l'aurore polaire, phénomène qui pendant mon séjour au Groenland, il y a main tenant 20 années, a attiré mon plus vif intérêt.

Quant au bout de ces recherches, l'examen du spectre de l'aurore polaire était une recherche du premier ordre. La zone où se développe les phénomènes auroraux dans leur plus grande fréquence, leur plus grande intensité et richesse de forme est loin des observatoires où on s'occupe des recherches spectrographiques des phénomènes célestes. L'apparition d'une aurore y est un phénomène rare, et l'apparition d'un tel phénomène pendant quelques heures d'une seule nuit, sous les latitudes moyennes, ne satisfait pas pour faire des recherches photographiques de son spectre. Excepté pour la ligne jaune-verdâtre découverte par Ångström, les longueurs d'onde des autres lignes ne sont pas bien déterminées par des recherches avec un spectromètre à vision directe. Et cela se comprend. Ce n'est que la ligne principale qu'on voit toujours quand une aurore apparaît; aussi la longueur d'onde de cette ligne est-elle exactement déterminée. Les autres lignes, au moins celles qui apparaissent dans la partie lumineuse du spectre, ne se voient pas toujours. Toujours très faible elles n'apparaissent généralement que dans quelques moments pour bientôt disparaître. Aussi la détermination de leurs longueurs d'onde diffère tant qu'on pourrait être porté à croire que les différentes aurores présentent des spectres différents.

A peu près d'un an avant mon départ pour l'Islande M. le professeur Pickering en Amérique avait trouvé par voie photographique deux ou trois lignes dont la plus intense avait une longueur d'onde de 390 m. environ. M. Pickering n'avait pas employé pour ses recherches un spectrographe construit particulièrement dans ce but, ce qui me donna un bon espoir pour mes recherches avec des spectrographes construits particulièrement pour la lueur de l'aurore polaire.

Comme spectrographes je me suis servi de deux appareils. Dans l'un des spectrographes le prisme était en spath d'Islande et les lentilles, non-achromatiques, en quartz. Je dois aux bons conseils de M. Mascart la bonne construction de cet appareil. C'est sur la proposition de M. Mascart qu'on a employé un prisme de epath d'Islande, qui a un grand pouvoir dispersif. Aussi M. Mascart a-t-il trouvé d'être bon d'employer des lentilles de quartz non-achromatiques pour éviter la perte de lumière provoquée par la réflexion des surfaces des deux lentilles. Puisque je ne me suis pas préparé à Copenhague à faire une lecture dans une des séances de l'Association Britannique je ne puis vous donner la mesure exacte de la longueur focale de la lentille du collimateur et de celle de l'objectif de la lunette. La longueur focale est la même pour ces deux lentilles, de sorte que l'image de la fente est de même grandeur que celle de la fente elle-même.

Nous nous sommes aussi servi d'un autre spectrographe construit par M. Scheiner de Potsdam. Les lentilles et le prisme de cet appareil sont d'un flint très pur. Le spectrographe de M. Scheiner a une puissance lumineuse plus grande que celui de l'autre appareil. On peut avec ce spectrographe photographier des lignes jusqu'à une longueur d'onde aux environs de la ligne O dans le spectre solaire. Je profite de l'occasion pour remercier encore M. Scheiner pour cet excellent appareil. Avant mon départ de Copenhague je n'osais pas à me fier seulement à un spectrographe à lentilles de quartz, à cause du diamètre nécessairement très petit des lentilles. Heureusement tous les deux instruments nous ont fourni de bons résultats.

Les appareils étaient construits de sorte qu'on pouvait toujours diriger par viser la fente du spectroscope contre le point du ciel où l'aurore se manifesta avec la plus grande intensité. Pendant les nuits à aurore on était donc toujours occupé à tourner le spectromètre. En outre on examinait le spectre des aurores qui apparaissent aux diverses parties du ciel avec un petit spectroscope de poche, pour voir dans quelles parties de l'aurore se montraient le plus grand nombre de lignes.

La première fois que nous exposâmes les instruments pour prendre des photographies de l'aurore fut au noël de 1899. Après une longue série de jours à mauvais temps venait une nuit à ciel pur; par conséquent nous posâmes les instruments sur place, les fentes ouvertes. Mais on n'aperçut toute cette nuit aucune aurore proprement dit. Vint ensuite une série de jours à neige; les

instruments, qui étaient toujours posés sur un pilier en plein air, furent couverts d'une caisse. Quand au courant d'une semaine le temps ne s'améliora pas nous nous estimions pour bon de remplacer les plaques avec de nouvelles. Notre surprise fut donc grande en développant les plaques d'apercevoir quatre lignes dont les deux étaient découvertes déjà par M. Pickering, les deux autres étaient des lignes nouvelles. Les longueurs d'onde de ces quatre lignes étaient de 426 m., 391 m., 357 m. et 336 m. environ. On les mesurait par le micron.ètre de la lunette du spectrographe en comparant leur position avec celle des lignes de comparaison du spectre de l'air et de quelques métaux. La ligne de la moindre longueur d'onde n'était pas provoquée par le spectroscope à lentilles et prisme de flint, et la ligne d'une longueur d'onde de 336 m. n'apparaissait que comme une ligne très faible dans le spectre appartenant à ce dernier instrument.

Cette provocation inattendue d'un spectre photographique de l'aurore polaire nous frappa surtout parce qu'on n'avait aperçu aucune aurore, si ce n'était que des traces très fugitives d'une telle pendant la seule nuit claire dans laquelle les appareils étaient exposés. Le spectre provoqué par le spectrographe à lentilles de quartz et à prisme de spath d'Islande montra en outre une particularité remarquable, savoir celle qu'on avait obtenu par réflexion dans les deux prismes aux bouts de la fente une continuation des lignes qu'on avait obtenues par les rayons qui avaient entré immédiatement à travers la fente. Mais cette nuit le ciel était d'une clarté particulière qu'on ne connaît que dans les nuits arctiques. Aussi au Groenland, où j'ai passé un hiver comme chef de la station internationale polaire danoise, au milieu de l'hiver, dans les nuits où il n'y avait pas de clair de lune, le ciel paraissait souvent illuminé d'une lueur faible qui permettait de voir les montagnes à une distance de 30 kilomètres: dans ces circonstances on pouvait discerner de petites pierres sur le sol. Cette lumière de la nuit arctique fait un contraste remarquable aux ténèbres des nuits sous les latitudes basses. Quand, dans ces circonstances, on dirige le spectroscope vers le ciel on voit la ligne principale de l'aurore polaire. Cette clarté semble donc être la manifestation d'une aurore qui ne se montre que comme une lueur faible repartie sur la plus grande partie du ciel.

Les quatre lignes surnommées semblent paraître toujours quand il y a un phénomène auroral. La première de ces lignes, d'une longueur d'onde de 426 m., est située dans la partie violette du spectre de l'aurore; les autres appartiennent à la partie ultra-violette.

Dans la suite nous avons photographié en tour 21 lignes du spectre dont les 16 étaient inconnues jusque-là. Hors la ligne jaune-verdâtre d'Ångström nous n'avons pas pu photographier des lignes d'une longueur d'onde moindre que de 470 m.

Le temps mauvais pendant notre séjour en Islande, l'abondance des nuages et le clair de lune empêchaient en haut degré la suite de nos expériences, de sorte que les spectrographes ont été exposés un temps d'un mois à peu près pour recevoir la quantité de lumière nécessaire pour la photographie des lignes faibles.

En photographiant le spectre de la lumière bleue-violette qui entoure la cathode d'un tube Geissler rempli de nitrogène nous avons constaté une identité complète entre les lignes de la partie du spectro-auroral que nous avons photographié, sauf la ligne d'Angström, et les lignes correspondantes dans le spectre cathodique de nitrogène. Pour mieux constater cette identité j'ai, à mon retour de l'Islande, demandé à M. Scheiner de Potsdam de vouloir faire des mesures comparatives des deux spectres avec les instruments de mesure excellents qui sont à sa disposition. Le résultat des mesures de M. Scheiner constate parfaitement le résultat que nous avons déjà trouvé en Islande. Ses deux spectres qui ont été pris par le même appareil avaient une dispersion une peu différente. En réduisant le spectre de l'aurore à la même dispersion que celle du spectre de la lumière cathodique les mesures de Scheiner démontrent une identité complète entre les deux spectres. (Voir Bulletin de l'Académie Royale des Sciences de Danemark,' 1901.)

Je vais maintenant vous montrer par projection une image des deux spectres susnommés. On voit sans faire des mesures que la répartition des lignes des deux 1903.

PP

spectres est la même. Dans le spectre cathodique vous voyez une ligne assez forte dont la longueur d'onde est de 317 m. environ. Cette ligne ne se trouve pas dans le spectre de l'aurore polaire. Mais dans l'hiver 1900–1901 M. la Cour, qui a fait toutes les photographies spectrales en Islande, a trouvé cette ligne pendant un séjour en Finlande.

Le spectre que j'ai l'honneur de vous avoir montré n'est pas le spectre complet de l'aurore; nous n'avons pas pu photographier des lignes dans la partie des spectres dont la longueur d'onde est situé entre λ = 557 m. et λ = 470 m. La nature de la ligne principale d'Ångström a été inconnu jusqu'à ce dernier temps. Vous savez que M. le professeur Ramsay, qui a découvert lui-même le crypton, a constaté qu'une des lignes de cet air coïncide parfaitement avec la ligne d'Angström.

7. Discussion on Kite Observations continued.

8. Diurnal Range of the Summer Temperature of the Levant.
By ALEXANDER BUCHAN, LL.D., F.R.S., F.R.S.E.

One of the best portions of the sea in which the effects of insolation and nocturnal radiation on the temperature can be most satisfactorily investigated is the Levant during the summer months, it being there and then that the sky is cloudless, or all but cloudless, the air very dry, with little or no rain, and calms or light winds prevalent, from approximately the same direction.

It was under such favourable conditions that the four magnificent series of serial temperatures were made in the summers of 1890, 1891, 1892, and 1893 respectively, by the Austrian ship' Pola,' in the eastern half of the Mediterranean, at various depths from the surface of the sea to the bottom. These have been published in extenso, together with the rest of the deep-sea work carried out by the Pola,' in the Transactions of the Imperial Academy of Sciences of Vienna."

The thermometers and the other instruments used for salinity, colour of sea, &c., were the best that could be procured, and nothing but the highest praise can be passed on the methods employed and the skill with which the observations were carried out and printed.

With the temperature observations are also published the hours of the day at which they were taken, and at the same time the temperature and pressure of the air, the amount of cloud, and the direction and force of the wind. Hence a novel and notable addition to science accompanies these observations, viz. the time of day at which they were made. In truth this observation of time invariably recorded throughout the four summers presents us with the means of arriving, for the first time, at a knowledge of the depth to which the sun's heat penetrates so as to affect the temperature of the water, and also the amount of daily variation brought about at different depths up to the surface by solar and nocturnal radiation.

To carry this out two tables were constructed. One table showed the observations made at those hours of the day which may be regarded as showing the effect of insolation, and the table for the observations at the hours which may be regarded as showing the effect of nocturnal radiation. The hours for insolation were from 2 to 6 P.M., and the hours for nocturnal radiation in the morning till 9 A.M., the mean time of the fifty days for insolation being from 3.14 to 4.30 P.M., and of the fifty days for nocturnal radiation being from 6.30 to 7.45 P.M. In any one of these 100 cases the least depth of the sea at the place where the serial temperatures were recorded was 419 metres, but generally the depth much exceeded this figure, the depth in any case being 4,400 metres.

For the fifty P.M. observations the mean position was 35° 29′ lat. N. and 26° 24′ long. E.; and for the fifty A.M. observations 35° 35′ lat. N. and 26° 31' long. E. Hence the geographical positions were virtually identical, and on no particular day was there any material difference between the two positions.

The following are the mean meteorological observations for the days of the two sets of serial observations respectively:

The temperature of the air at the time of the afternoon observations was 82°.3, and in the morning 78°-4, the difference, about 4°.0 higher, being nearly the average difference at these times of the day of the temperature of the air over the ocean where the climate is similar. The amount of cloud in the morning and evening is virtually the same, and indicates that the observations were taken under a sky having only a sixth part covered with cloud. The force of the wind was also nearly the same, the mean force being just a little over 2 on the scale of 0-12, or, say, a light breeze, blowing at the rate of fourteen miles an hour. As regards the direction of the wind, observations show that nearly the whole of the winds at this season are west-north-westerly.

The following figures, showing the depths in feet and the temperatures (Fahr.), present the results of this inquiry in their simplest form :

Hence in the summer months the sun's heat penetrates to a depth of about 150 feet. At the surface the temperature in the afternoon is 1°4 higher than in the morning, and this difference virtually holds to a depth of 16 feet. At lower depths it gradually lessens to 0°-9 at 33 feet; 0°.5 at 66 feet; 0°3 at 98 feet; and vanishes at about 150 feet. Next morning the temperature is lowered to what it was in the preceding morning, and so on from day to day, the loss during the night being compensated by an increase of temperature on the following day equal, depth by depth, to the loss during the night. Thus at each depth the gain of temperature from solar radiation is equal to the loss sustained by nocturnal radiation.

9. Progress of the Magnetic Survey of the United States.
By L. A. BAuer.

In 1899 it was my privilege to lay before this Association the plan, in accordance with which a detailed and systematic survey of the United States had just

been inaugurated. This plan, in brief, was to first make a general survey with stations about 25-30 miles distant from one another, and to occupy about 400-500 stations a year. After the general survey had been completed, additional stations were to be placed in the locally or regionally disturbed areas developed by the general survey. On the average there was to be a 'repeat' station for an area of ten stations. A period of ten to fifteen years was expected to be consumed in the general survey. The area to be surveyed, not counting the adjacent seas, embraces one-fifteenth of the entire land area of the globe, or an area equal to that of Europe.

Up to June of the present year nearly one-third of the total number of stations contemplated for the general survey, viz. about 1,250 stations, have been completed. Five magnetic observatories have been established-Cheltenham (Maryland), Baldwin (Kansas), Sitka (Alaska), Honolulu (Hawaiian Islands), and Vieques Island (Porto Rico). A sixth is contemplated for the north-western part of the United States. In addition, a variety of miscellaneous preliminary investigations relating to methods of work and reduction and the standardisation of instruments have been made, and several publications have been issued. During this year magnetic work at sea has been commenced on board the vessels of the Coast Survey. The reduction of the field work has been kept apace with the observational work, so that the results obtained during any one year are published within a few months after the close of the year.

With the successful completion of the arduous initial work attendant upon the inauguration of so vast a magnetic survey, and the systematisation of the various operations in the field and in the office, and having trained the necessary observers, we may look forward to the continuation of the work with even greater rapidity than that of the past four years, and it is confidently believed that the general magnetic survey will be completed at about the close of the present decade.

I shall again express the hope that Canada may soon be able to follow the example of the United States.

The chart exhibited shows the number and positions of the magnetic stations in the United States up to June 30, 1903.

10. The Earth's Total Magnetic Energy. By L. A. BAUER.

WEDNESDAY, SEPTEMBER 16.

The following Papers and Report were read :—

1. A Probable Relationship between the Solar Prominences and Corona. By WILLIAM J. S. LOCKYER, M.A., Ph.D., F.R.A.S.

This Paper has already appeared in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society' (vol. lxiii. No. 8, 1903). The object of the investigation is to suggest that the different forms of the corona are intimately connected with the latitudes of the prominences. A summary of the conclusions arrived at is as follows:

1. The 'forms' of coronas may be grouped generally into three classes, here named 'polar,' 'intermediate,' and equatorial,' according as the streamers appear near the solar poles, in mid-latitudes, or about each side of the equator.

2. The sequence of these forms, if sufficient numbers of eclipses occurred, should be equatorial, intermediate polar, intermediate equatorial, &c.

3. The various forms of the corona are closely connected with the positions (as regards latitude) of the centres of action of the solar prominences.

1 Published in full in Terrestrial Magnetism, September 1903.