Phénomènes lumineux du ciel

par Daniel Toussaint, Ghislain Bernard, Michel Vampouille, Olivier Gayrard, Anne-Marie Louis last modified 2016 Oct 28 02:40

Vous trouverez dans cette page différents phénomènes lumineux illustrés par des photos et textes de membres du CLEA

Cet article est en construction, merci de vos remarques, photographies envoyées à contact_at_clea-astro.eu

Phénomènes lumineux du ciel

Photo : Daniel Toussaint

 Halos

Arc circumzénithal

Arcs-en-ciel

Sténopés

Gloires

Bibliographie

Halos

Cette photo présente un phénomène lumineux surprenant : il ressemble à un arc-en-ciel pâle, mais ses couleurs sont à l’envers et il est bien trop près du Soleil.

Pour connaître sa cause, il suffit de regarder l’arrière-plan. Le bleu du ciel est uniformément voilé par des cirrus, c’est-à-dire des nuages calmes formés de légers cristaux de glace. Ces cristaux fins jouent le même rôle que les gouttes de pluie qui produisent les arcs-en-ciel.

Attention, ces nuages n’ont pas une densité suffisante pour protéger les yeux et l’appareil photo de la lumière directe du Soleil. C’est pour cela que j’ai choisi de me placer au bord de l’ombre portée de l’église. Cette mesure de précaution donne d’ailleurs un air très joli à l’église qui, vue à contre-jour, se trouve alors entourée d’une auréole. Alors, si vous voulez prendre des clichés du lever de soleil, ce qui a un intérêt pédagogique certain, il faut prendre les photos dans la seconde qui suit l’émergence du bord supérieur du soleil au-dessus de l’horizon.

HaloGhislainBernard.jpg

Halos dans le Queyras en octobre 2011 au soleil déclinant

Photo : Ghislain Bernard

 

 Halo et couronne lunaire (Michel Vampouille)

HaloLunaireMichelVampouille.jpg

Ces deux phénomènes ne résultent pas du même processus physique.

  • Le halo parasélénique provient d’une double réfraction de “la lumière de la Lune” dans des cristaux de glace de forme “galette hexagonale” présents dans les Cirrus et Cirrostratus (nuages de l’étage supérieur entre 5 et 11 km environ). Sa formation est identique à celle des halos parhéliques qu’on observe en plein jour autour du Soleil.
  • Alors que la couronne lunaire est due à la diffraction de “la lumière de la Lune” sur les fines gouttes d’eau contenues dans les Altostratus (nuages de moyenne altitude entre 3 et 7 km).
    Ceux qui sont intéressés trouveront plus d'infos dans l'image du mois du site de la Société Astronomique Populaire de Limoges

 

 

Arc circumzénithal (Photographie : Ghislain Bernard)


Télécharger la photo en format .raw
arccircumzenithal.jpg

La Société d'Astronomie Populaire de Limoges, publie sur son site Internet un article mensuel relatif aux photos prises par ses adhérents. 
Début 2013, l'un d'eux avait photographié un arc circumzénithal qui ressemble très fort à celui-ci :

http://saplimoges.fr/limage-du-mois-de-juillet-2013-arc-circumzenithal-pdf/

 

 Arcs en ciels (Photographies Olivier Gayrard)

ArcsSecondaires.jpg ArcsSurnumeraires.jpg LaBandeSombreDAlexandre.jpg
Arc secondaire Arcs surnuméraires La bande sombre d'Alexandre

 

ArcsSurnumeraireDanielToussaint.jpg

Arcs Surnuméraires

Daniel Toussaint

 

Sténopé simple ou par réflexion (Photos Daniel Toussaint)

StenopeDanielToussaint_2.jpg StenopeDanielToussaint_1.jpg   StenopeMiroirDT2.jpg StenopeMiroirDT.jpg
Les intervalles entre les lames du store sont oblongues en face, on voit les images circulaires du soleil (y compris sur le visage)   Petits miroirs rectangulaires collés avec de la Patafix sur une grande plaque  et en face les images du soleil sur le cadran solaire

 

stenopeexplication.jpg

Fonctionnement des sténopés à vision directe

*

La lumière qui sort d’un petit trou s’élargit et pâlit. Si le trou est doublé, les résultats sur un écran sont doublés et les deux disques présentent une partie commune très claire qui n’est pas ronde. Si le trou est triplé, les résultats sur l’écran sont triplés et la partie commune très claire est presque ronde si l’écran est assez éloigné. Conséquence, la tache lumineuse est un disque aux bords légèrement flous. Ces quelques lignes montrent le fonctionnement de la “chambre claire” (ou sténopé à transmission directe) que l’on utilise souvent pour observer les éclipses partielles.

 

Fonctionnement des sténopés à réflexion

Voir le cadran solaire qui orne les deux étages de la montée d’escalier du Lycée Stendhal à Grenoble. Ce cadran qui est monument historique fonctionne sur le principe du sténopé à réflexion. Deux petits miroirs carrés sont fixés sur les rebords de deux fenêtres voisines et donnent l’heure solaire et la date par une tache de lumière dans l’escalier décoré de façon splendide

 

"Gloire"

Le premier alpiniste qui l’ait vu depuis le Mont Brocken un peu avant 1800 a vu que l’ombre de sa tête sur les montagnes plus basses était « auréolée ». En fait il s’agit d’un petit spectre circulaire sur les nuages d’en-dessous (on l’appelle aussi spectre de Brocken). Pour le voir quand on prend l’avion il faut être proche d’un hublot latéral et avoir le Soleil dans le dos. C’est pour cela que ça ne se voit pas sur les lignes Nord-Sud. Non pas que le spectre n’existe pas, mais seuls les membres de l’équipage le voient quand il est à l’avant de l’avion.

Gloire_CharlesHenriEyraud.jpg Gloire_CharlesHenriEyraud2.jpg gloireDanielToussaint.jpg
En arrivant à Santiago du Chili, au lever du soleil. C-H. Eyraud En arrivant à Santiago du Chili, au lever du soleil. C-H. Eyraud En arrivant en Martinique. Daniel Toussaint

 

Cercles parhéliques (à venir)

 

Bibliographie

 

  • Françoise Suagher, Henri Parisot : Jeux de lumière - Les phénomènes lumineux du ciel, Cêtre Editions
  • David Lynch, William Livingstone : Aurores, mirages, éclipses, ..., Dunod

 

  • Article de Anne-Marie Louis page 31 des Cahiers Clairaut 152 avec les références de sites et logiciels

Atmospheric Optics (en anglais)

Logiciel  halosim: http://www.atoptics.co.uk/halo/downld.htm

Quant au logiciel HaloSim, j’avoue avoir eu un peu de mal à utiliser convenablement la fenêtre de paramètres. Comment modifier les paramètres et pourquoi ? Comment ne pas se perdre dans Crystal shape and orientation ?... Il est préférable de cliquer sur File puis Load Simulation Parameters, ensuite il suffit de choisir une figure et de cliquer sur Start, le paramétrage se fait automatiquement. Et c’est beau ! Dans le numéro 152 des Cahiers Clairaut de décembre 2015 (page 33), j’avais consacré un paragraphe au site et suggéré la marche à suivre pour créer de belles animations. La première, intitulée Pour illustrer le minimum de déviation, ne peut plus être obtenue comme indiqué, la photo ayant été retirée ! Alors dans le Menu il faut choisir « Ice halos » puis « Frequent » halos puis « 22°circular » puis «Formation », la suite est inchangée, on agit avec le curseur sur la souris à droite. De la même façon vous pouvez choisir «Rainbows » puis « Primary » puis « Raindrop Rays »… La seconde, intitulée Pour illustrer l’influence de l’altitude du Soleil me semble intéressante à découvrir. (Anne-Marie Louis Liste de diffusion 28 octobre 2016)


Personal tools