LES AUTRES PHENOMENES DANS LESQUELS INTERVIENT L'AIR ATMOSPHERIQUE
I Rappel
L’atmosphère est un mélange de gaz qui enveloppe tout corps céleste (le Terre, par exemple) possédant un champ de gravitation suffisamment fort pour empêcher les gaz de s’échapper. L’atmosphère de la Terre est composée à 78 % d’azote et 21 % d’oxygène.
Météore: tout phénomène lumineux dans l’atmosphère d’une planète (ex: foudre)
II Introduction
L’atmosphère est source de nombreux phénomènes. Les plus connus sont:
- les phénomènes atmosphériques (anticyclones et dépressions)
- les phénomènes hydrométéores (précipitation et hygrométrie)
- les phénomènes lithométéores (liés au vent).
Il existe également d’autres phénomènes :
- les phénomènes électrométéores
- les phénomènes photométéores.
III Les phénomènes électrométéores
Un phénomène électrométéore est une manifestation visible ou audible de l’électricité atmosphérique
1) L’éclair
C’est une décharge électrique visible qui se produit entre des nuages chargés de pluie, ou bien entre un nuage chargé de pluie et la Terre. La décharge apparaît sous forme d’un arc brillant, parfois long de plusieurs kilomètres, qui s’étend entre les points de décharge. Cette dernière est accompagnée d’une vague sonore qui s’appelle le tonnerre.
2) L’aurore polaire ou boréale
Les aurores boréales dépendent de l’activité solaire et du magnétisme de la Terre. C’est en fait le Soleil qui provoque ces aurores. La surface turbulente du Soleil rejette dans l’espace des atomes, des protons et des électrons. Lors de violentes tempêtes solaires qui se produisent tous les 11 ans, une grandes quantité d’électrons et de protons venant du Soleil arrivent dans l’atmosphère terrestre et excitent les atomes d’oxygène et d’azote, lesquels deviennent subitement lumineux et produisent les magnifiques voiles de lumière colorée que sont les aurores polaires. On les nomme polaires car une fois arrivées dans l’atmosphère terrestre, les particules sont prises au piège par le champs magnétique qui les force à se diriger vers les pôles magnétiques nord (aurore boréale) et sud (aurore australe).
Les aurores boréales ne sont pas un phénomène météorologique mais astronomique. On a l’impression qu’elles se produisent à la même hauteur que les nuages, mais les aurores se manifestent dans l’ionosphère (de 100 à 1000 km). C’est de 100 à 150 km environ au-dessus du sol qu’on les retrouve en plus grand nombre.
Leurs couleurs sont souvent vert ou jaune dans la plupart des cas, émises par les atomes d’oxygène à environ 100 km. A plus haute altitude elle prennent une couleur rouge foncé.
Cette illumination électromagnétique peut prendre une grande variété de formes: arcs, bandes, couronnes, nuages, rideaux, éventails, flammes, draperies et autres voiles lumineux.
Les scientifiques ont observé des aurores polaires dans les atmosphères de plusieurs autres planètes, notamment autour des pôles de Jupiter.
IV Les phénomènes photométéores
Un photométéore est un phénomène lumineux engendré par réflexion, réfraction ou interférences de la lumière solaire ou lunaire.
1) Le halo
Cercle ou arc coloré entourant parfois la Lune ou la Soleil. Le halo est dû à la réfraction de la lumière à travers les petits cristaux de glace en suspension dans l’atmosphère. La lumière du Soleil ou de la Lune est déviée par les cristaux de glace atmosphériques d’un angle de 22° vers l’observateur. Le halo est donc un cercle de 22° d’ouverture. On observe parfois un halo de 46° d’ouverture mais c’est rare.
2) Les couronnes
Elles se produisent dans les mêmes conditions que celles du halo. Les couronnes sont constituées d’une ou plusieurs séries (rarement plus de 3) d’anneaux colorés, centrés sur le Soleil ou la Lune et de rayon relativement faible. Le diamètre du cercle est d’autant plus grand que les gouttes sont petites.
3) La gloire
C’est un phénomène rare et il faut être en altitude, notamment en avion, pour l’apercevoir. IL s’agit en fait d’une série d’anneaux colorés qui se forment autour de l’ombre de l’avion projetée sur les nuages environnants. La disposition des couleurs est toujours la même: rouge à l ‘extérieur, violet à l’intérieur. Le phénomène est dû à la diffraction et la réflexion de la lumière solaire sur le gouttes d’eau des nuages. En certaines circonstances, les gloires peuvent se former autour de l’ombre de l ‘observateur, elle-même projetée sur les brouillards ou les nuages à proximité.
4) Les mirages
C’est une illusion d’optique provoquée par la réfraction de la lumière dans l’atmosphère. Les mirages s’observent fréquemment dans les régions désertiques.
Ils s’expliquent par la courbe plus ou moins prononcée des rayons lumineux. Ces derniers traversent des couches d’air d’intensité différentes, si bien que leur trajectoire n’est plus rectiligne. Deux cas peuvent se produire:
- si le sol est surchauffé, l’indice de réfraction de l’air augmente quand on l’élève. Les rayons lumineux qui partent d’un objet éloigné ont une convexité tournée vers le sol. A l’endroit où ces rayon atteignent le sol, l’objet devient visible, mais en image inversée, comme s’il se réfléchissait dans une nappe d’eau. C’est le mirage des déserts. On peut aussi l’observer en France, par temps chaud, sur les routes goudronnées.
- si le sol est plus froid que l’air, le rayon lumineux a sa convexité tournée vers le haut. L’image paraît au-dessus de l’objet vu directement. De tels mirages s’observent souvent en montagne ou au-dessus de la mer. C’est ainsi que l’on peut voir des objets situés en dessous de l’horizon.
5) L’arc-en-ciel
C’est un arc de lumière présentant les couleurs du prisme dans l’ordre, produit par les gouttes de pluie en suspension dans l’air. On l’observe habituellement dans le ciel à l’opposé du Soleil à la fin d’une averse et même dans le brouillard de gouttelettes des chutes d’eau. Dans l’arc-en-ciel le plus brillant ou arc-en-ciel primaire, souvent le seul que l’on voit, les couleurs sont ordonnées, de l’intérieur vers l’extérieur: violet, indigo, bleu, vert, jaune, orangé, rouge. Au-dessus de l’arc-en-ciel parfait se trouve l’arc-en-ciel secondaire, dans lequel l’ordre des couleurs est inversé. Cet arc-en-ciel est plus pâle.
En effet l’éclat des couleurs dépend du diamètre des gouttes d’eau. Celles-ci doivent atteindre au moins 1 ou 2 mm de diamètre, sinon on assiste à la formation d’un arc-en-ciel terne, voir blanc.
Il faut bénéficier également d’un ciel variable. Le ciel de traîne est le plus approprié (après le passage d’une perturbation, alternance d’éclaircies et d’averses), mais il faut aussi que le Soleil ne soit pas trop haut au-dessus de l’horizon.
6) Le rayon vert
Les rayons du Soleil sont dispersés par l’atmosphère comme par un prisme. Lorsque le Soleil se couche, les différentes couleurs disparaissent au fur et à mesure que le Soleil descend dans le ciel. La dernière couleur à s’éclipser est la verte, ce qui provoque le célèbre rayon vert.
Pour observer ce rayon vert il faut un ciel très pur et un horizon très lointain. C’est un phénomène rarissime à nos latitudes mais beaucoup plus fréquent sous les tropiques.
7) L’arche anticrépusculaire
On peut observer l’ombre de la Terre sur l’atmosphère. Ce phénomène est visible au crépuscule à l’est le soir, peu après le coucher du Soleil, ou à l’ouest le matin, peu avant son lever. Il s’agit d’une bande gris bleuté, touchant l’horizon et parallèle à lui, qui, le soir, s’élève progressivement au fur et à mesure que le Soleil s’enfonce sous l’horizon opposé. Cette bande visible un quart d’heure après le coucher du Soleil est observable durant une heure environ. Le phénomène est inversé le matin.
Autres
Il y a aussi
- L’irisation (couleurs observées sur les nuages, principalement du rose et du vert)
- les anneaux de bishop (anneau blanchâtre centré sur le Soleil ou la Lune, légèrement bleuâtre à l’intérieur et brun rougeâtre à l’extérieur)
- les tremblotements (agitation apparente des objets lorsqu’ils sont vus dans une direction horizontale)
- la scintillation ( rapides variations de l’éclat des étoiles ou des lumières terrestres)
