CAP THûRDSEN, SPITZRER,G,

EXPLOR,ATION INTERNATIONAtE DES RÉGIONS POLAIRES 1882-1883.

FAITES Ar

CAP THûRDSEN, SPITZRER,G,

PAB

I}EXI:>ÉDITI(}N SUÉDOISE

PAR

L'A CADB~l\f1E H0 Y ALE nE S :-; CIE KC~~

s

DES TT~~DE.

TOM}1~

II.

--._ ^..

...--^..

STOCKHOLM, 1881.

KONOI,. 80KTRYCKERIET. P. A. SORilTF.flT& ;lÔNI<:R.

TABLE DES .\L\TIERES HU TOME II.

1. Aurores boreales. An'{' :~o planches. Par ('AHLIII<:IM-(lYLLI·::":'KH)LD .

.) F:leetricite atmosphérique. AvP,' 5 planches. Par S..\. A:"InÜ:E.

:t Phc'.nomènes optiques de l'atmosphùr«, avec qUI'ICpH':O; remarques sur les Etoiles filunn-s. II" sJlf'dt'p df'~

Copépodes, l'arrroissement des hrius d'orze. l'Hl' ('AHLHEIM-(rYl,LE:"SKIOLD.

4. Rec-herches sur le pn"telHlu changement dl' la couleur de la PPHIl après un hivernazo dans les r_{'gjon~

polaires. exècutées pal' R. GYLl.JEKCRr~rTz. «onununiqnèes par FHITIIIOF HUL~IGREN.

EX])LOHATI

U~ Il\TER~ATIONALE

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POLA THES

1.~R Q 9-1 ~ RP\..J.... \...\...~.).

FAITE~ Al'

CAP THüRDSEN, SPITZB:ERG,

PAU

L'}1~XI)ÉDIT10N SITÉl)OISE

PUBLÜ:ES

l'AH

L'ACADÉMIE HOYALE DE~ SCIEKCES DE Sel~I)E.

TO~lE Il: 1.

A IT R, o l~ E S 13 () R lt A _I~ E S

l'AH

CARLHEIM-GYLLENSKIOLD.

,-\YEC :F) PLc\:\"CHI·:....;.

STOCKHOLM, 1886.

KOXOL. BOKTRYCK~:lllET. P. A. -snIl8TF.DT& RÔSRR.

TABLE DES MATltRES

PAGER

21:l

§ IX.

§ X.

§ XI.

§ XII.

§ XIII.

§ XIV.

§ XV.

§ XX.

§ VIII. Formes fragmentaires et dégradées de l'aurore boréale, matière lumineuse . ^{_ u} 140 Segments, zones, taches et rayons peu éclairés de l'aurore boréale __ ... _._... .. _. 145 Segment obscUl'p. " U ' h _ . . . . 145 Taches obscures ^{u • •} ._0.. __ 145 Rayons obscurs .. _.. _... 147 Résumé, Classification des formes de l'aurore 148 Éclat de l'aurore boréale ._ _.. __ _.. 150 Couleurs de l'aurore boréale .. _ __ 151 Spectre de l'aurore boréale... . ^{u . . '_} 158 Bruit et odeur de l'aurore boréale u u _ _ 174 Élé\-ation des arcs de l'aurore boréale au-dessus

de la surface dn sol.._~_ ^u 174-

§ XVI. Connexion de J'aurore boréale avec les amas de vapeur vésiculaire ou d'aiguilles de glace formées dans l'atmosphère ... _.. _... _... 180

§ XVII. Tableaux mensuels de forme et d'éclat de l'au-

rore boréale _ _.. __ 181

§XVIII. Influence du soleil et des nuages sur l'appa- rition de l'aurore boréale... .. .. __ ... 191

§ XIX. Varintions horaires et annuelles de l'aurore bo- réale ._... _... __ . _.. _.• _..• __ ... __ ....• __ . .... 196 Cnnnection de l'aurore boréale avec les grands

mouvements de l'atmosphère .ⁿ n _ ' " __ • __ • 205

§ XXI. Remarques générales __ 20()

CHAPITRE III. - Observations faites sur les aurores

boréales . __ . ... __ .... _... _. ... __~_. _... ... _._ 212 Aurores boréales observées au cap 'I'hordsen pendant

l'hiver de 1882 1\ 1883 ... _... _.

Appendice: Observations faites sur la montagne de l'Anémomètre __ . __ ^{0 0 _} .u^{U h} 372 Tableaux descriptifs des dessins et des cartes célestes 374 Liste des manuscrits contenant les observations sur l'aurore

boréale _ _._u h 385

Liste des gravures sur bois intercalées dans le texte 386 Liste des planches lithographiées comprises dans notre

Atlas _ __ .. _.. _ , _ _ __ . ••...._o. 387 Appendioe: Aurores boréales observées à Upsal

pendant l'hiver de 1882 à. 1883 prinoipalement par M. C.-G. Fineman avec un résumé de ses observations par :M. G. Oa.rlheim-Gyllensldold 38ft Résumé des observations de M. C.-G. Fineman par M.

G. Carlheim-Gyllenskiêld _.. '" __ _ 390 Observations faites sur 1eR aurores boréales 395

Additions _.-

_u _..__._..__ _.

⁴⁰⁵

Errata . __ ._ _._. __ .. ._._._.__ .. _ _408 49

50 53 54 12 12 12 13 41

65 70 70 72 78 79 61

85

87 87 87 95 102 102 104 105 110 113 121 122 127 130 130 131 135

UHAPITRE 1er • Remarques générales-.uu ..n • . . .

CHAPiTRE JI. Résultats des observations faites sur

les aurores boréales .. _._. __ . __ . . . _._

§ I. Coordonnées des arcs de l'aurore boréale. ^{. _ n} Préliminaires _.__ . _.. _.__ . . ^{n u u _ u • •}

Coordonnées des arcs _ _.

Azimuts et hauteurs correspondantes u . __ . .

Explication de la position de l'arc auroral d'après la théorie de M. Edlund ..^{u . . u . . u} . . . . _ _ . . . .

Variation de l'azimut de l'arc avec la hauteur_.

Variation diurne de la position de l'arc auroral Amplitudes et hauteurs correspondantes '". __ ''' Méthode deM.Bravais pour calculer l'élévation de I'anrore boréale an-dessus de la surface du SQl et son l'llyon de courbure d'après les obser- vations de la hauteur et de l'amplitude des

arcs _.. ._. ._ _ .

§ II. Direction des rayons, position du centre de la couronne __ . .. __ ._. __ . .

§III. Bandes et zones, largeur des arcs __ .. _ __

Bandes .. _ _.. _. .. _...•... _..

Largeur des arcs n n u

Zones . '" .... __ __ •. .•. . . _•.. _•. _.. _.__

Largeur des zones et distance des arcs voisins Éclat de l'aurore boréale vue dans des projec- tions différentes.. __ ..^{_ h} Hésumé... _...^u . . . 0 0 " _ _ ' u • •_ u

~ IV. Mouvement des arcs dnns la direction du nord au sud .. __ .. .. _... __ ... _...

Direction de mouvement ._._._ __ __ .. _. __

Vitesse angulaire des arcs .. __ ^{u • •}

~ V. Mouvement tourbillonnant de l'aurore __ __.n Formes diverses des drnperieSh"" ^{U n u _} Pseudo-arcs de l'aurore boréale __ . __

Coordonnées des pseudo. arcs . __ _ - - . - 0 0 0 0

Tourbillons observés eu d'autres lieux antérieure- ment à nos observations _... _. ^{n _ _ . . •_ _ . .} Direction des plis et des tourbillons --- MoU\-ements des plis et des tourbillons .-- ..

Direction du mouvement des plis. -.. ..

Sur la cause des tourbillons _.. _ " 0 0 ' ,

~ VI. Mode de distributiou de la lumière, aurore .lif- fuse et aurore rayonnée ... __ ._... __ .. _.. _ Diatribution vraie de la lumière dans la bande

aurornle _ __ .. _... . _ .

Rayons très Iongs • .. .

§ VII. Mouvement de hunière, ondes lumineuses .. _.

AURORES BORÉALES

CHAPITRE PREMIER

REl\[ARQUES GÉNÉRALES

Les observateurs du cap Thordsen étaient an nombre de SIX: M. N. Ekholm, bache- lier es sciences, ~i. R. Gyllencreuts, bachelier en médecine, M. H.-A. Stjernspetz, lieutenant du génie, ~L S.-A. Andrée, ingénieur civil, M. E.-O. Solander, bachelier ès sciences, et l'auteur de ce mémoire.

Le plan des observations sur l'aurore boréale avait été indiqué dans le bulletin de la commission polaire internationale. ¹ On

y

renvoie, pour les détails, à. un mémoire de M.

Weyprecht. 2 Ce sont les indications de ce voyageur que nous avons suivies.

La latitude de notre observatoire était de 78⁰ 28' 27" nord, la longitude, de 1^h2^m 49⁸ est de Greenwich; la hauteur de l'observatoire était de 76,7 mètres au-dessus de la sur- face de la mer.

Toutes les observations ont été faites en temps moyen de Gœttingue, que l'on a supposé retarder de 23^m28⁸ sur le temps local de l'observatoire, la longitude (d'après une carte marine) supposée 1h3^m15⁸ E. de Greenwich. 3 Cependant les déterminations de la longitude exécutées pendant l'année, ont donné une longitude de 1h2^m49⁸ est de Greenwich; il résulte de là une petite correction constante de +26⁸ à appliquer au temps actuel de l'observatoire pour avoir le temps vrai de Gœttingue. Je n'ai pas tenu compte de cette correction, sauf aux heures termes, où les aiguilles aimantées ont été observées toutes les vingt secondes. A présent on peut déterminer avec plus d'exactitude l'état de la montre à l'aide d'interpolations convenables, ce qui cause de légers changernents dans la réduction en temps de Gœttinguo, Le tableau suivant indique les corrections il. faire:

--"---~----" - - - " "---~---"--"".._---_••..

_--

1 Seconde li-vraison, stPétersbourg 1882, pages 30 et 3l.

2 Ce mémoire est intitulé Prokiische Anleitunç zur Beobachiunq der Polarlichter und der magnetiscnen Erscheinunç ; Vienne 188l.

3 Voir L'expédition suédoise au Spitzberg 1882-1883, compte rendu par .Ll{. Ekholm, chef de l'expédi- tion, page 8.

Observations faites au cap Tbordsen. l

2 OBSERVATIONS FAITES AU CAP THORDSEN, T. II. 1.

CORREUTION A FAIRE ÉPOQUE

Oct. Il 19·.18 37·-20". 1 23· ..

16 18.56 .14 -21 . 6.14 _ ^{m •}

Nov. 6 19. 1 .43 -20. 8 .43 ..

l) 15 19. 2 .21-20 . 0 .31 _ .

Déc. le. 20. 1 .48 -21 . 0 .48 .

15 21. 0 .26 -22 . 0 .26 _ __

Janv. 2 22. 0 .27 -23 . 0 .27 __ ^{m _ • • • • m .}

Févr. 1~' O. 0 .30 - 1 . 0 . 0 ^{h _ _ h . .}

l) 4 21.45.29-22.37 .29 .

Mars 1^er 19.35 .24 -20 .25 .24 ^{h m .}

àl'heure de la montre pour avoir le temps employé à l'observatoire

+om.46·

+0 .33 +1 .18 -0.12

-0.26

+2 . 0

1

au temps employé à l'observatoire pour avoir

le T. M. Gœttingue

+37"

+41 +25

+33 +48 +26 +27 +26 +29

+24

On a compté la journée de minuit à minuit, de Ob à 24h, conformément à un projet du Congrès international des méridiens à Washington en 1884.

Nous avions emporté, afin de dessiner la forme et la position de l'aurore boréale, mille deux cents cartes célestes, dont trois cents en grand format, et neuf cents plus petites. Pour construire ces cartes, on a employé une projection polaire, où les parallèles sont des cercles uniformément espacés. Ce. moyen de représentation est d'une exactitude suffisante et a l'avantage d'une grande simplicité. Les grandes cartes comprenaient toutes les étoiles des cinq premières grandeurs, d'après

ru

ranométrie .qénérale de ~1. J.-C. Houzeau.¹ Les positions données dans ce travail se rapportent à l'époque 1880,0, et peuvent être employées ici, l'effet de la précession et de la nutation pouvant être négligé. Sur les grandes cartes, dix degrés du méridien mesuraient vingt millimètres. Les petites cartes ne contenaient que les étoiles des trois premières grandeurs; trente degrés du méridien y cor- respondaient à quinze millimètres. Ces dernières cartes étaient reliées dans des atlas de cent cartes chacun, et au bas de chaque carte se trouvaient indiqués les titres suivants:

heure, direction du mouvement, mouvement de lumière, éclat, couleur. Les deux espèces de cartes ont été dessinées par l'auteur et lithographiées à, l'atelier de M. Schumburg à Ilpsal, Les petites cartes nous ont paru trop réduites, et les grandes pas assez pratiques.

Après le retour, j'ai fait photolithographier en demi-grandeur les grandes cartes. Ce format rne parait le plus convenable à adopter pour une expédition ultérieure. La partie visible de la sphère céleste, à une certaine heure est représentée sur cette nouvelle carte par un cercle de cent quatre-vingts millimètres de diamètre.

Sur nos cartes célestes nous avons dessiné quantité d'aurores boréales. Ces dessins ont été utilisés pour déterminer la hauteur, l'azimut et l'amplitude des arcs. J'ai tracé dans ce but, sur une feuille transparente, un système de cercles de hauteur et d'azi- mut projetés sur le plan de

r

équateur d'après la projection adoptée pour nos cartes célestes.²

1 Annales de l'Observatoire royal de Br ueelies. Nouvelle série, Astronomie, tome 1er •

2 En construisant ces courbee on 8'est représenté un système de cercles de hauteur à 0", 10", 20", . . . au- dessus de l'horizon, et de cercles d'azimut à Oh, 1h, 2h , ••• à l'ouest du méridien; puis on a calculé l'angle horaire et la. déclinaison de tous les points où un cercle horizontal coupe un cercle vertical.

CARLHEIM-GYLLENSKIOLD, AURORES BORÉALES. 3 J'ai tracé ensuite, sur les cartes célestes, le méridien correspondant au temps sidéral de l'observation en indiquant le point sud de l'horizon et le zénith. Si l'on superpose alors la feuille transparente sur la carte céleste, de maniere à faire coïncider leurs pôles boréaux, et si l'on amène le méridien au point de l'équateur dont l'ascension droite

.

ézale^~ le temps SIdéral en question, on a immédiatement, d'une maniere facile, l'azimut et la hauteur d'un point quelconque du ciel.

L'expédition avait trois théodolites sans numéros exécutés par 1\1. H. Olsen de Christi- ania d'après les indications de M. H. Mohn et destinés spécialement à l'observation de l'aurore boréale. Ces instruments ressemblent à un théodolite astronomique ou altazimut, seulement la lunette est remplacée par un appareil à visée sans verres. On regarde par un petit trou circulaire vers un réticule de fil de cuivre. Cet appareil est appliqué à l'extrémité de l'axe horizontal de manière qu'on puisse le diriger vers tous les azimuts, et toutes les hauteurs au-dessus de l'horizon. Les cercles sont divisés en dix minutes d'arc; le soin apporté à la graduation permet d'estimer facilement la minute, à l'aide d'un vernier. L'appareil à visée présente quelque inconvénient pour les mesures de l'aurore boréale. En effet, quand on regarde l'aurore par le petit trou, le tube qui joint cette ouverture au réticule cache la partie du ciel autour du point visé; il nous est arrivé de voir à peine, avec l'appareil, un arc auroral fort bien perceptible à l'œil nu. Un simple dioptre sans tube conviendrait probablement mieux.

Un des théodolites était monté sur son pilier entre l'observatoire magnétique et la cage des thermomètres. Les corrections des cercles ont été assez constantes, ce qui prouve que la position du théodolite était suffisamment stable. Cependant le 16 octobre, l'instrument a été renversé par la tempête. Pour le protéger contre la neige, on l'a muni de quatre parois en bois, vissées aux quatre côtés du support, de manière qu'on pût les rabaisser le long de celui-ci, ou les relever pour encaisser complètement Ilappareil. Deux de ces parois étaient munies de traverses afin de consolider le tout; enfin un grand couvercle complétait l'abri de l'appareil.

M. Stjernspetz se chargea de ce travail, qui fut achevé le 30 novembre,

Toutes les mesures faites au théodolite sont données en hauteur et en azimut vrai.

L'azimut est compté du nord par l'est depuis 0° jusqu'à 360°, conformément à une dé- cision du Congrès polaire international à Vienne, en 1884. Chaque fois qu'on s'est servi de cet instrument, on a relevé en même temps la position, sur le cercle horizontal, d'une mire dont l'azimut vrai avait été déterminé préalablement par l'observation du soleil.

,r

^{oici les}

points qui ont servi de mires:

MIRE AZIMUT

332".14' 340.59

89.3 110.8

Le bord escarpé du Tempelberg .

La mire employée par M. Ekholm dans l'automne 1882 _~:_~=~~:~=~:~: ~~¹³¹,43._ _~

Le point de repère sur la cage des thermomètres ..

Le montant de la ftlDêtrede la bibliothèque ,

Le diabaskam dnnl! l'est .

._- ^... ---_ ^..

^'""'"'' '"." ^,

4 OBSERVATIONS I!'ArrES AU CAP THORDSEN, T. II. 1.

La correction du cercle vertical a été déterminée en le faisant tourner de cent quatre-vingts degrés ou en relevant la hauteur de la surface de l'Icefiord dans un certain azimut, pour lequel sa vraie hauteur était connue. On a trouvé les valeurs suivantes pour les corrections du théodolite:

Tableau des corrections du théodolite près de l'observatoire magnétique:

DATE

1 CORRECTION !

i à appliquer aux angles du

cercle horizontal1

l '

1 CORRECTION '

!à appliquer aux , angles du

cercle vertical

1

Août 20 .

26 ..

Sept. 25² .

JI » ..

28 .

Oct. 6 .

7 .

.. 2 .

Il .

Nov. l ..^r .

.. 30² .

Mars 3 ..

29 "'''' .

Avr. 3 ..

19 ..

24 .

26 .

30 .

~fai 7 .

16 .

19 .

Juin 9 __ .

+ 115°.24'

+299.13 +214. 3

+180.0

+180.0

+153. 9

+152.43 +152.43

+145.39 + 179.04

+179.59

+179.54 +288 .18

+ 180.0 +179.54

+179.4 +179.51 +179.49 + 179.37

+179,48

+179.44

+17~.47

+ 179.44 +179.50 +180 .32 +179.25

+179.17

1

! Août 20 --.. - --"""1

26 .

29 '

Sept. 20 _ i

24 __ '

Oct. 7 __ '

10 .

Nov. le .

II 30 .

Déc. 13 __ .

17 """"""'''' ""'"

Mars 4 .

8 __ .

12 1

26 __ __ ..

Avr. 15 __ __ .

26 __ ..

Mai 7 __ .!

16 __ .

17 __ .. __ __

Juin 9 __ .

Juillet 9. __ .

26 .

31 __ .

Août 17 __ .

+00.15' -0.20

0.30

+0.15 -0.40 -0.30 0.11 0.27 +0.55

+0.55

+0.35 + 1.12 +1.4 +1.7 +1.7 +1.7 +1.6 +1.4 + 1.13 +1.1 +1.7 +0.40 +0.38 +0.36 +0.36

._----_._._---

1 On comptait en faisant les observations I'nzimnt dn sud par l'ouest; dans ce mémoire l'azimut est compté du nord par l'est;

il résulte de là une correction du cercle horizontal de +180°0'.

2 00 a orienté le théodolite d'nne telle manière que le point zéro du cercle horizontal correspondait au point sud de l'horizon.

La position de l'aurore boréale étant souvent indiquée par rapport à des points de notre horizon visuel, j'ai mesuré, pendant l'été de 1883, l'azimut et la hauteur d'un grand nombre de points de l'horizon. Puis, ft l'aide de nos photographies, j'ai construit une carte exacte de notre horizon entier, sur laquelle on pourra sans peine trouver l'azimut et la hauteur d'un point donné. Voici les points dont on a relevé la position:

CAHLHEIM-GYLLENSKIÔLD, AUnORES BORÉALES.

Tableau des positions des points de l'horizon visuel an théodolite près de I'obsernatoire magnétique:

AZIMUT HAIT'1'EeR AzaWT HAUTEUR AznlVT HAU'('EUR AZI::\Ir'l' HAtJ'l'EUR

0°. 0¹ lr.28^t 1 ~)6'.43' 0'.15'11' l3r,o. 0' r.18^{/ 33} 227°.57' O".25^{/ 411}

11.15 10.2 ² 97.0 1.39 IR 141.12 ^3. 228.30 0.26¹⁰

1S.30 7 .10 ³ 98.40 ^1.20III 151.25 2. 1³¹¹ 229.116 0.27III

22.30 6.[,7 ⁴ 101.21 -2.10²⁰ 152.20 -0.22³¹¹ 232.50 1.53n

30.0 8.20 ^li 105.41 1.:35^{2 1} H,4.30 2.32 3 1' 236.15 3.39¹³

33045 7.2i3 ⁶ 106.24 1 .31²² 162.40 1.5431' 239.82 5.5814

45.0 4.f,3 110. 6 0.51²³ 1H:? .40 -0.13^31! 241.42 7.14III

56.15 4.49 ^l'l 11,0.7 0.37^H 1~.20 2.57 ⁴⁰ 241 .Dil 7.19 III

67 .30 3.fl4 ⁽¹ no .10 0.12²¹¹ 180.0 1.30 41 247 .30 9.13lU

78 Ar, 4.43¹⁰ 111.14 -- 0.37²⁶ 191.15 1.27⁴² 260.5f) 12.29Ml

88.55 5.0¹¹ 112.30 0.4121' 202.30 0.12 n 263.35 13.f)2^OIl

89.0 4.55¹² 119.37 0.25²⁸ 213.45 0.15⁴⁴ ~64.24 15.6^1lO

89.10 4.25¹³ 121.30 _0.4²¹¹ 213.45 0.11 f6 265.0 15.22^{6 1}

90.0 3.28¹⁴ 122.47 0.43³⁰ 223.17 _ 0.25⁴⁶ 270.0 15 .26^{6 2}

92.44 1Jill111 124. [) n.31^{3 1} 225.0 ^{- lI.1641'} 273.47 15. 8^{6 3}

95.0 2.14 III 131.43 1.16³² 227 .57 0.19⁴⁸ 277. [) 14.59u

-~---"~-~--~~---"_.

1Nord.

2 N. 1/4 N. E.

3 L'angle entre deux montagnes.

.. N. N. E.

Il Le sommet neigeux, haut de six cents mètres.

6 N. E. _{1/ 4} N.

7 Nord-est.

8 N. E _1/4 F..

9 E. N. E. Le creux des montagnes.

10 E. I/~ N. E.

Il Le sommet du diabMkam daus l'est (bord escarpé de la couche de diabase couvrant les montagnes).

12 Un puint du bord escarpé.

13 Le pied du diabuskanl dans I'est.

14 gel. Le talus.

16L'angle du talus avec le Gi]Jskool.:.

16 Un point du Gipshook:

17 L'angle du talus avee l'eau de l'Icefiord.

18 Un point du Gipshook.

HlL'angle du Gipshook avec le Tem/Jelberg. (Les flancs escar- pés de cette dernière montagne r~88elllblt'nt.beaucoup,~ar ses couches horizontales de ealeaire et de ailer traversees par des ravins verticaux, anx arcatures du sty~e roman).

21)L'embouchure de la ravine parcourant la plaine la plus éloignée de la station.

21 TIl' ~dacierdu Tempelberg, bord gauche.

2Z Idem, bord droit. ,

23 Le point enlminaut au bord escarpe du Tempelberg.

24 L'angle de l'escarpement avec le Colorc/doberg. (Montllgne semblable aux roches fameuses dans le Colorado, dans l'Amérique dn Nord).

2~ Le pied du hord escarpé du Tempelberg.

26 Le pied du talus du TempelbfJ1'g.

27 E. S. E. I,e Coloradoberg.

28Le ColQ1·adoberg.

29La surface de l'Icefiord.

31) La montagne de Marmier.

31 I/emboucbure du ravin le plu~ ^{rappro.ebé de la maison} d'hllbitation, près du magasin a la falaise.

32 La mire dite de M. Ekholm.

33 Sud-est.

34 Le Diabashatt, (Le capuchon de diabase],

36 Le bord droit de l'observatoire magnétique•

36 Ln surface de l'Ieefiord,

31 S. S. E.

3~ Notre vertical commun avec Bossekopà 18 hauteur dell mon- tagnes.

39 La surface de l' lujiord.

.1) Konen, (Le cône].

41 Sud.

42 S. 1/4 S. O. Le Norden,kiiJld, topp. (Le sommet de Norden- sklëld).

43 S. S. O.

H S. O. 1'4 S.

f6 La surfuee de r^lceJiord.

46 L'angle de la plaine avec l'eau de l'lcefior(J.

47 Sud-ouest, la surface de Icefiord.

4f1Le pied du diabaskam (bord escarpé de la couche de dia- base).

.(1 Le sommet du diabaskam.

00 Le signal dans l'ouest, érigé par M. Stjernspetz.

~l L'anale entre Jediaba,kam le plus éloigné et le talu8 plus rapproché de la maison d'habitation.

62 Notre vertical commun avec l'île de Jan Mayen.

113 S. O. 1/.. O.

M Le diaba,kam dans 1'0. S. O., le pied.

M Le diaba,kam dRUS l'O. S. O., le sommet.

~~ S. O. 3¹4 O. S. O.

51'O. S. O.

1'1Le bord escarpé dans l'O., l'angle entre le taIns et l'escarpe- ment.

b!l Le diabaskam dans l'O., un point du sommet.

1\0O. 1/2 S.

61 Le sommet du diabalkam.

~2 Ouest.

63 CAirndan! l'O. N. O.

64 Le point le plus bas de III conche de diabase,

6 OBSERVATIONS FAITES AU CAP THORDSEN, T. II. J.

AZIMUT HAlJTEUR AznlUT HAUTEUR AZIMU'l' HAUTEUR AZIMUT HAUTEUR

7. Idem,

75Il'' girouette.

76 Le théodolite de la montagne.

71 Le point de repère sur la cage des thermomètres,

78 N. N. O.

111 Bloc de diabase,

80 Le montant de la fenêtre de la bibliothèque.

fi1Point de rencontre' de l'Ane11l0meterberget et de. montagnes plus éloignées de lastation.

281°.15' 15°. 6'65 306°.43' 13^c• 5'11) 323°.18' 16°.22'7-1 337°.30' 19°.33'78

292.30 14.24&6 313.57 18. 2 71 332.14 18.43^7t1 339.1 18.35 19

294.3 13.43^{6 7} 315.0 17.49⁷² 332.14 18.3876 340.&9 ⁸⁰

303. 1 12. 9⁶⁸ 322.50 16.21 ^TS 332.14 7.3611 3&6.35 11.&381

303.38 13. 4⁶⁹ 611 O. 1/.N. O.

1\6 O. N. O.

ln Une arête sur la COliche de diabase.

~ rAfJemomtterbe7'get (La montagne de l'Anémomètre). Le ravin dana l'O.

119 La couchede diabase au milieu de la pente.

10 Idem.

71 Cairn.

n Nord-ouest.

13Le ruisseau à 1'0. de la maison d'habitatlou.

-_._---- - - - ~

M. Wohlgemuth à l'île de Jan Mayen et M. Steen à la station de Bossekop avaient

convenu avec nous de faire simultanément des observations spéciales sur les hauteurs de l'aurore dans notre vertical commun.

On calcule l'angle que fait le vertical commun de deux lieux donnés avec leurs mé- ridiens astronomiques, en recourant à un triangle sphérique dont les sommets s'appuient sur le pôle du globe et sur les deux lieux en question. Soient 1 et 2 les deux lieux, VI et V2

leurs latitudes, ^).1 et .li leurs longitudes, ⁽¹¹ et a'j les angles entre le vertical commun et le méridien astronomique à chaque lieu, enfin Ll la distance des deux points, mesurée d'après un grand cercle de la sphère; on a les formules suivantes:

sin Vf) - sinVI cos_~

cosa = ~ . . ¹

J cosVI sm .:l

sin VI sin_V2cos~

costl:!

= .

cos_V2sm.:l

Bossekop étant situé à 69° 58' de latitude nord et à 1h24^m 17⁸ de longitude est du méridien de Paris t, on trouve que la distance de ce point au cap Thordsen est égale à 8° 44', soit 890,74 kilomètres. La position du vertical commun est, à Bossekop, N. 10° 5' O.; au cap Thordsen, S. 17°23' E. Nous avons quelquefois mesuré la hauteur de rare auroral dans cet azimut. ⁱ _~lais après notre arrivée au Spitzberg nous avons constaté que les aurores boréales étaient trop basses pour qu'il soit possible de les mesurer en deux points aussi distants que le cap Thordsen et Bossekop, En effet pour qu'une aurore boréale soit visible à la fois à

1 BRAVAIS, Aurores boréales, page 10.

2 Voir 30 novembre de 17^b55^m à 19^b 55^m, 1^er décembre de 3^b43^m à 16^b 5m, le 3 à 19^b 5m , le 12 de^lbt»

à lb10^m, le 25 de 16^b 45^m à 16^h54^m, le 31 de 17^btom à 17^b30m, 6 janvier à 18b omo

,

CARLHEIM-GYLLENSKIÔLD, AUR·ORES BORÉALES. 7

Bossek~p¹et au. cap Thordsen, elle doit avoir une hauteur de 18,5 kilomètres il, supposer qu'elle se trouve a egaIe distance des deux lieux, et 74,4 kilomètres, si elle se trouve au-dessus de l'un d'eux.

L'observatoire austro-hongrois à l'île de Jan Mayen est situé au milieu de l'isthme à, 70° 58' de, latitude nord, et à 8° 33' de longitude ouest de Greenwich. ¹ La distance du cap Thordsen a Jan Mayen est donc de 9° 43'. Le vertical commun est situé dans l'azimut N. 29° 10' E. à Jan Mayen et S. 52° 47' O. au cap Thordsen. Cette dernière direction est il. peu près perpendiculaire au sommet de l'arc auroral, dont l'azimut moyen est de 155° 48'.' Nous n'avons pu prendre de mesures dans cet azimut,

Avant notre départ pour le Spitzberg nous nous étions déjà proposé de prendre des mesures de parallaxe sur l'aurore boréale. Nous avions, dans ce but, emporté trois kilomètres de fil conducteur isolé et quatre téléphones. ³ Des accidents de toutes sortes vinrent dès le début entraver ces beaux projets. Mosselbaie était d'abord le but que l'expédition s'était pro- posé d'atteindre. La côte de Wijdebaie, s'étendant h peu près dans la direction du méridien magnétique, avait été choisie comme base pour les mesures que nous devions prendre. Dans l'impossibilité d'atteindre Mosselbaie, on fut obligé de retourner et d'atterrir le 21 juillet au cap Thordsen. A cause des hautes montagnes qui entourent ce point, on résolut d'établir l'anémo- mètre et la girouette sur le bord de la terrasse la plus voisine à 520 mètres de la maison et à 263,4 mètres au-dessus de la surface de l'lcefiord. Afin de réaliser ce plan, il fallait modifier les instruments apportés en y appliquant une transmission électrique. Cette trans- mission devait se composer de quatre fils séparés, ce qui réduisit notre ligne il. 572,7 mètres, Je proposai alors au chef de l'expédition d'aller à Diabasudden ⁴ situé au sud de Llcefiord et distant de quatorze kilomètres du cap Thordscn dans la direction du méridien de l'aurore boréale. r,

Il fut décidé que le lieutenant Stjernspetz, les deux pêcheurs Johnsen et Kulseth, et moi, nous traverserions le golfe et nous irions dresser une tente à Diabasudden. Je devais rester là pendant quinze jours, avec Johnson, pour faire il, des heures convenues, des observations simultanées avec celles du cap Thordsen. ~t Stjernspetz devait, pendant ce temps, se rendre à la chasse aux rennes à Sassenbaie dans la vallée de RendaL A son retour, il devait nous reprendre il, bord pour nous ramener au cap Thordsen. Tout était disposé, et le départ fut fixé pour le 6 octobre. Le 4 au soir ... je venais de finir les observations et je cousais, dans la bibliothèque un sac destiné à mc servir à la fois de lit et de couverture pendant l'expédition. Tout il. coup _~I. NI. Stjernspctz ct Gyllencreutz reviennent du rivage tout tristes et découragés. L'expédition était manquée; ... une tempête furieuse s'était élevée;

elle dura de trois heures de l'après-midi iL 10 heures du matin le lendemain, Nos pauvres bateaux, amarrés pourtant à vingt mètres de la plage, avaient disparu, emportés par les vagues furieuses.

Malgré le désastre, je n'en continuai pas moins à coudre mon sac, résolu, si les bateaux ne se retrouvaient pas à faire plutôt la course il. pied qu'à abandonner la partie. Je voulais aller au Rendal près de Sauriehook. Le lendemain matin, Johnsen et Kulseth partirent il, la recherche de nos bateaux. Ils revinrent, à 4 heures du soir, les ayant retrouvés. Mais, hélas!

.. , il n'était plus possible, de s'en servir, tant ils étaient avariés! Le petit n'avait plus de carène, le grand avait perdu toute sa batterie de pêche et était brisé en plusieurs endroits.

1 Selon la carte.

2 L'azimut compté du N. par l'E. . ' '. . .

3 Voyez le Bulletin de la Commission polaire internationale, troiaième livraison, page 113.

4 Le' cap de diabase, en suédois. . . , , .

a J'appelle méridien de l'aurore boréale le plan qUI contient le sommet de 1arc, le centre du globe et 1œil de l'observateur.

8 OBSERVATIONS FAITES AU CAP THORDSEN, '1'. II. 1.

Il n'y avait plus moyen dtaller par eau à Diabasudden. Le Rendal était fi, cinq kilomètres au nord-ouest de la station; on aurait pu faire la route à pied, mais, vu l'absence de neige, ou ne pouvait transporter par le plateau ni la tente ni le théodolite. Foree fut donc d'abandonner le projet et de se contenter d'observations sur une petite échelle et il, courte distance.

Nous nous décidâmes à monter un des théodolites sur la montagne de l'anémomètre, mais ce projet fut aussi entravé longtemps par la réalisation d'autres travaux. Enfin le 12 décembre, on construisit une seconde caisse articulée semblable à celle dont nous avions en- touré le premier théodolite. Le 4 janvier, le second théodolite fut transporté sur la mon- tagne. Le 1^er janvier, on avait forgé des crochets pour la transmission électrique à établir de la maison d'habitation au théodolite monté près de l'observatoire magnétique. Le 10, des supports furent construits avec quelques goulots, le 14, on put commencer les travaux.

Les deux observateurs communiquaient entre eux par le téléphone. Après qu'on fut convenu de la partie de l'aurore boréale à mesurer, l'un des observateurs fit signe _~L l'autre immédiatement après avoir achevé le pointé. L'autre observateur, ayant suivi en même temps, avec son réticule, la partie en question, fixa alors son cercle vertical au moyen de la vis de serrage. Les signaux étaient donnés alternativement par l'un et par l'autre des observateurs afin d'éviter l'erreur provenant du mouvement de l'aurore. La différence de sensibilité de la rétine fait que deux personnes ne voient pas le bord de l'aurore exactement an même point du ciel; ¹ pour éviter ces erreurs, les observateurs alternaient. M. Ekholm s'est installé sur la montagne le 14 janvier et le 3 février; l'auteur, les 3 et 8 mars.

I.Je 4 janvier, nous avons déterminé le vertical commun des deux appareils. Du théodolite supérieur, on ne pouvait apercevoir le théodolite inférieur, qui était caché par le sol. "Je suis donc descendu dans la plaine, entre la maison d'habitation ct la falaise, de manière iL voir les deux théodolites dans le même plan vertical. Alors deux observateurs placés aux théodolites ont relevé ma position sur les cercles horizontaux. On a trouvé, au théodolite inférieur, 329⁰ 22', au théodolite supérieur, 52⁰ 40'. Ces valeurs ont servi aux mesures de parallaxe faits le 14 janvier et le 3 février, Bien qu'elles ne soient pas d'une ~récision rigou- reuse, elles n'ont pu causer d'erreur sensible, le vertical commun formant avec le méridien aurora] un angle de 3⁰ 34' seulement. On mesurait donc une partie de l'arc où la variation de hauteur était nulle. Le 4 février on détermina de nouveau et avec plus d'exactitude, en visant il, la girouette, la position du vertical commun au théodolite installé près de l'obser- vatoire magnétique. Sa position sur le cercle horizontal de I'instrument fut déterminée par la division 332⁰ 22'. Dans cet azimut, on traça, sur la cage des thermomètres, un point de repère. Le 3 mars on determina la position exacte du vertical commun au théodolite de la montagne. Deux observateurs ont visé simultanément Régulus avec les deux théodolites. Les lectures des cercles horizontaux sont les suivantes: 327⁰ 30' au théodolite inférieur, 49⁰ ,,)8' au théodolite supérieur. La position du vertical commun au théodolite inférieur étant fL 332^{0 2 2 ' ,} celle du vertical commun au théodolite de la montagne était à 54° 50'. Ces valeurs ont été employées pour les mesures de la parallaxe les 3 et 8 mars. On détermina ensuite à, l'aide du soleil, en été, l'azimut vrai de ce méridien commun. On l'a trouvé égal it 152⁰ 14'

+

13'.

Pour l'apporter les relèvements au même plan horizontal, nous avons toujours, dans les deux lieux, relevé simultanément la hauteur d'une méme étoile. Nous avons trouvé les données suivantes:

1 Exemple: la sixième mesure du :l février.

CARI~HEIM-GYLLENSKIÔLD, AURORES nORÉALES. 9

HAFl'ECR DE _L']h'OIL~~

DATE

14Janv __^{u _ _ • • • .}

3 Févr ^{h .}

3 Mers - .

»

8 l'fars .

Il

NOM DE l'étoile

Aldébaran Aldébaran

ft Céphée Régulus Régulus Régulus Arcturus Arcturus

au théodolite inférieur

25°.30' 127 .20 20.50 2iL 0 23.0 29.18 29.35

au théodolite supérieur

32°.40' 3H.O 136.30 28.30 30.35 3O.aO 36.50 36.50

_7°.30' -fl.lO -7.40

-7.sr.

-7.30 -7.32 -7.1r)

La correction du cercle vertical du théodolite inférieur, déterminée le 4 mars, était +1⁰ 1~';

le 8 mars elle était + 1⁰ 4'. Le 4 janvier et le 3 février elle n'a pas été vérifiée;" on l'a sup- posée la même qne le 4 mars.

La longueur de notre base a été déterminée, pendant l'été de 1883, par :M. Ekholm il.

l'aide d'un théodolite astronomique d'Ertel, La base, dont il s'est servi pour ces mesures, s'éten- dait sensiblement dans la direction du méridien vrai, de l'observatoire du théodolite astrono- mique à, la mire disposée près de la falaise. 'Voici les nombres obtenus:

Distance des deux théodolites 572,653 mètres.

Projection horizontale de cette distance... 542,644

Projection verticale de cette distance. 182,n42

L'angle de la ligne joignant les deux théodolites avec le plan de l'horizon 18~.37'.50".

Ajoutons que le théodolite du nord était le plus élevé, celui du sud le plus bas.

Nous avions apporté deux spectroscopes iL vision directe pour servir aux )nesurcs des raies spectrales de l'aurore. L'un était un spectroscope Wrcdc exécuté par _~1. G.-F.

Sërensen, 24 rue Hamngatan, Stockholm, Cet instrument avait déjiL été employé par .M.

\Yijkander pendant son séjour au Spitzberg en 1872 et 1873. L'autre était sorti des ateliers de 1\1. J.-G. Hofmann il. Paris.

Le spectroscope \Vrede était muni d'un seul prisme réfringent. Le rayon lumineux, après avoir été réfracté par le prisme, tombe sur un prisme rectangulaire et il réflexion totale qui lui rend sa direction primitive, seulement en le déplaçant un pen de cÙté. Les deux prismes sont fixés il, une plaque de laiton qu'on fait tourner iL l'aide d'une vis micro- métrique, de sorte que les différentes parties du spectre entrent au milieu du champ de vision de la lunette. On mesure l'angle dont on a fait tourner les prismes, par la vis micrométrique.

Pour déterminer la position des raies lumineuses,"

::\1.

\Vijkander employait un réticule disposé dans l'oculaire. Ce réticule fut éclairé il. raide d'une lampe. La lumière pénétrait par un troll pratiqué à côté de l'oculaire, et qui pouvait. se fermer iL volonté. Afin d'éviter l'introduction de toute lumière étrangère dans le champ de vision, je me suis servi d'un diaphragme. Que l'on se figure le champ de vision divisé par deux droites qui se croisent sous la forme d'un X dont les quadrants droit et gauche seraient formés de disques de laiton, tandis que les quadrants supérieur et inférieur resteraient ouverts, et l'on aura une idée de mon diaphragme. Dans cet oculaire les raies brillantes du spectre de l'aurore boréale doivent paraître interrompues si elles ne traversent pas exactement le milieu de la croix. En faisant les mesures j'ai amené }('S

2

Observations faites au cap Tbordsen.

10 OBSERVATIONS FAITES AU CAP THORDSEN, T. II. 1.

IH'tSIIleS dans une position telle que la raie à mesurer paraissait toute entière. Au lieu de

réticule ou de diaphragrne, on pourrait sc servir plus avantageusernent, je pense, d'un oculaire h rnio lumineuse.

Le spectroscope Hofmann est muni de cinq prismes et d'une échelle de verre éclairée par une lampe. C'est gl'Ù,ce il.. l'heureuse prévoyance de

:M.

Thalén d'Upsal que l'expédition a été munie de cet instrument. ¹ En relevant avec ce spectroscope les raies très faibles de l'aurore je les ai d'abord fortement fixées, puis j'ai vite éclairé l'échelle. On parvient ainsi à voir la l'air et l'échelle il, la fois, l'impression lumineuse de la raie persistant un moment sur la rétine.

Toutes les mesures spectroscopiques ont été évaluées en longueurs d'onde, d'après une courbe représentant en longueurs d'ondes, pour chacun des spectroscopes la valeur des divisions du micro- mètre. Pour tracer les courbes, on a pris comme abscisse, l'échelle du micromètre et comme ordonnée, l'échelle des longueurs d'ondes, puis on a déterminé un nombre suffisant de points qu'on a réunis de sentiment. Dans le présent travail les longueurs cl'ondes sont comptées en dix-millionièmes de millimètre: les chiffres des divisions micrométriques dans le spectroscope Hofmann sont accompagnés d'une décimale; le nombre de pas de vis dans le spectroscope Wredo sont accompagnés de deux décimales.

\Toici les raies qui m'ont servi de bases pour construire Ines courbes:

Positions des rates solaires dans le spectroscope Hofmann:

LONGUEUR

d'onde

DIVISION d'échelle

NO)I

de la raie }~L.ÉMENT LONGUEUR

J'onde

DIVISION d'échelle

NOM:

de la l'aie

6867 158,8 Fe 5269 246,7 :g

JI ti5H2 169,7 C Fe 5232 250,3

G276 182,2 ft Fe 5226 250,7

}'c 6190 185,9 Mg 5184 254,7 hl

Ca 6169 186,8 Mg 5172 255,8 b₂

Ca 6162 187,1 )fg 5167 256,2 b₃

Fe 6135 188,4 f'e 5138 259,2

Ca 61t! 189,2 :\i 5099 263,3

Ca 6101 190,3 Fe 5083 265,1

Xa 5895 201,4 _DI Ca, Fe 5041 269,2

Nil 5889 201,7 Dz ^}'e 5005 273,1

Fe 5658 217,2 l'e 4957 278,7

}'t f)615 219,4 Fe 4920 283,1

Fe 5(;03 220,4 Fe 4891 286,4

Fe 5591; 221,3 Il 4862 290,1 ^}l'

Ca f,582 222,6 Xi 4805 290,6

)Ig 5528 225,7 :\i 4828 294,0

t'e 5463 229,8 Mn 4823 294,8

t'c 5372 238,1 Co, Ti 4792 298,9

}'e 5327 241,8 Mn 4782 299,9

---~----~---'"- ... '--->~.. --~._,-_._---_.-._---,--,--~-~._--- -"~--~_.-

1Rnie d'absorption de l'atmosphère terrestre.

_._---~'_.,-'-,.,-'----"-"-'_._-_.---.,....---.---.-_--_._.._---,--- .--~--~~-- ---~---,,-

1 Qu'il me soit permis de remercier M, Thalén . ses bons soins, ses conseils bienveillants m'ont permis d'ac- eepter la tâche qui m'était ronfièe dans l'expédition dn cap Thordsen.