19 janvier 2024, 18h05 – Un ciel de feu dans le Béarn en présence de nuages Altocumulus floccus, depuis les coteaux de Lembeye.
Le Ciel de feu est un magnifique phénomène météorologique, qui se concrétise par une véritable explosion de couleurs du jaune au rouge, en passant par l’orangé. On peut l’observer aussi bien au lever qu’au coucher du Soleil, un peu partout dans le Monde. Ce mois de janvier 2024 a éveillé ma curiosité à son égard.
J’aborde en dernière partie de cette publication un autre phénomène optique lié à notre Astre, plus discret et tout aussi intéressant à observer, le Rayon vert.
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I- Le Ciel de feu et ses causes
Cette expression n’a pas de définition dans le Grand Larousse Universel. Ce dernier ne mentionne que le feu du ciel, une expression employée pour désigner la foudre, le tonnerre, la vengeance céleste. On est bien loin de tout cela!
1-1 Origine de l’expression « Ciel de feu »
Elle est utilisée par les météorologistes. L’explication uniformément reconnue est la suivante :
« Au lever comme au coucher du soleil, la lumière solaire parcourt son plus important trajet dans l’atmosphère : toutes les couleurs à faible longueur d’onde disparaissent et la couleur du ciel et du soleil vire alors au jaune, orange et rouge. Plus cette lumière rencontre un fort taux d’humidité sur son passage, plus elle se diffuse et ses couleurs à faible longueur d’onde disparaissent ».
Quand le soleil est proche de l’horizon, la lumière traverse l’air le plus dense et frappe beaucoup plus de molécules. L’atmosphère terrestre joue alors le rôle d’un prisme, séparant les rayons de soleil dans des couleurs différentes. Le phénomène est amplifié quand la lumière rencontre d’autres particules (fort taux d’humidité dans l’air, pollution, etc.) sur son passage et qui jouent le rôle de diffuseurs, renvoyant les rayons lumineux dans de multiples directions.
Les couleurs à faible longueur d’onde (violet, bleu, vert) sont les plus diffusées et disparaissent. Il reste visibles à nos yeux le jaune, le orange et le rouge. Certains ciels, en particulier le matin, sont parfois roses (mélange de rouge et de blanc), une couleur qui comporte de nombreuses nuances. Selon les couleurs associées au rose, on n’a pas ce phénomène d’embrasement.
Dans la journée, si on avait une atmosphère beaucoup plus épaisse et/ou très fortement chargée de particules de pollution, le ciel serait rouge-orangé. Un scenario « futuriste » apocalyptique, dont on a eu dans les médias un aperçu en pleine journée lors des incendies sur les îles indonésiennes de Bornéo et Sumatra en 2019.
19 janvier 2024, 18h04 – Le même ciel de feu dans le Béarn, dans le champ plus restreint de mon téléobjectif.
Les Altocumulus floccus de la photo ci-dessus font partie de ce que l’on appelle l’étage moyen dans la classification des nuages (préfixe : Alto, 1 500 à 6 000 m d’altitude environ). Leur présence a permis d’assister à un phénomène déjà bien coloré. Le Soleil vient de se coucher derrière le coteau d’en face. Le ciel avec peu de nuages est teinté de jaune ; la partie bien nuageuse laisse encore passer un peu de jaune, mais il ne reste essentiellement que le orange et le rouge. Le phénomène est maximal quand notre Astre vient de se coucher, puis il décline très rapidement.
Chaque lever et coucher de soleil est différent, ce qui maintient le charme de l’observation.
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1-2 Quelques informations sur la lumière visible
Le terme « couleur » est utilisé pour identifier une couleur franche ou pure. Chaque couleur est identifiée par une longueur d’onde unique. Dans l’ordre croissant des couleurs composant la lumière visible, on rencontre le violet, le bleu, le vert, le jaune, le orange et le rouge.
Le bleu, le jaune et le rouge sont les trois couleurs primaires car on ne peut les reproduire par mélange ou synthèse. Le violet, le vert et l’orange sont les trois couleurs secondaires obtenues en mélangeant deux primaires. Dans le cercle chromatique, chacune d’elles se situe entre les deux couleurs primaires entrant dans sa composition (orange = jaune + rouge). Le blanc est une nuance réunissant toutes les nuances du spectre visible. Le noir est une nuance obtenue par une absence totale de lumière.
Le terme « teinte » peut être employé de la même façon que le terme « couleur », car les deux mots sont des synonymes. Toutefois, le terme « teinte » s’applique aussi à une couleur nuancée, un mélange de deux couleurs. Par exemple, les teintes rouges ont des nuances tels que le rouge brique, le rouge rubis, le rouge pourpre, le rouge bordeaux, etc.
Le terme « nuance » peut être employé de la même façon que le terme « ton », qui fait référence à une couleur à laquelle on ajoute du blanc ou du noir. C’est ainsi qu’une couleur (ou une teinte) peut être déclinée en plusieurs nuances ou tons.
La Commission Internationale de l’Eclairage (CIE, organisation internationale dédiée à la lumière, l’éclairage, la couleur et les espaces de couleur, fondée en 1913) définit la vision de l’observateur de référence entre une longueur d’onde dans le vide à partir de 380 nm (nanomètres, soit un milliardième du mètre), perçue comme un violet extrêmement sombre et jusqu’à 780 nm, correspondant à un rouge également à peine perceptible.
Il n’existe pas de limites précises pour le domaine spectral du rayonnement visible puisqu’elles dépendent de la quantité de flux radiant atteignant la rétine et de la réactivité de l’observateur.
Les ultra-violets ont une longueur d’onde inférieure à 400 nm ; supérieure à 700 mm pour les infrarouges. A noter au passage que les diodes à infrarouges utilisées pour les photos et vidéos nocturnes des pièges photographiques sont encore visibles dans l’obscurité à 850 nm, invisibles à 940 nm.
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II- Qu’annonce ce ciel de feu
19 janvier 2024, 18h04 – Sur ce cadrage légèrement différent, seul le front nuageux venant des Pyrénées a pris des couleurs flamboyantes.
Dans tous les cas, un ciel de feu est lié à la présence d’une masse d’air très humide. Les dictons météorologiques liés à la couleur du ciel au lever et au coucher du soleil sont très nombreux. Je ne vais pas les citer car ils sont facilement accessibles sur le net. En fait, chaque observateur assidu du ciel pour un lieu donné a sa propre expérience et peut en tirer des généralités cohérentes sur la météo des prochaines heures.
Sur la photo ci-dessus, la présence des Altocumulus floccus annonce un changement de temps. Ces nuages peuvent indiquer que des perturbations atmosphériques sont en cours d’approche, mais leur présence seule ne prédit pas nécessairement des précipitations imminentes. Ce jour-là, le ciel avait été nuageux toute la journée, avec une embellie le soir et une nuit sans nuages. Il a fait beau les jours suivants.
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III- Quelques couleurs du ciel, pour le plaisir des yeux
3-1 Quelques couleurs du disque solaire à son coucher
Un Soleil rouge à son lever ou son coucher, un ciel rouge sans nuages ne sont pas annonciateurs d’une menace météorologique.
18 juillet, 21h40 – Un ciel rouge orangé, juste avant la disparition du Soleil. L’absence de nuages n’est pas propice à un ciel de feu et permet à notre Astre du jour de rester éblouissant jusqu’au dernier moment. La nuit sera limpide.
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15 février, 18h29 – Soleil rouge et ciel nuageux aux teintes pastel. La nuit sera claire.
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26 février, 18h43 – Un ciel nuageux qui sera propice au ciel de feu. Brouillard apparu dans la nuit et au matin suivant.
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16 mars, 19h01 – Soleil orangé dans la brume du soir. Un coucher de Soleil hivernal discret. Bel ensoleillement le lendemain.
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08 mai, 21h08 – Un coucher propice au ciel de feu. Brouillard nocturne et pluie faible au lever du jour.
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07 juillet, 21h09 – Brouillard matinal le lendemain.
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09 juillet, 21h36 – Soleil rose, …
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09 juillet, 21h41 – … soleil rose et ciel brumeux pourpre. Nuit claire et journée chaude et ensoleillée le lendemain.
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17 juillet, 21h36 – Disque solaire blanc et ciel nuageux rouge foncé. Belle journée ensoleillée le lendemain.
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27 août, 19h44 – Soleil jaune et ciel nuageux orangé, propice à un ciel de feu. Ciel bas nuageux pendant la nuit, puis belle journée ensoleillée.
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09 septembre, 20h19 – Soleil et ciel nuageux rouge orangé, sans ciel de feu. Ciel devenant nuageux à basse altitude pendant la nuit. Journée chaude peu ensoleillée le lendemain.
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27 septembre, 19h47 – Soleil jaune et ciel rouge orangé, peu nuageux. Brouillard en seconde partie de la nuit, puis journée ensoleillée.
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3-2 Ciels de feu
Le ciel de feu ne se développe qu’en présence de certains nuages. L’effet de diffusion de la lumière est maximal en présence de nuages bas (étage inférieur) étendus et à développement vertical important. C’est ce qui se passe avec le nuage d’averses (cumulus congestus) qui, s’il continue à se développer énormément verticalement jusqu’à l’étage supérieur, devient un nuage d’orage (cumulonimbus). On assiste alors aux spectacles les plus flamboyants. Ces deux genres sont des nuages d’instabilité qui ont leur base à basse altitude, chargés de gouttes d’eau liquide et parfois de cristaux de glace dans la partie supérieure.
04 janvier, 17h53 – Un joli ciel au-dessus du Pic du Midi d’Ossau. Brouillards jusqu’au lever du jour.
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15 janvier, 17h34 – Le soleil est encore au-dessus de l’horizon, dans les nuages.
15 janvier, 17h51 – Le Soleil vient de disparaître. On est passé du jaune-orangé au rouge-orangé. Ciel nuageux qui se dégagera en seconde partie de la nuit, puis belle journée ensoleillée.
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22 février, 18h56. Le Soleil est couché ; le ciel, normalement peu nuageux, a pris des nuances de rose sur les Pyrénées (Pic de Ger et Pic du Midi d’Ossau). Cette jolie teinte est en partie due aux particules relâchées dans l’atmosphère par les activités d’écobuages, autorisés du 15 octobre au 31 mars.
22 février, 19h00 – Au même moment, le ciel est aux couleurs pastel vers le couchant. Brouillards nocturnes en seconde partie de la nuit, puis belle journée ensoleillée.
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13 mars, 18h36 – Il a neigé. Malgré la présence de quelques Altocumulus floccus, le coucher de soleil est resté discret. Brouillards nocturnes puis nouvelle faible chute de neige le lendemain-matin.
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16 juin, 21h43 – Le soleil a quasiment disparu derrière l’horizon. En l’absence de nuages, le ciel a pris des couleurs pastel. Nuit claire, puis brouillard matinal.
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12 décembre, 17h32 – Enfin, un beau Ciel de feu.
12 décembre, 17h44 – Un 1/4 d’heure plus tard, le ciel vire au rouge sang.
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29 décembre, 17h50 – Un ciel de feu au-dessus du Pic d’Anie (vallée d’Aspe).
29 décembre, 17h53 – La vue d’ensemble, quelques minutes plus tard. Brouillards toute la nuit avec une visibilité quasi nulle.
10 décembre, 18h27 – Un Ciel de feu en Andalousie.
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3-3 Dernières lumières
Le Monde bascule. Dès que le Soleil se couche, on assiste à une perte progressive de la luminosité ; c’est le crépuscule du soir, dont la durée dépend de la latitude et de la période de l’année. On le détaille en trois périodes :
_ le crépuscule civil, qui commence juste après le coucher du Soleil : c’est le moment où le couchant développe dans certains cas ses plus belles couleurs, puis on commence à voir les étoiles les plus brillantes, ainsi que les planètes,
_ le crépuscule nautique ou l’heure bleue : les dernières lueurs sont encore perceptibles dans la direction du couchant ; le ciel noircit et les autres étoiles commencent à apparaître,
_ le crépuscule astronomique : les étoiles les plus faibles habituellement visibles à l’œil nu apparaissent. La Voie lactée et la Galaxie d’Andromède ne seront visibles qu’à la nuit noire.
18 juillet, 22h45 – Le Soleil s’est couché à 21h35. Les dernières lumières depuis un sommet des Pyrénées. En plaine, les lumières sont allumées. C’est bientôt la fin du crépuscule astronomique.
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Le crépuscule est le moment privilégié pour approcher la faune sans l’effaroucher.
06 janvier, 18h15 – Le brocard en velours part au gagnage dans un champ de maïs ramassé.
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13 mars, 19h27 – Ce brocard a senti ma présence, sans me voir.
23 juin, 21h52 – Les renards mulotent.
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04 juillet, 21h38 – Un brocard dans la luzerne.
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10 juillet, 21h18 – Un jeune renard au mulotage.
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18 septembre, 20h20 – La chevrette.
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14 novembre, 18h41 – Volée de palombes se dirigeant vers leur dortoir.
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20 décembre, 18h36 – Nuées de palombes au-dessus de leur dortoir (photo prise vers l’est, qui a près des couleurs roses).
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29 décembre, 19h01 – Blondes d’Aquitaine, un moment de sérénité.
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IV- Le Rayon vert et le Flash vert
Après maintes recherches (en particulier dans la littérature scientifique anglo-saxonne bien documentée), je me suis rendu compte qu’il y a parfois des confusions commises dans les publications disponibles chez nous à propos d’un autre cadeau de la lumière visible : je parle du Rayon vert, ce phénomène optique rare.
Le Larousse Universel définit ainsi le Rayon vert en météorologie : « phénomène atmosphérique qui se manifeste par un très bref éclat de lumière verte observable à l’horizon, immédiatement avant le lever du soleil, au point où son disque va apparaître, ou, après son coucher, au point où son disque vient de disparaître ».
Le Rayon vert (Green ray) est la forme la plus rare de ce que les Anglo-Saxons appelle un Flash vert ou Eclair vert (par traduction de l’anglais Green flash). Malheureusement, le Larousse Universel ne fait pas de distinction. La plupart des témoignages dits de Rayon vert concernent en fait d’autres Flashs verts dont il existe plusieurs formes distinctes et le Larousse n’en fournit pas de définition.
Le terme Rayon vert (Green ray) est utilisé par les spécialistes anglo-saxons pour désigner ce faisceau de lumière verte étroit et légèrement évasé qui semble jaillir verticalement et brièvement du point de l’horizon où le Soleil vient de se coucher (ou d’où il va se lever). Cela concernerait moins de 1% des observations. J’en ai vainement cherché en mer des manifestations pendant des années.
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On ne peut observer un Flash vert (dont le Rayon vert) que lorsque les conditions météo sont propices (conditions anticycloniques, ciel clair et air stable, dégagé de particules). Son observation au lever du Soleil est plus délicate si on ne sait pas exactement où l’astre va apparaître, car le phénomène dure peu de temps.
Il est plus rare d’observer un Flash vert en pleine nature mais cela reste encore possible, principalement sur des terrains plats comme un grand désert ou alors en altitude. Dans les Pyrénées, il est parfois visible depuis le pic du Midi de Bigorre (2 877 m) mais aussi depuis d’autres sommets bien placés.
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Les formes de Flash vert les plus courantes sont celles appelées le flash de mirage inférieur (Inferior-mirage flash) et le flash de faux mirage (Mock-mirage flash). Je n’en ai pas observé, tant que je ne n’ai pas su exactement ce que je cherchais et comment le trouver. Je m’attendais à être saisi par un éclair, un flash sinon aveuglant, du moins très lumineux. Le terme flash ou éclair se rapporter ici plutôt à un phénomène bref qu’à un phénomène intense et n’a rien à voir avec un rayon, un faisceau. J’ai enfin découvert cette lumière discrète qui, lors de ma première observation, m’a fait douter de l’avoir bien vu. Cela m’amène à définir la notion de mirage pour un objet astronomique.
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4-1 Les mirages d’objets astronomiques
Les Flashs verts sont renforcés par l’effet de mirage, qui renforce la réfraction. Si l’on veut voir à l’œil nu un Flash vert ou un Rayon vert, un mirage étiré verticalement doit être présent.
Le mirage d’un objet astronomique est une phénomène optique météorologique dans lequel les rayons lumineux sont courbés pour produire des images déformées ou multiples de cet objet. Il peut produire des images uniquement déformées verticalement et non latéralement, alors qu’une simple réfraction peut déformer et plier les images de quelque manière que ce soit. Les mirages d’objets astronomiques les plus couramment observés sont ceux du lever et du coucher du Soleil, de la Lune.
Le mirage inférieur est le plus courant. Il se produit lorsque la surface du sol ou d’un océan produit une couche d’air chaud de moindre densité, juste à la surface. On obtient deux images, une inversée et une dressée. Pendant que l’image dressée se fixe, l’image inversée semble s’élever de la surface. Le mirage inférieur tire son nom du fait que l’image inversée apparaît sous l’image dressée.
Sous les Tropiques – Un mirage inférieur de Soleil couchant, en cours.
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Le faux mirage est beaucoup plus complexe qu’un mirage inférieur. Alors qu’un mirage inférieur ne peut produire que deux images, un faux mirage peut produire plusieurs images de mirage. Les formes de l’objet miragé (Soleil, Lune, …) changent constamment et de manière imprévisible. Habituellement, la température de l’air décroît avec l’altitude mais on observe parfois une couche d’inversion thermique où la température croît. Pour qu’un faux mirage apparaisse, l’air plus frais doit être emprisonné sous l’inversion. Plusieurs couches d’inversion thermique produisent alors plusieurs formes ressemblant à des crêpes empilées.
08 septembre, 19h30 – Coucher de Soleil au bord de la côte atlantique (Mimizan). Début de formation d’un faux mirage.
Une vue rapprochée du faux mirage, avec au moins trois images du Soleil couchant.
08 septembre, 19h30 – Animation complète du faux mirage de Soleil couchant (Mimizan).
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4-2 Le flash vert de mirage inférieur
Le flash vert de mirage inférieur, majoritaire, dure 1 à 2 secondes et prend une forme ovale avec une base aplatie. C’est généralement celui que l’on observe depuis un bord de mer (il est généralement conseillé d’essayer de s’élever de plusieurs mètres). Il apparaît idéalement sur une surface plus chaude que l’air sus-jacent. La grande capacité thermique de l’eau garantit généralement un contraste thermique suffisant avec l’air pour favoriser cet effet de mirage. Ils seraient généralement plus fréquents sous nos latitudes en automne et en hiver.
Sur les photos qui suivent, on peut suivre un coucher de soleil en mer classique, avec de bonnes conditions pour observer cette petite lueur verte si elle veut bien se montrer.
Sous les Tropiques, 06 février à 18h04 – Juste avant que le soleil ne disparaisse, le rayon vert apparaît au-dessus de l’horizon. Focale 200 mm.
La photo précédente, recadrée.
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Voici le déroulé de ce coucher du soleil à la focale 850 mm (f/9, ISO 500, 1/500 sec), puis recadrée de « portrait » en « paysage » :
– 18h 04mn 17 sec. Les fins arcs rouges de part et autre du disque commencent à être complétés par une fine bordure verte sur la partie supérieure, à peine perceptible au téléobjectif.
Lorsque le Soleil est juste au-dessus de l’horizon, le phénomène de dispersion fait apparaître deux fins arcs rouges de part et d’autre de la partie inférieure du disque solaire.
18h 05mn 11 sec. Les fins arcs rouges ont quasiment disparu et quelques zones ponctuelles de vert apparaissent sur la couronne du Soleil, très discrètes.
18h 05mn 49 sec. Des ondulations vertes plus épaisses apparaissent par réfraction sur toute la couronne du Soleil, bien visibles au téléobjectif mais pas à l’œil nu.
18h 05mn 52sec.
18h 05mn 53sec.
18h 05mn 54sec. Il reste encore une toute petite partie du jaune du disque solaire mais la lumière verte est prédominante. Une fraction de seconde plus tard, on ne voit plus que du vert.
18h 05mn 54sec – Le flash vert, bref éclat de lumière à l’horizon perceptible à l’œil nu.
Sur les photos ci-dessus, la lueur verte commence à apparaître au téléobjectif 5 secondes avant que le soleil ne disparaisse à l’horizon. Elle est visible à l’œil nu sur les 4 dernières photos, pendant environ deux secondes alors que le Soleil a quasiment disparu.
Animation montrant le Flash vert de mirage inférieur, réalisée avec les mêmes photos.
Le Flash vert ne dure qu’un instant. Pour profiter du spectacle sans avoir la vision « polluée » par la luminosité du Soleil, il vaut mieux regarder dans sa direction qu’au dernier moment.
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4-3 Le flash vert de faux mirage
Le flash vert de faux mirage dure également 1 à 2 secondes. Le Soleil semble se découper horizontalement en strates qui s’affinent en remontant vers le sommet, où domine le flash vert. Il nécessite une inversion de la couche atmosphérique sous l’observateur, avec une surface du sol plus froide que l’air environnant. Il est donc plus fréquent aux hautes altitudes et apparaît le plus souvent à la fin du printemps et au début de l’été mais ce n’est pas une généralité.
Le phénomène se produit normalement au-dessus de l’horizon, lorsque une grande partie du Soleil est encore levée.
23 octobre à 19h09, depuis le bord de la côte atlantique (Mimizan) – Un flash vert discret coiffe le soleil juste avant qu’il ne se couche, au-dessus de l’océan.
Paramètres : focale équivalente 900 mm, avec recadrage ; F/8, 100 iso, 1/1600 sec, compensation -2.7 stop (image non traitée).
Image précédente traitée pour mieux apercevoir le liseré vert.
Photo éclaircie. Le liseré vert très mince était imperceptible à l’œil nu.
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4-4 Le Rayon vert
Le Rayon vert, ce rayon ultime si rare et très recherché existe-t-il vraiment? Je suis personnellement incapable de l’affirmer. L’avènement de la photographie numérique avec ses boitiers très performants aux énormes capacités de photos en rafale, la disponibilité de téléobjectifs très puissants, tout cela devrait faciliter son immortalisation. Pourtant, tous les témoignages sérieux auxquels j’ai eu accès jusqu’à présent n’en montre pas de photo. Je n’ai hélas pas trouvé à ce jour de preuve formelle me permettant de comprendre à quoi il ressemble réellement.
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V- Webographie
_ Pau-Uzein – Relevé météo en temps réel : https://www.infoclimat.fr/observations-meteo/temps-reel/pau-uzein/07610.html
_ Météo Contact – Les différents genres de nuages : https://www.meteocontact.fr/pour-aller-plus-loin/classification-des-nuages
_ notre-planete.info – Nuages : types, descriptions et photos : https://www.notre-planete.info/terre/climatologie_meteo/nuages.php
_ A Green Flash Page (une introduction aux flashs verts) – Andrew T. Young : https://aty.sdsu.edu/
_ Simulation d’un coucher de Soleil à mirage inférieur – Andrex T. Young : https://aty.sdsu.edu/explain/simulations/inf-mir/inf-mirSS4.html
_ Astrosurf – Ciel bleu et rayon vert : http://www.astrosurf.com/luxorion/cielbleu-rayonvert4.htm
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