Observaciones meteorológicas en 1889 tomadas en la Torre Eiffel

Al final de la construcción de la Torre Eiffel, se instaló un laboratorio meteorológico en su cumbre, y fue interesante saber si las observaciones realizadas en el suelo eran conformes con las tomadas a 300 m de altura. Los resultados no fueron sorprendentes, pero interesantes porque confirmaron el conocimiento de la época. El resto de este texto está tomado del libro "La torre de 300 m" de Gustave Eiffel, que a su vez reproduce los anales de la Oficina Meteorológica Central para estos datos de 1889 y 1890, los primeros dos años de observaciones. Estos anales serán completados por otro, más largo, que va desde 1890 hasta 1894.

Presión atmosférica

Las observaciones de la presión atmosférica se realizaron regularmente en la Oficina Meteorológica a una altitud de 33.40 m en una habitación en la planta baja, y en la Torre Eiffel, a una altitud de 312.90 m, en uno de los Piezas que están por encima de la tercera plataforma.

"La diferencia de altitud de los dos instrumentos es de 279,50 m, y su distancia horizontal de unos 480 m. En ambas estaciones, se utilizaron barómetros de registro de mercurio Richard, multiplicando por dos las variaciones de la presión; el progreso de estos registradores está controlado por observaciones directas, realizadas tres veces al día en la Oficina y cuatro o cinco veces a la semana, a veces incluso más en el verano, en la Torre Eiffel, con dos barómetros de mercurio de taza ancha, comparados directamente con los uno a otro Todas las observaciones se redujeron a cero y se corrigieron por error instrumental; Las alturas reducidas al nivel del mar se reducen, además, a la gravedad normal, es decir, se expresan en columnas de mercurio cuya densidad se evalúa al nivel del mar y a una latitud de 45 grados. "

Variaciones diurnas y anuales de presión. No entraremos en los detalles de estas variaciones, que implican un análisis muy delicado de figuras que difieren solo de una centésima de milímetro, y que han sido estudiadas de manera cuidadosa y extensa en las memorias del Sr. Angot. Solo daremos sus conclusiones.

La variación diurna, por la distribución horaria de sus máximos y sus mínimos, es muy diferente a 300 m de altura que está cerca del suelo; Está muy cerca de lo que se observa en la cima de las montañas. Los primeros resultados de 1889 fueron, además, claramente confirmados por las observaciones de los cinco años siguientes.

En cuanto a la variación anual, la presión promedio durante los seis meses de 1889 fue, para la Oficina Meteorológica, 760.67 mm, y para la Torre 735.58 mm. Estas presiones devueltas al nivel del mar dieron para la Oficina Meteorológica 763,73 mm y para la Torre 763,64 mm. En los cinco años siguientes, las presiones verdaderas promedio fueron: para la Oficina, 759.58 mm, y 734.15 mm para la Torre. El promedio de las presiones reducidas es: para la oficina 762.69 mm, y para la torre 762.57 mm.

La conclusión es que la presión observada en la parte superior de la Torre es demasiado baja en comparación con la de la Oficina, no solo como promedio, sino también en todos los meses (consulte la tabla anterior). Esta diferencia no puede atribuirse de ninguna manera a los instrumentos y corresponde a un hecho real. La explicación de este exceso de presión, en las inmediaciones del terreno, es, según el Sr. Angot, que debido a las altas velocidades del viento a 300 m del suelo, existiría en esta región un colchón de Aire retenido por la fricción y que se comprime entre el suelo y las capas superiores, animado por una mayor velocidad y más libre en sus movimientos.

Variaciones accidentales del barómetro. En general, los movimientos del barómetro se realizan exactamente de la misma manera, a corta distancia, en la parte superior de la Torre Eiffel y la Oficina Meteorológica; Los accidentes más pequeños se encuentran de la misma manera en las curvas de los dos registradores. Las presiones llevadas al mismo nivel difieren solo en unas pocas décimas de milímetro y un máximo de un milímetro en casos extremos, como los siguientes:

"En noviembre de 1889, del 7 al 23, un área de alta presión, proveniente del Golfo de Vizcaya, se extendió por Francia y Europa Central; desapareció hacia el sureste de Rusia el 25, mientras que las bajas presiones llegaron al noroeste de Europa desde el 24; una ráfaga muy pesada (735 mm) tenía su centro en la mañana de 25 en el sudoeste de Noruega y bajó el barómetro en París a 752.8 mm. Hacia el final de este período, el día 21, cuando el viento era nulo o débil desde el sureste a nivel del suelo, comenzó a soplar en la parte superior de la Torre Eiffel sur-suroeste desde las 6 am la noche, y hubo una notable inversión de temperatura entre la cumbre y la base, que duró más de dos días, hasta la 24 a las 7 de la mañana, y a la que volveremos más tarde. Mientras tanto, la comparación de las presiones realmente observadas en la parte superior de la Torre con las que pueden calcularse mediante la fórmula de Laplace, según las observaciones de la Oficina, dio los siguientes resultados:

El 20 y 21 de noviembre, la presión real de la torre fue un poco menor (-0,1 mm a -0,2 mm) que la presión calculada; la diferencia se acentúa en el momento de la inversión de temperatura y alcanza un promedio de -0,4 mm durante la noche del 21 al 22, desde la tarde del 22 hasta la tarde del 23, mientras que el barómetro comienza a más lentamente, la presión real de la Torre se vuelve más grande que la presión calculada; La diferencia es de + 0.2 mm en promedio. El día 24, por el contrario, desde las 9 de la mañana, en el momento en que el barómetro comienza a caer rápidamente, la presión real de la Torre es mucho más baja que la presión calculada; la diferencia aumenta progresivamente y alcanza -1 mm en promedio el día 25 entre la 1 am y las 6 am, en el momento de la mayor velocidad de disminución del barómetro. La diferencia disminuye en el momento del mínimo y cambia de signo tan pronto como el barómetro sube; la diferencia promedio es de 0.7 mm entre el mediodía y las 6 pm, mientras que el aumento en el barómetro es el más rápido; se convierte en solo 0,4 mm a partir de las 8 de la noche. "

Serie de dispositivos meteorológicos.

Cinemografía de medición instantánea.

Barómetro Tonnelot

Temperatura del aire

Instalación de instrumentos. Se realizaron una serie de observaciones de temperatura en la Oficina Central en el patio a elevaciones de 31.6 y 1.60 sobre el nivel del suelo en un cobertizo de hierro de doble techo similar al utilizado en Todas las estaciones francesas.

Plataforma meteorológica de la Torre Eiffel en el siglo XIX.

En la Torre Eiffel, los termómetros se colocan a una altitud de 335,3 m sobre el nivel del mar y a 301,8 m sobre el nivel del suelo, bajo un refugio de doble techo, colgado en el lado norte, fuera del Balaustrada de la plataforma del pararrayos. El refugio, como el de la terraza de la Oficina Central, está completamente abierto hacia el norte y hacia abajo (ver Fig. 188). El refugio es en realidad mucho más ancho de lo que se indica a la derecha. Tiene 1 m de ancho y contiene en la misma fila un psicrómetro, el termómetro de registro y los termómetros máximo y mínimo, y en la fila inferior están el higrómetro de registro y el termómetro de transmisión, la cara norte y el En la parte inferior, están forrados con una malla metálica de malla muy ancha). Está cerrado al este, al sur y al oeste por dos conjuntos de persianas inclinadas en direcciones opuestas y distantes internamente a unos 5 cm. El viento es mucho más fuerte a esta altura que cerca del suelo, las pequeñas causas de error introducidas por el refugio se vuelven insignificantes, y las observaciones de temperatura pueden considerarse realizadas en excelentes condiciones. Debajo de este refugio se colocan un psicrómetro. un termómetro máximo, un termómetro como mínimo, un termómetro y un higrómetro registradores Richard; Un transmisor termómetro eléctrico de la invención de MM. Hermanos Richard, que otorga a la Oficina Meteorológica Central la marcha continua de la temperatura en la parte superior de la Torre Eiffel.

"Además de estos instrumentos, se instalaron otras dos series de termómetros y grabadores de lectura directa en la Torre Eiffel, uno en la plataforma intermedia (230.20 m sobre el nivel del mar, 196.70 m sobre el suelo), la otra en la segunda plataforma (156.60 m sobre el mar y 123.10 m sobre el suelo).

Variación diurna de la temperatura. En la siguiente tabla, damos, para la Oficina Meteorológica Central (corte) y para la Torre Eiffel, los promedios por hora de la temperatura en todos los meses de observación.

Es interesante comparar las variaciones diurnas indicadas en la tabla anterior con la del parque Saint-Maur, que representa la variación normal para la región de París. Damos aquí el resultado de esta comparación. Para no alargarnos innecesariamente, estamos limitados a reproducir las diferencias de tiempo entre el Buró (tribunal) y Saint-Maur, durante los seis meses de julio a diciembre; Finalmente, damos por cada mes las diferencias horarias entre Saint-Maur y la Torre Eiffel.

Las diferencias horarias entre la Oficina Meteorológica y Saint-Maur son positivas; la temperatura es más alta en el interior de la ciudad, en la oficina, que en el país, como se ha sabido desde hace mucho tiempo; pero es interesante estudiar la marcha horaria de estas diferencias, que están lejos de ser constantes.

El exceso de temperatura de la ciudad en la campaña es relativamente débil en la mitad del día (aproximadamente 0,4 °), pero considerable durante la noche, donde alcanza y excede los 1,6 °. La influencia de la ciudad, al mismo tiempo que eleva la temperatura promedio, modifica completamente la forma de la variación diurna y disminuye su amplitud. Estas comparaciones, que continuarán, son interesantes, ya que permitirán evaluar con más detalle de lo que generalmente se hizo, la magnitud y la naturaleza de los errores a los que están sujetas las observaciones meteorológicas en las ciudades.

Como las observaciones de la Torre Eiffel son, gracias a la altitud misma de la estación y la fuerza del viento que prevalece, alejada de las inquietantes influencias de la ciudad, no las hemos comparado con las de la Oficina Meteorológica, sino con Los de Saint-Maur que dan los valores normales correspondientes al clima de París. La diferencia en la altitud de los termómetros en las dos estaciones es de 285 m, lo cual, suponiendo una disminución promedio de 1 ° a 180 m, debería dar una diferencia de temperatura normal de 1.58 ° entre ellas.

La temperatura en la parte superior de la Torre durante la noche no solo difiere constantemente de la de Saint-Maur en menos de 1,58 °, sino que incluso durante cinco meses de los seis (la única excepción es diciembre de 1889), la temperatura es más alta Valor absoluto en la parte superior de la torre solo en Saint-Maur, y hay inversión de temperatura entre el suelo y 300 m de altura. Durante el día, por el contrario, la diferencia de temperatura entre las dos estaciones es mucho mayor que el valor normal de 1.58 °.

Estas diferencias se explican fácilmente por el papel que juega el suelo en la variación diurna de la temperatura. El aire, que tiene una absorbencia muy débil, no se calienta mucho durante el día, y también se enfría poco durante la noche. A cierta altura en el aire libre, la amplitud de la variación diurna debe ser muy pequeña; Es grande en las capas inferiores solo porque se calientan y se enfrían en contacto con el suelo. Durante los cinco meses de julio a noviembre inclusive, la amplitud de la variación diurna en la parte superior de la Torre fue de menos de 4.5 ° en promedio que en el Parc Saint-Maur. En las montañas, se producen los mismos efectos, pero de forma proporcionalmente menos marcada que en la Torre Eiffel, porque la masa de la montaña todavía juega un papel y produce en la parte superior una variación diurna mucho mayor que la que el l Normalmente se debe observar a la misma altura al aire libre.

El fenómeno de la inversión de las temperaturas con la altura es algo normal en las noches claras y tranquilas. Sólo cuando el viento del este es traído por el frío, la temperatura es más baja durante la noche en la parte superior de la Torre Eiffel que cerca del suelo. Una consecuencia interesante de esta diferencia en las variaciones diurnas es que, a cierta altura, la temperatura promedio debe ser relativamente más alta que cerca del suelo. Durante el día, de hecho, las corrientes ascendentes hacen que la caída vertical de las temperaturas, que está cerca de la relajación adiabática, sea más rápida; Durante la noche, por el contrario, las capas inferiores se enfrían mucho, y cuando el aire está en calma, el enfriamiento no se comunica de manera apreciable con las capas superiores. Este último efecto es mucho mayor que la acción opuesta durante el día, por lo tanto, las capas superiores deben tener, en promedio, una temperatura más alta que la que se calcularía a partir de la temperatura de las capas cercanas al suelo y teniendo en cuenta recuento de la decadencia normal. Este exceso de temperatura promedio de las capas altas proviene del hecho de que el enfriamiento nocturno es relativamente más pequeño en la parte superior que el calentamiento diurno.

Variación anual de la temperatura. La siguiente tabla muestra la temperatura promedio mensual obtenida en 1889, en la Oficina Meteorológica (patio), en la parte superior de la Torre Eiffel y en el Parc Saint-Maur. Estos números son los promedios de veinticuatro horas.

La altitud de los termómetros en Saint-Maur (50 m) y en la terraza de la Oficina Central (53 m) es esencialmente la misma; Por lo tanto, los números son directamente comparables. El promedio de la Oficina, en el interior de París, es exactamente 1.13 ° más alto que en el país; Pero la diferencia está lejos de ser constante en cada mes.

La duración de las observaciones en la Torre Eiffel es todavía demasiado corta para que podamos deducir conclusiones interesantes sobre la disminución promedio de la temperatura con la altura. Sin embargo, vemos que, excepto en julio, la diferencia con Saint-Maur fue constantemente menor que el valor que correspondería a una disminución de 1 ° en 180 m; esto se debe principalmente a las inversiones de temperatura muy frecuentes que ocurren durante la noche y cuyo efecto, como hemos indicado con respecto a la variación diurna, es dar una cierta distancia del suelo a una cierta temperatura promedio relativamente más alta que en las capas más bajas.

Solo un mes, el de noviembre, dio una temperatura más alta en la Torre Eiffel que en Saint-Maur; esta anomalía se debe únicamente a un notable período de inversión, que se prolongó del 21 al 24 de noviembre, y durante el cual la temperatura a 300 m de altura fue constantemente mucho mayor que cerca del suelo (la diferencia llegó incluso a 12,8). ° 22, a las 5 de la mañana); Volveremos más tarde en este período. Si restamos de noviembre los tres días incluidos del 21 al mediodía al 24 al mediodía, encontramos, como la temperatura promedio de los veintisiete días restantes, 6.24 ° en Saint-Maur y 5.97 ° en la Torre Eiffel, que hace desaparecer la anomalía indicada.

Variaciones irregulares de la temperatura. A pesar de la distancia, ocurren variaciones irregulares en la temperatura de la misma manera en la Oficina Meteorológica y en el Parc Saint-Maur. Pero no es lo mismo en la Torre Eiffel. Muy a menudo, las curvas de los registradores de la Torre y la Oficina no muestran una analogía; En general, los de la Torre son menos regulares: al mismo tiempo que la oscilación diurna disminuye en importancia, las perturbaciones accidentales son mucho más marcadas y, a menudo, incluso hay considerables, que permanecen absolutamente desapercibidas. abajo. Las observaciones de la Torre Eiffel son particularmente interesantes porque muestran que las condiciones generales de la atmósfera a una altura muy baja pueden diferir completamente de lo que se observa cerca del suelo, donde las influencias perturbadoras de todo tipo disminuyen la velocidad. e incluso suprimir completamente una gran cantidad de movimientos.

Uno de los ejemplos más notables a este respecto ha sido el período comprendido entre el 21 y el 24 de noviembre. En la Torre Eiffel, la temperatura era generalmente más baja que cerca del suelo el día 21 durante todo el día; el viento era débil desde el este-noreste con una velocidad variable de 2 ma 4 m por segundo, cuando, desde las 6 de la tarde, el viento comenzó a inclinarse gradualmente hacia el sur; se encuentra al sureste a las 7 en punto de la tarde, al sur a las 10 en punto, y desde la medianoche 10 minutos se establece en el sur-sudoeste; luego oscila solo entre el sur y el sudoeste hasta el día 24 con una velocidad entre 5 my 10 m, mientras que debajo del aire estaba casi siempre en calma o solo se sentía un viento muy débil de entre el sur y el sureste, cuya velocidad máxima no supera los 2 m. Al mismo tiempo, la temperatura en la Torre, en lugar de caer en la tarde del 21, aumenta bruscamente desde las 6 pm y aumenta en 7.3 ° entre las 6 pm y las 2 am. Desde este momento hasta el 24 a las 7 de la mañana, cuando una profunda depresión llega al norte de las Islas Británicas y trae al nivel del suelo en París el régimen de vientos del suroeste, la temperatura ha permanecido constantemente más alta en el Torre Eiffel en la base, como se ve en la Figura 189, que es una reducción exacta de las curvas de los termómetros de registro instalados en la parte superior de la Torre Eiffel y en la base (pilar este). Por lo tanto, solo había 300 m de altura, un cambio completo de régimen que tardó más de dos días en hacerse sentir. Lo más notable es que nada podría predecir desde debajo de estas condiciones; Desde la tarde del 21 hasta la mañana del 24, el cielo fue constantemente de perfecta pureza.

Debido al interés de este período, damos detalles de las observaciones de temperatura por hora en la Torre Eiffel y el Parc Saint-Maur durante la inversión, de 21 a 4 pm 24 a 9 de la mañana.

Estas diferencias de temperatura son aún más notables porque la variación diurna de su temperatura fue muy grande en el Parc Saint-Maur los días 22 y 23 debido a la pureza del cielo; A pesar de estas condiciones adversas, la inversión de temperatura persistió incluso durante el día.

Humedad atmosferica

Instalación de los dispositivos. La humedad atmosférica se ha registrado en la parte superior de la Torre Eiffel desde el 10 de julio de 1889, mediante un higrómetro capilar de MM. Los hermanos Richard, instalados junto a los termómetros, están a 301,80 m sobre el nivel del suelo y a 335,30 m sobre el nivel del mar. Este instrumento está controlado por observaciones directas hechas al psicrómetro con la frecuencia que esto es posible

Variación diurna de la humedad relativa. La siguiente tabla contiene, durante los últimos seis meses del año 1889, los promedios por hora de la humedad relativa en la Torre Eiffel; Agregamos como término de comparación el valor correspondiente para Parc Saint-Maur. Como las observaciones comenzaron en la Torre solo en la tarde del 9 de julio, los promedios de este mes incluyen solo 22 días, de 10 a 31. Finalmente, los promedios de diciembre también incluyen solo 22 días. La grabadora se detuvo del 15 al 10 y el 27 al final del mes.

Se puede ver en estos números que la amplitud de la variación diurna de la humedad relativa es, como la de la temperatura, mucho menos en la parte superior de la Torre Eiffel que en el Parc Saint-Maur. La diferencia está casi totalmente en los números de la noche: mientras que en las capas cercanas al suelo, el aire está muy cerca de la saturación durante la noche, a 300 m de altura, por el contrario, la humedad relativa varía mucho menos y El aire se mantiene más seco. Este fenómeno fue fácil de predecir.

Variación anual y variaciones irregulares en humedad relativa. Los promedios mensuales de humedad relativa en la Torre Eiffel y Saint-Maur se muestran en la siguiente tabla; Una vez más señalaremos que los números correspondientes a los meses de julio y diciembre en la Torre Eiffel no son comparables a los de Saint-Maur, porque en cada uno de estos dos meses solo había veinte Dos días de observación.

En cada mes, la humedad relativa es menor en la Torre Eiffel que en el Parc Saint-Maur; esta diferencia se debe únicamente a la noche, durante la cual el aire siempre está más seco en promedio a 300 m de altura que cerca del suelo, como hemos indicado sobre la variación diurna.

Las variaciones accidentales de la humedad relativa, como las de la temperatura, son mucho mayores y más rápidas en la Torre Eiffel que cerca del suelo, y con frecuencia estas variaciones no tienen analogía con las de las capas inferiores de la atmósfera. A menudo, mientras que la humedad es solo 7c a 80 por debajo, el aire está saturado en la parte superior de la Torre, que está en una capa de nubes reales; a la inversa, mientras que debajo del aire está saturado y estamos en la niebla, puede ser muy hermoso y muy seco a 300 m.

El período del 21 al 24 de noviembre, que ya hemos mencionado en relación con la presión y la temperatura, también ha ofrecido interesantes peculiaridades para la humedad; en la noche del 21 al 22, entre la 1 am y las 4 am, mientras que la temperatura era 120 más alta en la Torre Eiffel que en Saint-Maur, la humedad relativa oscilaba entre 30 y 24 en la parte superior y en Saint-Maur era constantemente igual a 100. Al mismo tiempo, la tensión del vapor se mantuvo entre 3,7 mm y 3,9 mm en Saint-Maur, y entre 2,2 mm y 2,6 mm en la torre. Eiffel; después de las 4 de la mañana, por el contrario, aunque la humedad relativa en la Torre permaneció mucho más baja que en Saint-Maur, la presión de vapor se hizo mayor.

Las condiciones generales de humedad, así como la temperatura, pueden diferir extremadamente a 300 m de altura de las observadas cerca del suelo.

Lluvia y evaporacion

Cuando Gustave Eiffel instaló un laboratorio meteorológico en la parte superior de la Torre Eiffel, lo equipó con un pluviómetro, un dispositivo cuya función es medir la cantidad de lluvia que cae del cielo. Pero tuvo que enfrentar los hechos: ¡incluso durante los días tormentosos, el indicador de lluvia estaba vacío! La razón se da a continuación, en el texto que él mismo escribió para explicar este curioso fenómeno.

No daremos las cifras de las observaciones recogidas en la Torre porque no tienen un significado real. El viento es tan fuerte que en la mayoría de los casos las gotas de lluvia se mueven horizontalmente y no caen en el indicador de lluvia. Con frecuencia ha ocurrido que, durante las lluvias intensas, el indicador de lluvia no solo no indicaba nada, sino que el suelo de la plataforma de la cumbre no estaba mojado y solo recibió unas pocas gotas, mientras que los objetos verticales fluían. de agua. Para obtener, en estas condiciones, números que tengan algún significado, sería necesario cambiar completamente el modo ordinario de observación de la lluvia, y recogerlo en un pluviómetro cuyo embudo, en lugar de ser horizontal, podría inclinarse. y ponte normalmente en el viento.

Velocidad del viento

Anemómetro inicial de la torre Eiffel

Instalación de los anemómetros. Los anemómetros utilizados en la Oficina Meteorológica Central y en la Torre Eiffel son idénticos; Son anemómetros imaginados por MM. Hermanos Richard consisten (Fig. 190, opuesto) en un carrete formado por seis aletas de aluminio, inclinadas a 45 ° y remachadas en brazos de acero muy ligeros: sus dimensiones se calculan de modo que el carrete haga exactamente el truco para 1 m de viento; su marcha se verifica, además, en un tiovivo y, si es necesario, se establece una tabla de corrección para cada aparato. Como el carrete gira en un plano vertical y siempre debe estar ventoso, se monta en el extremo de una paleta horizontal y gira alrededor de un eje vertical, que se coloca muy cerca del plano de rotación del carrete. Aletas, para disminuir en la medida de lo posible la distancia que debe recorrer la bobina para orientarse. La orientación está asegurada por una cola remachada al otro extremo de la veleta y formada por dos placas de chapa ajustadas en ángulo agudo. El carrete completo pesa solo 150 g; tiene una superficie de aire de aproximadamente 6 decimetros cuadrados, y su eje de rotación está constantemente lubricado por un dispositivo especial colocado en la caja de metal que se puede ver en la figura, inmediatamente detrás del carrete, y que también contiene Dispositivos de conmutación.

"Este instrumento es muy sensible y puede medir velocidades de no más de 0.1 ma 0.2 m por segundo; comienza a girar inmediatamente tan pronto como el viento comienza a soplar, y se detiene tan pronto como el viento se detiene, mientras que el carrete de Robinson, debido a su gran masa y su pequeña área de superficie, toma algo de tiempo para adquirir. su velocidad y, una vez lanzado, continúa girando mucho después de que el viento se haya detenido.

Los carretes de este tipo instalados en la Oficina Central y en la Torre Eiffel, transmiten sus indicaciones a los cinematógrafos de MM. Hermanos Richard, que indican la velocidad del viento en cada momento en metros por segundo y el tiempo durante el cual el viento ha recorrido una distancia de 5 km. Reproducimos la figura que indica la disposición del aparato receptor (Fig. 191, opuesto). El cilindro de grabación hace una revolución en un día, y una hora corresponde a una longitud de 15,15 mm; Por lo tanto, el minuto se representa en aproximadamente 0,25 mm, una cantidad aún apreciable. La figura muestra en el cilindro, en la parte inferior, la curva que da en cada momento la velocidad del viento en metros por segundo; en la parte superior, distinguimos las características del totalizador, cuyo intervalo corresponde a una distancia total de 5 km recorrida por el viento. Al medir el área de la curva inferior en el planímetro, es fácil asegurarse de que siempre coincida exactamente con las sumas dadas por el totalizador.

El anemómetro de la Torre Eiffel se instala a una altitud de 338,50 my a 305 m sobre el suelo, sobre la veleta C (Fig. 188). Durante la duración de la exposición, el aparato receptor se colocó en la ventana de MM. Hermanos Richard, en el Palacio de las Artes Liberales. En noviembre de 1889, fue trasladado a la sala de máquinas de la Torre en la base del muelle sur. Las observaciones comenzaron el 16 de junio de 1889; hubo una interrupción de dos días en noviembre (el 10 y el 11) cuando el Receptor de la Exposición estaba siendo transportado a la sala de máquinas de la Torre, y seis días en diciembre, del 13 al 19, como resultado Helada espesa que inmovilizó por completo el carrete.

Los fotógrafos de MM. Hermanos Richard

En la Oficina del Clima, el anemómetro Richard se instala en la esquina noroeste de la torreta a una altura de 54 m, y a 20,90 m del suelo. El dispositivo receptor está en la habitación inmediatamente debajo de la terraza. Los registradores de la Torre Eiffel, que habían sido instalados provisionalmente en noviembre de 1889 en la sala de máquinas de la Torre, en la base del pilar sur, fueron transportados en noviembre de 1890 en una habitación en la planta baja de la Oficina Meteorológica. que estaba conectado a la Torre Eiffel por un cable de 20 hilos.

En el anemo-cinemógrafo de MM. Los hermanos Richard, empleados en la cima de la Torre Eiffel desde el origen de las observaciones y cuya grabadora está representada en la figura 191, pudieron, en octubre de 1890, agregar otra cinemografía con indicaciones instantáneas, de las cuales donó el Sr. Eiffel. en la Oficina Meteorológica Central. El dibujo se reproduce en la figura 193.

Cinemógrafos a indicación instantánea

El cable eléctrico de 20 hilos, que proviene de la Torre a través de las alcantarillas del Champ de Mars y la rue de l'Université, termina en una caja de comunicaciones F desde la cual salen los cables que salen, como lo muestra Figura, a los distintos receptores. Estos dispositivos, todos los cuales fueron diseñados y construidos por MM. Hermanos Richard, son los siguientes:

Al final de la mesa está el termómetro. Este aparato funciona en quintas de un grado, es decir, en cuanto la temperatura en la cima aumenta o disminuye en una quinta parte de un grado, la pluma del receptor E sube o baja en la misma cantidad. en una hoja de papel enrollada en un cilindro que hace un giro completo en una semana. Por lo tanto, encontramos al final de la semana en este documento una curva continua que proporciona todos los movimientos de la temperatura durante este tiempo.
La veleta, que, por medio de solo tres cables, registra las variaciones de la dirección del viento en ciento veintiocho octavos de circunferencia, es decir, que el aparato es lo suficientemente sensible como para dar treinta y dos direcciones intermedias Entre el norte y el oeste, por ejemplo.
El registrador de la componente vertical del viento; la pluma de este instrumento se mueve de izquierda a derecha cuando el viento sube, de derecha a izquierda cuando el viento desciende, y los movimientos son proporcionales, en cada momento, a la velocidad del viento en una dirección u otra.
Finalmente dos anemómetros que indican la velocidad horizontal del viento; el primero funciona con Robinson Reel, que se usa en la mayoría de las estaciones meteorológicas; el segundo es accionado por un carrete especial, mucho más sensible y exacto, imaginado por MM. Hermanos Richard

Estos dos últimos instrumentos registran la velocidad del viento en metros por segundo en un cilindro que hace su revolución completa en un día, y en el que es difícil distinguir intervalos de tiempo menores a un minuto. Como la velocidad del viento varía con extrema rapidez, es de gran interés poder, durante las tormentas, obtener mayores detalles y, especialmente, medir exactamente los máximos de velocidad. Es a este objeto que está destinado el cinemógrafo con indicaciones instantáneas de MM. Hermanos Richard, que se puede ver en G a la derecha de la figura. En este aparato, la velocidad del viento se registra en cada momento en una tira de papel que se ejecuta a una velocidad de 3 cm por minuto; un segundo de tiempo corresponde a medio milímetro, una cantidad perfectamente apreciable. Este aparato, que descarga en veinticuatro horas una longitud de 43.20 m de papel, sería imposible de usar de una manera común; sería necesario dedicar más de un día de trabajo para elevar las indicaciones que proporciona durante unas pocas horas; por lo tanto está reservado sólo para momentos interesantes, para tormentas.

Para este propósito, está provisto de un tipo de bloqueo que es controlado eléctricamente por el anemómetro ordinario; siempre que este último instrumento indique una velocidad del viento de menos de 20 m por segundo, la cerradura está cerrada y esta unidad permanece en reposo; tan pronto como la velocidad del viento en el anemómetro alcanza los 20 m, la cerradura se abre y el anemómetro entra en acción; los dos aparatos operan simultáneamente, el primero proporciona las grandes variaciones de la velocidad del viento y el otro los detalles más pequeños, y eso hasta que la velocidad del viento cae por debajo de 16 m por segundo; Velocidad donde luego se detiene de nuevo automáticamente.

Damos aquí (Fig. 194) dos reducciones de las curvas obtenidas con este último instrumento; en las curvas originales, la distancia entre dos líneas verticales, que corresponde a un minuto, es exactamente de 3 cm.

Note especialmente la curva obtenida el 24 de noviembre de 1890 entre las 7h27min y las 7h28min de la mañana; el viento en ese momento tenía una variabilidad extrema: en menos de treinta segundos, bajó de 34 ma 18 m; Las presiones correspondientes habrían sido 116 kg y 32 kg por m2, respectivamente. Esto muestra a qué enormes variaciones de presión se expone un cuerpo en segundos durante las tormentas.

La otra curva que se obtuvo durante la tormenta de la noche del 20 al 21 de enero de 1891 es, por el contrario, mucho más regular.

Entre los instrumentos enumerados anteriormente, no hay barómetro. Se reconoció que las variaciones de presión en la parte superior e inferior de la Torre no eran muy diferentes, por lo que no tenía sentido transmitir las fluctuaciones de la presión en la cima; se registran en el lugar por un barómetro ordinario.

Variación diurna de la velocidad del viento. En la siguiente tabla, damos a la tabla siguiente, para cada mes, los promedios por hora de la velocidad del viento en metros por segundo en la oficina meteorológica y la Torre Eiffel, durante todo el período que incluye las observaciones hasta el final del año 1889 .

En cada mes, sin excepción, la variación diurna de la velocidad del viento en la Oficina del Tiempo tiene los caracteres normales: hay un mínimo por la mañana hacia la hora de la salida del sol y un máximo alrededor de la 1 de la tarde. Mediodía, y la amplitud es mayor en verano que en invierno.

En la Torre Eiffel, la variación diurna es bastante diferente: el máximo es en la mitad de la noche y el mínimo en la mañana, alrededor de las 10 am en la estación cálida y más tarde en el invierno. Estos caracteres opuestos se pueden ver fácilmente en las Figuras 195 y 196, que representan la variación diurna en la velocidad del viento en la Torre y la Oficina, respectivamente, durante los tres meses cálidos (junio-septiembre) y los tres meses fríos (octubre-diciembre). Eso incluye el periodo de observación. La variación diurna de la velocidad del viento en la Torre Eiffel es, por lo tanto, bastante similar a la observada en la cima de las altas montañas.

Esta inversión en la variación diurna de la velocidad del viento en la parte superior de la torre y cerca del suelo se destaca aún más por las curvas puntuadas de las Figuras 195 y 196, que representan la variación diurna en la relación de velocidad en las dos estaciones. . En los meses cálidos, así como en los meses fríos, esta relación es máxima alrededor de las 5 de la mañana y mínima durante el día; por la noche, la velocidad en la Torre es de cinco a seis veces mayor que en la oficina, mientras que la proporción es de dos a tres en el medio del día.

Esta es ciertamente la primera vez que ha habido una variación diurna similar a una altura tan pequeña en la atmósfera, y es uno de los resultados más interesantes que las observaciones de la Torre han proporcionado hasta el día de hoy. Como resultado, la variación diurna en la velocidad del viento como se observa en todos los observatorios, a poca distancia del suelo, es un fenómeno local que se produce por el calentamiento diurno en las capas más bajas de la atmósfera. , que ya ha desaparecido completamente al aire libre a una distancia de 300 m del suelo.

Variación anual de la velocidad del viento. En la siguiente tabla, indicamos los valores promedio de la velocidad del viento en la Torre Eiffel y la Oficina Meteorológica para todos los meses durante los cuales se continuaron las observaciones.

El período de observación todavía es demasiado corto para que podamos deducir algunas conclusiones sobre el cambio anual en la velocidad del viento. Cabe señalar que no existe una analogía entre las velocidades promedio observadas en la Torre y la Oficina Meteorológica; en los últimos seis meses de 1889, la velocidad promedio más alta en la Torre es la de octubre; ese mismo mes, por el contrario, es el que le da la velocidad promedio más baja a la oficina meteorológica.

Las velocidades promedio dadas arriba son los promedios de las veinticuatro observaciones por hora; necesariamente difieren un poco del promedio real que se obtendría tomando el cociente de la trayectoria total recorrida por el viento por el tiempo. Esta diferencia proviene del hecho de que, como el viento es a menudo muy variable, veinticuatro observaciones equidistantes no son suficientes para representar exactamente el fenómeno; El viento puede, por ejemplo, caer a cero en parte del tiempo, mientras que tiene una velocidad notable en los momentos de observación.

El cineasta Richard da tanto la velocidad en cada momento como el total del camino recorrido por el viento en cualquier intervalo; por lo tanto, es fácil deducir la velocidad real promedio de cada mes. Damos estos valores en la siguiente tabla, que indica, para cada mes de 1889, la trayectoria total recorrida por el viento en kilómetros y la velocidad real promedio correspondiente en metros por segundo. Las observaciones de los primeros dos meses, que están incompletas para el total de la ruta recorrida, no aparecen en esta tabla.

Las verdaderas velocidades promedio obtenidas de este modo son todas más bajas que los promedios de las veinticuatro observaciones. La diferencia promedio es de 0.12 m, las diferencias extremas son 0.17 m (septiembre) y 0.04 m (diciembre).

En la Torre Eiffel, donde el viento es mucho más regular que cerca del suelo, no hay una diferencia apreciable entre el promedio real y el promedio de veinticuatro horas

Dirección del viento

Métodos de observación. La dirección del viento se registra continuamente en la Oficina Central por medio de una veleta ordinaria de dos alas, muy móvil, situada en la esquina noreste de la torreta; el eje de esta veleta controla directamente un cilindro vertical sobre el cual se enrolla una hoja de papel; una pluma, movida por un movimiento de un reloj, desciende en veinticuatro horas después de una generatriz del cilindro y marca en cada instante la dirección del viento. La circunferencia que corresponde a una rotación completa del viento tiene una longitud de 157 mm, y la pluma cae exactamente de un centímetro por hora.

En la Torre Eiffel, la veleta está instalada en C (Fig. 188). Consiste en dos ruedas montadas en el mismo eje horizontal y cuyo conjunto puede moverse alrededor de un eje vertical; cuando las ruedas no están orientadas exactamente en la dirección del viento, comienzan a girar, lo que al mismo tiempo cambia su orientación. Esta disposición tiene la ventaja, al mismo tiempo que mantiene una gran sensibilidad al dispositivo, para reducir las oscilaciones repentinas que frecuentemente presentan las veletas.

Mediante un sistema especial de transmisión eléctrica de tres hilos ideado por MM. Hermanos Richard, todos los movimientos de la veleta se reproducen a una distancia en un cilindro vertical idéntico al de la veleta de la estación meteorológica, que hemos descrito anteriormente. Los contactos se establecen de modo que la transmisión tenga lugar a 1/128 de circunferencia, es decir, es suficiente que la dirección del viento cambie a 1/128 de circunferencia, es decir, a partir de 2 ° 48 "45 'para que el cilindro receptor colocado a una gran distancia gire en la dirección correcta de la misma cantidad, este intervalo es tan pequeño que la curva reproduce exactamente el aspecto de las curvas obtenidas por transmisión mecánica directa. De la Exposición, el aparato receptor se colocó al lado de los anemómetros, en la ventana de los señores Richard Brothers, desde noviembre de 1889 hasta octubre de 1890, se transportó en la sala de máquinas del Torre Eiffel, en la base del pilar sur Finalmente, desde octubre de 1890, se ha instalado permanentemente en la propia Oficina Meteorológica.

La eliminación de las curvas obtenidas tanto en la Oficina como en la Torre Eiffel se realizó de la misma manera, elevando la dirección del viento cada hora; esta dirección se indica en números del 0 al 32, 0 correspondiente al Norte, 2 a N-N-E, 8 al Este, 16 al Sur, 24 al Oeste, etc. Por lo tanto, la dirección del viento se aprecia a menos de 1/64 de circunferencia, es decir, a aproximadamente 5 °, lo que parece suficiente. La dirección del viento se eliminó y se observó calma cuando la velocidad del viento en el momento de la observación era inferior a 0,5 m en la oficina meteorológica y 1 m en la Torre Eiffel, porque debajo de estos límites estaba ya no está seguro de que las aspas del viento obedezcan al viento y se orienten exactamente.

Dirección del viento en la Oficina Meteorológica y en su Torre Eiffel. Damos en la siguiente tabla la cantidad de veces que el viento ha soplado desde cada dirección en todos los meses y la cantidad de calma, considerando, para abreviar, solo los cuatro cuadrantes Norte, Este, Sur y Oeste, sin sostener Los intermediarios que se detallan en el informe del Sr. Angot.

Resulta del examen de esta tabla:

Que el número de días tranquilos es mucho mayor en la base que en la parte superior de la Torre, 15% y 2%.
Los vientos en el norte y el sur son mucho más comunes en la parte superior que en la base

Un patrón similar, establecido para los próximos cinco años, indica la misma proporción de calma, pero un predominio de los vientos del sector oeste sobre los otros.

Aparte de la veleta y los anemómetros de los que acabamos de resumir los datos, en la parte superior de la Torre Eiffel, en julio de 1889, se instaló un carrete destinado al estudio de la componente vertical de los vientos. Este instrumento, designado por la letra B en la Figura 188, consta de cuatro aletas planas, inclinadas a 45 ° y movibles alrededor de un eje vertical. Por su propia construcción, este carrete permanece inmóvil en una corriente de aire horizontal, gira en una dirección cuando el viento tiene un componente vertical ascendente, y en la otra dirección cuando el viento tiene un componente vertical descendente. Sin embargo, la observación de este instrumento presenta grandes dificultades; puede girar incluso en una corriente perfectamente horizontal, si la velocidad del viento no es rigurosamente la misma en ambos extremos del diámetro del carrete, y para eso es suficiente del obstáculo más pequeño. Las primeras observaciones, obtenidas en 1889, revelaron una causa de error de este tipo, debido a la presencia de la barra central que porta la barra de rayos.

Revisión general de las observaciones de 1889

M. Angot resumió, en un artículo publicado en "La Nature" del 25 de enero de 1890, todas sus observaciones de 1889. Lo reproducimos a continuación, debido a su interés, aunque hay algunas repeticiones. en comparación con el examen detallado que acabo de describir.

Lo que llama la atención por primera vez en la observación del viento es la fuerza imprevista que ya tiene a 300 m de altura. Los primeros cien días de observaciones recogidas entre mediados de junio y el 1 de octubre, en temporada alta, dieron una velocidad promedio de 7,05 m por segundo, o más de 25 km por hora. . Durante el mismo período, un instrumento idéntico al de la Torre Eiffel, colocado en la torreta de la Oficina Meteorológica Central a 21 m sobre el suelo, ya una distancia horizontal de unos 500 m de la Torre, indicaba solo una velocidad promedio de 2,24 m, es decir, un poco menos de un tercio de lo que se observó en la parte superior de la torre. Era bien sabido que la velocidad del viento aumenta con la altura, ya que, cerca del suelo, los movimientos de vuelo se ven obstaculizados y retardados por la fricción contra todas las asperezas, colinas, casas, árboles, etc. ; Pero no admitimos hasta ahora una ley de variación tan rápida. Este hecho es de gran importancia para los estudios relacionados con la navegación aérea; es importante, de hecho, saber cuánto tiempo, en promedio, la velocidad del viento permanece por debajo de este o aquel valor, contra el cual la máquina de globos dirigible puede luchar ventajosamente. Durante el período que estudiamos, la velocidad del viento a 300 m fue un 39% del tiempo mayor que 8 m por segundo, y para un 21% mayor que 10 m.

Las observaciones anemométricas de la Torre Eiffel han puesto de relieve otro hecho aún más imprevisto que su propia magnitud de la velocidad del viento: es la forma en que esta velocidad varía regularmente durante el transcurso del día.

Las dos curvas en líneas continuas de la figura 197 dan respectivamente para la Torre Eiffel y la Oficina Meteorológica la ley de la variación diurna de la velocidad del viento. En la Oficina Meteorológica, como en todas las estaciones bajas, la velocidad es más baja al amanecer (1,6 m a las 5 en punto de la mañana) y más alta al mediodía (3,1 m a 1 en punto). tiempo de la tarde). En la Torre Eiffel, por otro lado, la velocidad más pequeña (5,4 m) se observa entre las 9 y las 10 de la mañana, y la mayor se produce en la mitad de la noche (8,8 m a las 11 en punto de la noche). ). Esto es casi exactamente lo que sucede en la cima de las montañas, como Puy de Dome y Pic du Midi, donde la velocidad del viento es máxima durante la noche y mínima en el medio del día, siguiendo un revés. regiones bajas. Esta inversión se destaca aún más por la curva de puntos en la Figura 197, que da a cada instante la relación entre las velocidades del viento y la Torre Eiffel y la Oficina Meteorológica. Esta relación es la más grande e igual a 5 entre las 2 y las 4 de la mañana, la más pequeña es igual a 2 entre las 10 de la mañana y las 3 de la tarde; Su variación diurna tiene exactamente la forma característica de la velocidad del viento en las montañas. Esta es ciertamente la primera vez que se notifica una variación similar a un nivel tan bajo en la atmósfera.

Desde el punto de vista de la velocidad del viento, considerada ya sea en su tamaño absoluto o en su variación diurna, la Torre Eiffel está mucho más cerca de las estaciones de montaña que de las estaciones ordinarias. Es lo mismo para la temperatura. Suponiendo, como es habitual, una disminución de 1 ° a 180 m de altitud, el termómetro debe estar constantemente más bajo en la parte superior de la Torre que en el nivel del suelo, en el campo alrededor París, en el Observatorio Parc Saint-Maur, por ejemplo. Hemos tomado esta estación como un término de comparación en lugar de un punto situado en el mismo París, más cerca de la Torre, porque la temperatura de París no existe, estrictamente hablando; Es absolutamente artificial y puede variar en varios grados dependiendo de la sustitución de los instrumentos, el estado del cielo, la dirección del viento, etc.

La Figura 198 muestra, para cada mes, la diferencia promedio entre la Torre Eiffel y el Parc Saint-Maur, no solo por la temperatura promedio (línea media), sino por la temperatura mínima de cada día (línea superior) y por la Temperatura máxima (línea inferior).

En cada mes sin excepción, en el momento del máximo del día, la temperatura en la parte superior de la Torre es más baja que en el pie; la diferencia es incluso mucho mayor que el valor teórico de 1.6 ° que hemos indicado, y que está representado en el diagrama por una línea puntuada; Por lo tanto, los días son relativamente fríos en la cumbre. Por otro lado, las noches (mínimo, línea superior) son muy calientes: no solo la diferencia entre la cumbre y la base no llega a 1.6, sino que es la cumbre la más caliente en valor absoluto. En la parte superior de la torre, los días son relativamente frescos y las noches son cálidas; La amplitud de la variación diurna de la temperatura es mucho menor que cerca del suelo.

La principal causa de estas diferencias es la debilidad de los poderes de absorción y emisión del aire, que se calienta muy poco directamente durante el día y también se enfría muy poco durante la noche: la variación diurna de la temperatura, a una cierta altura al aire libre, por lo tanto, debe ser pequeño; se hace más grande en las capas más bajas de la atmósfera, a las cuales se comunican por contacto las considerables variaciones de temperatura que sufre el suelo. En los primeros 200 o 300 metros de aire desde el suelo, la disminución de la temperatura es, por lo tanto, muy rápida durante el día y muy lenta durante la noche, donde incluso es normalmente más cálido a cierta altura que cerca del suelo, cuando el El clima es tranquilo y hermoso. Estas observaciones son verificadas de la manera más completa por las observaciones de la Torre; En noches tranquilas y claras, en particular, la temperatura es frecuentemente de 5 a 6 ° más alta en la cima que en la base.

Diferencias similares se han observado con frecuencia en los observatorios de montaña; Pero están mucho menos marcados. En estas estaciones, la masa de la montaña todavía ejerce una influencia considerable, mientras que la Torre Eiffel está realmente al aire libre. Por lo tanto, la amplitud de la variación de la temperatura diurna en la Torre Eiffel, a 336 m sobre el nivel del mar, es casi igual e incluso menor que la observada en la cima del río Puy. de la cúpula, a 1470 m.

La marcha anual de la temperatura en la parte superior de la Torre (línea media, Fig. 198) aparece, en la medida en que se puede juzgar después de solo cinco meses de observación, para seguir las mismas leyes que la variación diurna; La temperatura promedio parece más baja de lo normal durante la estación cálida, y más alta, por el contrario, durante la estación fría. Aparte de estas causas regulares, las causas accidentales pueden producir diferencias de temperatura aún más notables entre la parte superior e inferior de la Torre Eiffel. En el momento del cambio de clima, el cambio a veces ocurre completamente a 300 m de altura, varias horas e incluso varios días antes de que ocurra cerca del suelo. El pasado noviembre dio un ejemplo llamativo.

Desde el 10 hasta el 24 de noviembre, hubo un período de alta presión en nuestras regiones, con vientos calmados o muy débiles que generalmente provienen de Test, y temperaturas bajas, especialmente en los últimos días; es solo en el día 24 que el viento pasa de sur a suroeste y se vuelve fuerte; La temperatura sube, el cielo está cubierto y comienza el mal tiempo. Sin embargo, en la Torre, la temperatura seguía siendo baja el día 21 con un viento débil del sudeste, cuando, hacia las 6 pm, el viento repentinamente toma fuerza y gira hacia el sur, luego se asienta en el sur-suroeste. ; al mismo tiempo, la temperatura, en lugar de disminuir, como debería haber hecho normalmente, aumenta de más de 8 ° a aproximadamente las 2 de la mañana del 22, como se puede ver en la figura 199, que reproduce las curvas de los termómetros de registro. Instalado en la parte superior de la torre y en la base (pilar este). Desde entonces, la temperatura ha permanecido alta en la parte superior, de modo que, en todo el intervalo entre la tarde del 21 y la mañana del 24, ha sido constantemente mucho más cálido en la parte superior de la Torre que en la suelo. El cambio de régimen se manifestó así a 300 m de altura más de dos días antes de sentirse en las regiones más bajas. Lo que es más notable es que nada absolutamente inferior podría indicar este cambio; desde la tarde del 21 hasta la mañana del 24, el cielo fue constantemente de perfecta pureza, sin nubes, y una calma completa reinaba debajo, mientras que en la parte superior de la Torre soplaba un cálido viento del sur Sudoeste, con una velocidad de 6 a 8 m por segundo.

Las observaciones de la temperatura, así como las de la velocidad del viento, muestran, de una manera muy imprevista, cómo las condiciones meteorológicas a tan solo 500 m de altura pueden diferir de las observadas cerca del mar. suelo. A pesar de su altitud relativamente baja, la estación meteorológica de la Torre Eiffel es, por lo tanto, la más interesante; es el primero que realmente nos da observaciones hechas al aire libre, aparte de la influencia del suelo, y es probable que aún reserve a los meteorólogos más de una sorpresa y más de una enseñanza.