• Les halos de lumière

    Mystères de la terre 

    Les Halos de lumière

    Un halo est un phénomène optique apparaissant, à certaines conditions, dans le ciel autour du Soleil ou de la Lune et parfois autour de sources de lumière ...

    Au Ghana : Un halo apparaît autour du soleil

    (source : futurquantique)

    Les ghanéens étaient stupéfaits devant un phénomène apparu dans le ciel mercredi matin. Des centaines de personnes sont sorties de leurs bureaux et ont pris des photos de cette merveille céleste. Les badauds crurent que c’était un signe de la fin des temps. “Jésus arrive aujourd’hui,” a déclaré Victoria Mintah, fascinée, à AfricaNews.

     Cependant, les météorologues disent que le phénomène connu sous le nom de halo, et qu’il est naturel partout sur terre.

    C’est un sujet déjà très commenté sur les réseaux sociaux. Les facebookers ghanéens se demandent, dans leur enthousiasme, quels pouvaient être les raisons de cette apparition.

    “Dieu est magnifique vous avez vu le ciel ? Un arc-en-ciel rond autour du soleil. Superbe,” a dit Lorraine Ama N. Atopley

    “C’est un halo solaire dans le ciel ?,” a-t-elle demandé.

    “Je doute vraiment que ce soit un arc-en-ciel, mais un signe divin. Nous aurons une définition scientifique de cela,” a commenté Princess Anna-Marian Ayeley Ardayfio sur le statut de quelqu’un.

    Ces halos sont aussi connus sous le nom de nimbus, “icebow” ou “Gloriole”, un phénomène optique produit par des cristaux de glace créant des arcs colorés ou blancs, ou bien des tâches, dans le ciel. 

    Les halos de lumière

    (photo : impactlab) 

    DESCRIPTIONS DES PHÉNOMÈNES LUMINEUX

    Dans le ciel il est possible de voir des phénomènes lumineux de toutes sortes. Ces derniers résultent de la diffraction, réfraction, réflexion et dispersion de la lumière par différentes gouttelettes de nuages ou bien de cristaux de glace.

    Phénomènes de Gouttelette d'eau

    Lorsque les nuages ou le ciel sont humides, il est possible que les gouttes d'eau sphériques entraînent la dispersion de la lumière du soleil se qui cause une variété étonnante d'effets optiques compliqués. 

    La Cerne ou Couronne

    Les couronnes sont des phénomènes lumineux produits par la diffraction de la lumière par des gouttelettes de nuages. Les stratus, des nuages fins ou brouillards et surtout des cirrocumulus, des altocumulus et altostratus, nuages de moyenne altitude.

    Dans les nuages les gouttelettes doivent être de taille uniforme, de taille moyenne pour dévier la lumière du Soleil et atteindre l'observateur aussi.

    Autour du soleil ou de la Lune quand il y a une couronne on voit un anneau autour avec les couleurs violet-bleu sur l'intérieur passant par le bleu, vert et jaune, au rouge à l'extérieur. C'est autour de la Lune qu'ils sont le plus facile à voir.

    Une couronne Lunaire prise par Jerry Xiaojin Zhu le 02/12/2003 à 21h43 avec un Nikon coolpix 995 digital, 4 secondes de pose, F4.2, ISO 400 

    Une couronne Solaire prise par Michael Ellestad le 03/08/2003

    Les Nuages Iridescents

    Lorsque dans le ciel passent des nuages minces et humides pas loin du Soleil, les couleurs des nuages sont légèrement diffractées. On les observe souvent lors des cirrocumulus.

     

    Les couleurs sont diffractées dans les bandes aux bords des nuages et sont seulement organisées en anneaux coronaux quand la taille des gouttelettes sont exactement uniforme à travers les nuages.

    Ces phénomènes lumineux sont parmi les plus courants, on peut les voir environ 100 fois par an.

    .. 
    Des irisations que j'ai prises en photo le 16/08/2004
    vers 11H52 avec un fujifilm S5000 

     LES ARCS EN CIEL 

    L'arc-en-ciel est probablement l'un des phénomènes optiques et météorologiques le plus beau à observer. Multicolore, il se forme heureusement assez fréquemment, à condition que certains facteurs soient réunis.

    Mais savons-nous réellement tout sur les arcs-en-ciel ?

    Pas si sûr... Avez-vous déjà vu un arc-en-ciel ?

    Cet arc multicolore qui apparait lorsque le soleil brille et qu'il pleut en même temps. A cette question, la majorité des personnes répondrait sans surprise par l'affirmative. Et pour cause, ce merveilleux phénomène est heureusement assez fréquent. Beaucoup savent ainsi que l'arc-en-ciel est un phénomène optique dû à la réflexion, la réfraction et la dispersion des radiations colorées composant la lumière du Soleil à travers les gouttes de pluie.

    Toutefois, il y a bien d'autres choses à savoir au sujet de ces phénomènes, comme le rappelle le Huffington Post. Voici une liste de 10 caractéristiques fascinantes que certains ignorent :

    On ne peut pas voir toutes les couleurs d'un arc-en-cielL'arc-en-ciel couvre un spectre de couleurs continu qui s'étend du rouge (à l'extérieur) au violet (vers l'intérieur).

    En fonction des cultures, on considère qu'il présente entre 3 et 9 couleurs. En Occident, on en dénombre généralement 7 : rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Mais ceci ne représente qu'une infime partie des couleurs présentées par un arc-en-ciel. En effet, le phénomène contient en réalité une infinité de couleurs, plus d'un million constituant un vrai dégradé.

    Néanmoins, certaines d'entre elles ne sont pas perceptibles par l'oeil humain et d'autres ne sont pas assez différentes des couleurs voisines pour être différenciées, ce qui explique que notre organe ne voit qu'un nombre limité de couleurs.

    Deux personnes ne voient jamais le même arc-en-ciel. Même si elles sont l'une à côté de l'autre, regardant vers la même direction, deux personnes ne verront jamais le même arc-en-ciel. Pourquoi ?

    Parce que les gouttelettes d'eau à travers desquelles passe la lumière sont constamment en mouvement. Aussi, leur aspect change et les radiations lumineuses rebondissent avec des angles complètement différents en fonction du moment. De plus, si toutes les gouttes de pluie réfractent et reflètent la lumière, c'est seulement la lumière d'une petite partie des gouttes qui va atteindre l'œil de l'observateur en fonction de sa position. L'aspect d'un arc-en-ciel dépend ainsi à la fois de la position exacte du Soleil et de celle de l'observateur. Sans oublier les capacités de perception oculaire qui peuvent varier d'un individu à l'autre. C'est pourquoi deux observateurs ne verront jamais le même arc-en-ciel. Pour les mêmes raisons, vos deux yeux ne voient donc pas non plus le même phénomène. 

    Source :  maxisciences  

    Le spectre de Brocken (voir notre article : les spectres de broken)

    Le spectre de Brocken s'observe surtout en montagne lors de la diffusion de la lumière par les gouttelettes qui forment le brouillard. Pour l'observer on doit avoir un Soleil bien dégagé au dos et une nappe de brouillard ou de nuages devant soi et pouvoir regarder vers le bas à l'opposé du Soleil. Alors on observe un cercle lumineux et coloré exactement à l'opposé du Soleil avec une zone centrale sombre, qui est l'ombre de l'observateur. Le cercle lumineux a pour nom la Gloire. Son rayon dépendant de la dimension des gouttes. Plus elles sont petites plus la Gloire sera grande et inverse.

    Il est également possible de voir le spectre de Brocken en avion. Cela dépend de la distance entre l'avion et les nuages. Pour voir la Gloire, il faut que l'avion soit proche des nuages. 

    Le spectre de Brocken doit son nom au massif du Brocken dans le Harz en Allemagne, où il est fréquent de le voir.  

    Le spectre de Brocken 

    Les Fogbows ou Arcs Blancs

    Sur les collines, les montagnes et les brumes froides de la mer il est possible de voir un Arcs Blancs sous le nom de fogbow en anglais. Ce phénomène lumineux s'observe de la même façon que le spectre de Brocken. Il est même possible de voir les deux en même temps.

    Les Arcs Blancs sont presque aussi grands que l'arc-en-ciel et beaucoup plus larges sauf qu'ils sont blancs. Le Soleil doit être à pas plus de 30 - 40° de hauteur de l'horizon à moins que vous soyez sur une colline et donc que la brume et l'arc peuvent être vus d'en haut. Si la brume est à une distance de plus 50 m de vous il est possible de voir le fogbow plus prolongé. Ils se trouvent à environs 145° est ou ouest du Soleil à l'horizon.

    Un arc blanc pris par Michel Tournay le 25/01/2004 à 04H34

    Les Arcs en ciel

    Les arcs-en-ciel sont des phénomènes lumineux causés par un rideau de pluie plein de petites gouttelettes d'eau, qui réfléchissent la lumière du Soleil en changeant la direction des rayons lumineux ce qui crée un arc composé des couleurs du spectre de la lumière (rouge, orangé, jaune, vert, bleu, indigo et violet). Plus les gouttelettes sont grandes, plus les couleurs sembleront brillantes.

    On voit les arcs-en-ciel à l'Ouest le matin, et à l'Est l'après-midi. Le Soleil doit être dans notre dos. Il n'est possible d'en voir que si le soleil fait un angle inférieur à 42°. En moyenne, 10 arcs en ciel sont visibles par an et c'est surtout au printemps qu'on les voit.

    Un arc en ciel pris dans la Vallée du Colorado.

    Il est possible aussi de voir un arc secondaire mais qui est moins lumineux. L'ordre des couleurs de l'arc secondaire est inversé par rapport a l'arc en ciel primaire. L'arc primaire, a un rayon environ 42° et l'arc secondaire a un rayon d'environ 51°. 

    Un double arc en ciel 

    Arc en ciel à l'envers vu par avion
    Source : Mountain Light, © Galen & Barbara Rowell

    En étant en altitude et en restant à proximité du rideau de pluie, on aura tendance à voir la partie basse du cercle-en-ciel (arc-en-ciel "renversé").

    Mais un arc-en-ciel n'est visible que si l'angle entre la droite soleil-observateur et le rideau de pluie éclairé est inférieur à 42° (angle lié au phénomène de multi-réflexion se produisant dans les gouttes de pluie). Donc pour un observateur au sol, il est impossible de voir un arc-en-ciel si le soleil est à plus de 42° au-dessus de l'horizon (c'est pour ça qu'on voit plus d'arcs-en-ciel le matin ou le soir et/ou hors saison estivale). 


    Les halos dont l'origine est naturelle. 

    Les particules en cause sont par exemple des (aérosols émis par les volcans ou provenant d'embruns emportés par la tempête et déshydratés, ou encore des poussières ou sable fins emportées par le vent à partir de zones arides plus ou moins éloignées). Le phénomène est alors ponctuel dans le temps.
    Ceux dont l'origine est doublement anthropique 
    d'abord parce que la source de lumière n'est pas naturelle, et ensuite parce que le halo est produit par l'interaction des photons et des particules fines artificiellement présente dans l'air, issues de la pollution domestique, industrielle et/ou automobile, ou les poussières urbaines non fixées par les sols imperméabilisés et remises en suspension par le vent et/ou le passage de véhicules.

    Dans les deux cas, les nappes de brumes, ou la présence d'un « plafond nuageux » bas réverbérant et diffusant la lumière émises à partir du sol contribuent à exacerber les halos lumineux. Inversement, un air très pur et sec, tel qu'on le trouve de nuit à très haute altitude, ou au-dessus des déserts limite la formation de halos.

    Taille et intensité

    L'intensité et la taille du halo dépendent ;

    1. de la nature de la source lumineuse,
    2. de la direction du flux lumineux
    3. du taux de particules dans l'air
    4. de la présence/absence de nuages bas et blancs
    5. de l'eau dans l'air.. et non pas tant de la quantité d'eau présente dans l'air, mais bien des caractéristiques physico-chimiques de la densité des microgouttelettes d'eau en suspension. Ainsi lors d'une pluie lessivant l'atmosphère, le halo de lampadaires tel que ceux présentés sur la photographie de droite peut être faible. Alors que lors d'un épisode brumeux, le halo est très amplifié et visible à des dizaines de kilomètres.

    Dans les régions riches et urbanisées ou très industrialisées, ces halos dus à la pollution de l'air sont très fréquents voire devenus permanents dans les secteurs éclairés et autour de ceux-ci. Ils peuvent être perçu à des dizaines de kilomètres, et être assez intenses pour permettre la vision et la lecture, non seulement sous les luminaires, mais dans toute une ville, sans avoir de source de lumière perceptible dans le champ de vision. De tels halos peuvent concerner une conurbation de plusieurs millions d'habitants, et pénétrer à l'intérieur des maisons, si les ouvertures n'y sont pas occultées.

    halo et perception des couleurs

    Halo couleurs.jpg

    Depuis les années 1990 tous les chats ne sont plus gris la nuit. En effet, avec l'apparition de lampes puissantes et cherchant à reproduire la lumière du jour, c'est-à-dire le spectre visible, on voit apparaître un phénomène nouveau ; le halo lumineux et/ou la lumière renvoyée par les nuages bas permettent de distinguer les couleur, parfois uniquement par l'éclairage indirect et diffus du halo, en l'absence de toute source lumineuse directe.

    Les deux photographies numériques ci contre (poses de 60 secondes) illustrent ce phénomène : la couleur verte de l'herbe éclairé par le halo des banlieues de Lille y est perceptible, alors que le soleil est déjà bien couché, et qu'on se trouve au cœur de l'agglomération lilloise, mais dans une zone protégée par les fortifications de la citadelle de Vauban. La lumière provient pour l'essentiel de la réflexion sur une couche homogène de nuages bas et blancs.

    L'impact de la pollution lumineuse sur les insectes ou autres animaux sensibles à des longueurs d'ondes particulières pourrait donc être en train d'augmenter. La disparition des "zones de noir" et de "corridors de noir" est également préoccupante pour la survie des espèces lucifuge ou lumifuges (qui fuient la lumière) et pour de nombreux animaux qui circulent uniquement ou préférentiellement dans l'ombre, probablement pour mieux échapper à leurs prédateurs. L'éclairage artificiel est un puissant facteur de fragmentation écologique de l'environnement nocturne.

    Ces halos contribuent par ailleurs à éblouir les espèces nocturnes telles que chouettes et hiboux, qui sont effectivement victimes d'une nette surmortalité aux abords des routes.

    (source : wikipedia

     

      

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