LES COUCHERS DE SOLEIL

ou... les couleurs du ciel ...

Qu'est-ce qu'un coucher de soleil?

A cause de l'angle qu'il fait avec la terre, le soleil doit, au lever et au coucher, voyager plus longtemps dans l'atmosphère avant d'atteindre la terre. Autrement dit, il parcourt une plus grande distance dans l'atmosphère. Un long voyage signifie que les longueurs d'onde les plus courtes (du côté bleu) du spectre sont de plus en plus diffusées, laissant ainsi les longueurs d'onde du rouge, orange ou jaune nous atteindre ou se réfléchir sur les nuages. Une atmosphère presque pure nous donne un coucher de soleil orangé. Les différentes couleurs dépendent des différentes particules présentes dans l'atmosphère et des nuages qui font rebondir la lumière solaire selon différents angles. Les couleurs orange et rouge des couchers de soleil sont intensifiées par la pollution, ainsi que par les cendres et la fumée rejetées par les incendies ou les éruptions volcaniques.

Sous les tropiques, les couchers de soleil sont très courts parce que le soleil suit un chemin presque perpendiculaire à l'horizon. En été, plus on s'éloigne de l'équateur, plus les couchers de soleil durent longtemps, et ce, parce que le soleil se couche à un certain angle sous l'horizon. Les nuits blanches de la Scandinavie, "white nights", arrivent lorsque les couchers et les levers de soleil durent tellement longtemps qu'ils se chevauchent.

Pourquoi le ciel est-il sombre au-dessus de nos têtes et brillant là où le soleil a disparu sous l'horizon, environ une heure après le coucher de celui-ci? C'est parce que la lumière est dispersée par la poussière qui se trouve dans la haute atmosphère. Plus il y a de poussière dans l'air, plus la lumière dispersée occupe une large bande au-dessus de l'horizon, au coucher ou au lever du soleil.

Lorsque le ciel est sans nuage, les lueurs crépusculaires sont très pures. Les modifications de couleur vers le rose et le jaunâtre ou vers le gris jaunâtre, signifient une augmentation des poussières en suspension dans l'atmosphère et de l'humidité de l'air. Les nuages prennent, pour leur part, des teintes d'autant plus contrastantes qu'ils sont bas dans le ciel.

Pourquoi y a-t-il des couchers de soleil très rouges?

Dans la préhistoire, les éruptions volcaniques étaient beaucoup plus nombreuses qu'aujourd'hui. Les gaz renvoyés dans le ciel (entre autres le gaz carbonique et l'oxygène) ont contribué à la formation de l'atmosphère. Ces éruptions ont "façonné" le climat en faisant baisser les températures et en augmentant les précipitations. On en a beaucoup moins aujourd'hui, sauf qu'une bonne éruption a encore une influence sur le climat mondial à court terme.

Lors d'une forte éruption, un énorme volume de cendres et de particules de poussières s'élève dans l'atmosphère jusqu'à la troposphère et souvent assez haut pour atteindre la stratosphère. A cette hauteur, les vents sont assez forts pour faire circuler ce nuage de poussière tout autour de la terre parfois pendant plusieurs années. Les gros nuages de poussière renvoient dans l'espace une partie du rayonnement solaire, réduisant alors la chaleur qui nous est envoyée par le Soleil.

C'est Benjamin Franklin qui fut le premier à observer ce genre de phénomène et ce, après l'éruption volcanique de 1783 en Islande. Il a découvert à ce moment-là qu'un rayon solaire qui passait à travers une loupe ne dégageait pas assez de chaleur pour réussir à mettre le feu à un bout de papier.

En 1815, sur l'île de Tambora près de Bornéo, eut lieu la plus violente éruption qu'on n'ait jamais vu. L'année qui suivit fut déclarée "année sans été" en Europe et à travers le monde.
Plus récemment, l'éruption du Pinatubo en 1991 aux Philippines a créé un voile d'acide sulfurique qui s'est répandu autour du globe. Effet probable: refroidissement du climat planétaire pendant au moins 2 ans.

De violentes éruptions volcaniques répandent dans l'atmosphère une grande quantité de poussière et les vents transportent cette poussière partout autour du globe. Les particules de la poussière volcanique ont la bonne dimension pour diffuser le rouge de la lumière solaire. C'est pourquoi, pendant des années, on peut alors observer un ciel très rouge (quelquefois, même d'un intense rouge violacé) pendant et après le coucher du soleil et aussi aux levers. Le ciel diurne est alors plus pâle car la couleur bleu est dispersée dans l'atmosphère à cause de l'accroissement des particules de poussières. On a aussi des couchers de soleil rouges lors de grands feux de forêts.

Lors d'un immense incendie, la fumée qui s'en dégage peut s'élever jusqu'à la troposphère, augmentant ainsi les noyaux de condensation dans l'air et modifiant notre perception des rayons solaires. Habituellement, quand la lumière qui traverse l'atmosphère, les couleurs du spectre se dispersent une à une en commençant par les plus petites (i.e. violet, bleu,...). Par contre, pendant un incendie, les particules de fumée accentuent le phénomène de dispersion. A ce moment, les couleurs du spectre proches du rouge sont dispersées juste au-dessus du niveau du sol, ce qui donne un ciel anormalement orangé et des couchers de soleil d'un rouge intense. On verra le ciel de cette façon, tant qu'une pluie ou le vent n'aura pas dispersé la fumée.

Prévisions associées aux crépuscules

La coloration jaune ou blanche du crépuscule signifie le commencement d'une perturbation. S'il y a encore des nuages dans les couches inférieures de l'atmosphère, il faut s'attendre à une détérioration du temps.

Qui n'a pas déjà entendu que lorsque le Soleil est rouge au coucher, le lendemain sera beau? Et que par contre, si le Soleil est rouge au lever, le temps sera mauvais? Ceci est vrai tant que le déplacement des systèmes dont on parle (fronts, nuages et précipitations) s'effectue de l'ouest vers l'est. Un ciel rouge à l'est le matin peut laisser supposer que le beau temps est passé, car les nuages illuminés pas le soleil levant sont sûrement des signes précurseurs de l'approche d'un front. Par contre, si le ciel est rouge le soir, l'air sec est en chemin, apportant le beau temps. C'est pas magique!!! Quand on regarde un coucher de soleil, notre vision couvre environ 400 milles de ciel ouest. En général, 7 couchers de soleil sur 10 annoncent du beau temps dans les climats nordiques. La couleur rouge d'un lever de soleil annonciatrice de mauvais temps est due aux cirrus à l'avant d'un front chaud qui disperse la lumière.

Un coucher de soleil rouge-feu est parfois observable jusqu'à 20 minutes après que le soleil ait disparu sous l'horizon. Cette couleur annonce souvent une tempête tropicale. Pourquoi? Parce que les basses pressions et les forts vents transportent les nuages à une grande altitude et ceux-ci dispersent alors la lumière sur une distance de 400 à 600 milles.

Sur terre, un coucher de soleil jaune est souvent une indication qu'une bonne quantité de poussière se retrouve dans l'atmosphère. Ca se voit souvent dans les déserts quand les vents en haute altitude approchent.

C'est une croyance populaire qui dit que lorsque le soleil se couche entre des bandes nuageuses avec un "reddish yellow cast" que la tempête viendra du sud-ouest, et que s'il se lève avec aussi un " cast" , alors elle viendra de l'est. Ceci n'est peut-être pas vérifié partout, mais une étude a été faite en observant les levers et couchers de soleil anormalement rouge ou jaune. Cette étude faisait une relation entre des couchers inhabituellement rouge ou jaune et la pluie qui suivait dans moins de 24 heures. Voici les résultats:

En hiver:

61% des levers de soleil rouge et 40% des levers jaune annonçaient de la pluie;
27% des couchers de soleil rouge et 58% des couchers jaune annonçaient de la pluie;

En été:

70% des levers de soleil rouge et 38% des levers jaune annonçaient de la pluie;
43% des couchers de soleil rouge et 51% des couchers jaune annonçaient de la pluie;

Le ciel rouge au coucher annonce donc un beau lendemain que si on est certain que le ciel est sans nuage et ne se décolore pas.

Soleil couchant pourpre-lilas

Lorsque le soleil est bas sur l'horizon, les rayons parcourent un long chemin à travers l'atmosphère. La lumière bleue est alors diffusée et c'est la lumière orangée qui arrive à nos yeux. Souvent, on distingue une zone pourpre-lilas de 20 à 30 degrés de rayon dans la région orange foncé du couchant. Cette zone est centrée sur le soleil qui est déjà à ce moment-là couché (i.e. sous l'horizon). Normalement, ce phénomène se produit une dizaine de minutes après le coucher du soleil. Il commence par l'apparition, vers 60 degrés de hauteur, d'une coloration violette qui s'intensifie. Cette couleur restera visible tant que le soleil ne sera pas à plus de 18 degrés sous l'horizon. Pourquoi une telle couleur? A cause de la présence d'une couche d'aérosols stratosphériques dans la partie basse de la couche d'ozone (i.e. à 15 km d'altitude). La couleur pourpre vient du mélange de lumière rougie en provenance directe du soleil et de lumière bleue diffusée par l'atmosphère.

Soleil couchant déformé

Quand le soleil se couche, il peut arriver qu'on ne le voit plus comme une boule, mais quelquefois morcelé ou comme un pain à hamburger. Pourquoi? C'est à cause de l'atmosphère. Plus on descend vers l'horizon, plus les couches d'air sont denses et plus elles incurvent les rayons lumineux. La réfraction atmosphérique donne alors lieu à des formes spéciales: soleil à plat, dont les bords inférieur et supérieur sont inégalement relevés. Les effets de turbulence atmosphérique ourlent le contour solaire d'aigrettes.
Autre effet de la réfraction: la lumière décomposée au soleil couchant donne l'image des différentes couleurs superposées les unes aux autres. On peut aussi avoir, dans ces conditions, un soleil morcelé en différentes couches.

Un ciel vert?!?

Quand on observe un coucher de soleil, si vos yeux partent haut dans le ciel et qu'ils descendent vers le soleil couchant, on voit d'abord le bleu qui se fond dans un vert pâle, ensuite dans des bandes jaunes et rouges. La couleur verte est un indice de prédiction de pluie plus certain que le rouge ou le jaune, sauf qu'il est plus subtil. Un soir, au-dessus d'un coucher de soleil rouge, une teinte verte très distincte a été remarquée. Le lendemain, malgré le coucher de soleil rougeâtre, il a plu. Les marins avaient habitude de dire: "un ciel vert pour le vent".

En hiver, un ciel vert est un signe précurseur de neige. On le remarque souvent dans les Alpes. Quand, au lever du soleil, le ciel devient d'un beau vert émeraude, on peut s'attendre à de la neige abondante.

Que sont les rayons crépusculaires?

Si, dans la basse atmosphère, quelque chose, comme une colline ou un nuage, bloque une partie de la lumière solaire, on voit alors apparaître ce qui reste de lumière comme des rayons. Ceux-ci, intensifiés par la diffusion de la lumière dans l'air situé entre l'obstacle et l'observateur. semblent diverger directement du soleil. On les appelle rayons crépusculaires ou échelle de Jacob en Angleterre. Ils peuvent apparaître autant au lever qu'au coucher du soleil, lorsque celui-ci est bas à l'horizon ou même sous l'horizon. On peut voir de tels rayons surtout quand l'atmosphère contient assez de particules de poussière ou de brume de sorte que la lumière solaire des régions sans ombre est diffusée directement vers l'observateur.
En réalité, ces rayons sont parallèles, mis à cause de l'effet du parallaxe, on dirait qu'ils convergent vers le soleil. Cet effet rappelle les rails d'un chemin de fer qui semblent converger quand on les regarde au loin. La couleur de ces rayons est souvent dans les teintes de rouge ou jaune, tout simplement parce que le bleu a déjà été diffusé par les molécules d'air.

Et les rayons anti-crépusculaires?

Ces rayons sont un peu le contraire des précédents. En fait, ils prennent leur origine du soleil et traversent le ciel vers l'horizon opposé. On voit le faisceau à cause d'obstacles qui ombragent partiellement le soleil. Ce faisceau semble converger vers le point anti-solaire, i.e. l'endroit sur l'horizon opposé à l'endroit où le soleil se couche. Ils sont, comme les premiers, parallèles, mais ils semblent converger vers le point anti-solaire, encore à cause de l'effet de parallaxe.

Regardons l'image précédante: le soleil se trouve derrière l'observateur, près de l'horizon. La lumière solaire est réfléchie par le petit nuage situé dans le coin supérieur droit de la photo. Ce sont les montagnes et les nuages derrière l'observateur qui produisent les ombres qui créent la section sombre des rayons.