditions réelles de nébulosité et d’insolation où s'est écoulée la période d’observation, mesure ce qu’on est convenu d’appeler la radiation globale. ”

“ Il y a, au résumé, trois sortes d’effets principaux dus aux radiations extraites, par le prisme, de l’émanation solaire : l’effet lumineux, l’effet calorifique et l’effet actinique. Mais il y en a vraisemblablement d’autres, moins connus ; et, par exemple, d’après G. Le Bon, l’effet radio-actif. L’effet actinique s’étend à partir du jaune en allant vers le violet. L’effet calorifique va, en sens inverse, depuis le bleu jusqu’à l’extrémité du côté rouge. ”

“ 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. ”

“ Nous en avons la preuve d’abord dans les raies obscures du spectre solaire, ensuite dans l’affaiblissement considérable des radiations qui viennent des bords du soleil. Cet affaiblissement saute aux yeux lorsqu’on regarde une épreuve photographique du disque solaire : les bords sont toujours beaucoup plus sombres que les parties centrales. ”

“ Des phénomènes de ce genre se produisent constamment, sur une échelle plus ou moins grande, et tous s'expliquent facilement par l'hypothèse du choc entre les masses qui s'attirent mutuellement.
Si nous admettons que telle soit la cause de l'énorme quantité d'énergie que le soleil abandonne sous forme de radiations, voyons quelle fraction de toutes ces radiations parvient à notre petit globe. Nous savons quela quantité de chaleur solaire qui arrive à notre terre est énorme même celle qui arrive sur notre petit coin de la terre est très grande. ”

“ Certaines de ces raies, qui se détachent avec une intensité supérieure, servent de repères pour identifier les autres.
Plus de 20 000 raies ont été, jusqu’à ce jour, photographiées et cataloguées dans le spectre solaire. Des appareils plus parfaits en révéleront, sans le moindre doute, beaucoup de nouvelles. Sur ce nombre, très peu tendent à indiquer la présence de métalloïdes dans le Soleil. Une fraction importante, un tiers environ, peut être rapportée avec certitude soit à l’oxygène et à la vapeur d’eau de l’atmosphère terrestre, soit aux vapeurs métalliques de l’atmosphère solaire. ”

“ Mais aussi, cette puissance lumineuse même devient un obstacle pour l’obtention des images très parfaites, à cause de certains effets où figure l’irradiation qu’elle produit, et qui tend à confondre les élémens si délicats dont la surface solaire est formée. ”

“ La radioactivité, que l’on est tenté aujourd’hui d’invoquer pour expliquer la prolongation mystérieuse du rayonnement solaire, a dû laisser, dans notre planète éteinte, des énergies fossilisées, plus puissantes que toutes les autres. ”