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.org)

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.net)

 

DESCRIPTIONS DES PHENOMENES 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 

Autre couronne lunaire sur pixheaven.net prise le 28.10.2007 à Quimper - prise avec APN Canon 30D + Sigma 70-300 1:4-5.6

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

photo prise par Williams forums.infoclimat apres traitement et pris avec un Fujifilm S5000

Formation de la couronne irisée :

Le phénomène donnant naissance à la couronne irisée est un phénomène de diffraction. En effet, la lumière se trouve diffractée par le bord des grains de pollens et donne lieu à un phénomène d'interférences: pour une longueur d'onde donnée, on observe un renforcement de l'intensité lumineuse selon des cercles concentriques. 
Le diamètre de ces cercles dépend notamment de la longueur d'onde de la lumière. Ainsi, une lumière blanche se trouve décomposée et forme une multitude de cercles colorés du bleu au rouge: en se superposant, ces cercles forment des anneaux concentriques irisés.
En outre, le diamètre des irisations dépend aussi du diamètre des particules en suspension (pollens, gouttes). On pourra donc déduire le diamètre de ces pollens en mesurant le diamètre des cercles irisés.
Pour une explication plus détaillée de la formation de la couronne, voir la page de Les Cowley :http://www.sundog.clara.co.uk/droplets/corform.htm.

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

Le spectre de Brocken

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.

Explications sur la formation des Arc en ciel

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.

Hallucinant halo de lumière partant du soleil ! par sansoni

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

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 dessus (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.org)

"La source de nos informations est indiquée pour chaque parution, mais au cas où l'auteur de vidéos, articles ou photos souhaiterait ne plus les voir figurer sur le site, qu'il nous en avertisse par mail, et nous les retirerons immédiatement"

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Phénomènes de Cristal de Glace


En plus des phénomènes lumineux dus à des gouttelettes de nuages, des phénomènes lumineux ont lieu grâce à la diffraction, réfraction, réflexion et dispersion de la lumière par des cristaux de glace plats hexagonaux ou en colonnes hexagonales.
On trouve ces derniers en suspension dans les cirrus, les cirrocumulus, cirrostratus ou lors du brouillard glacé. Quand les températures sont basses en hiver il est possible de voir ces phénomènes lumineux, ainsi que lorsque le Soleil est bas sur l'horizon et que le sol est enneigé.

Les différents phénomènes lumineux dus aux cristaux de glaces des nuages.

Ces nombreux phénomènes optiques se produisent rarement en même temps. Tout ceci va dépendre de la forme et position des cristaux, de l'agitation de l'atmosphère donc beaucoup de facteurs entrent en jeu pour le nombre de phénomènes optiques visibles dans le ciel.
Les Grands et Petits Halos lunaire et solaire
Autour du Soleil ou de la Lune il est possible de voir un anneau lumineux, appelé un halo. Ce cercle lumineux paraît d'un blanc pale avec parfois une couleur rouge à l'intérieur et bleue à l'extérieur.

Il existe trois types de halos :

Le halo de 9° est blanc et comme il est situé près du Soleil il est difficile de l'identifier.

Le halo de 22° est le plus courant et le plus lumineux. Il peut être blanc ou coloré suivant le nombre, le type et la position des cristaux. Ce phénomène optique est visible environ 100 fois par ans en Europe d'après des recherches de 10 ans.

Un halo solaire de 22° que j'ai pris le 01/10/2004 à 15H17avec un fujifilm S5000

Le halo de 46° est très grand et peu brillant. Peu fréquent, il est possible de le voir 3,90 fois par ans.
Les halos sont parfois accompagnés de parhélies de chaque côté du cercle... C'est en haute latitude qu'on observe le plus ces phénomènes optiques.
Les halos se forment par la réflexion ou la réfraction de la lumière des cristaux de glace des nuages de l'étage supérieur (cirrus, cirrostratus...) ou bien par des aérosols liquides présents dans l'atmosphère. Ces cristaux de glaces sont constitués de prismes à six côtés et à section transversale présentant six angles.

un halo de 22° et de 46° autour du Soleil accompagnés de deux parhélies, d'un arc supérieur tangent, d'un arc Circumzenithal. Photographiés au pôle Sud en 1999 par Marko Riikonen.

Parhélie ou (faux Soleil)

Les parhélies nommés aussi faux soleils sont des phénomènes optiques qu'on peut voir de chaque coté du Soleil entre 22° et 46°. Souvent ils ont lieu en même temps que les halos. Plus le Soleil est haut en altitude plus les parhélies sont éloignés du halo de 22°.
Il est possible de voir des parhélies dus à la réflexion et dispersion de la lumière de la Lune. Mais ils sont plus difficiles et plus rares à voir.

L'ordre des couleurs est toujours celui du spectre de la lumière comme les arcs en ciel et le rouge est toujours orienté vers le Soleil et le bleu vers l'extérieur avec parfois suivi d'une queue de lumière blanche. Cette lumière blanche peut être si brillante parfois, que ça ressemble à un autre Soleil.
Ils sont parmi les phénomènes optiques dûs aux cristaux de glaces les plus courants. Pour les voir il faut que Soleil soit assez bas. En Europe, on peut en voir environ 73 par ans. Leur durée d'apparition peut être longue.

Un parhélie que j'ai photographié le 11/12/2004 vers 17H45 avec un fujifilm S5000 et zoomé X.9

Deux parhélies photographiés par Ivo Brezina en 2003

On peut voir aussi un autre type de parhélies à 120° du Soleil d'une couleur blanche. Souvent ils apparaissent sur le cercle parhelique. Mais ces arcs sont très rares. Ils sont provoqués par les cristaux de glace plats et orientés horizontalement.

Arc tangent supérieur et inférieur

L'évolution de l'arc tangent et de l'halo circunscrit suivant l'hauteur du Soleil. Diagramme du Manuel
de la géophysique, volume VIII

A 22° au dessus ou au dessous du Soleil peut se trouver un arc tangent touchant l'halo inférieur. La forme des arcs tangents varient suivant l'élévation du Soleil. Plus le Soleil est haut plus les arcs sont plats jusqu'à ce que l'extrémité de l'arc supérieur et inférieur se rejoignent quand le Soleil est à 32° de l'horizon, pour former un halo circonscrit autour du halo de 22°. Puis ce halo touche l'halo de 22° quand le Soleil s'élève à 70°.

L'arc tangent supérieur est plus souvent visible que l'arc tangent inférieur. C'est dès que le Soleil se trouve vers 25° de haut que l'arc inférieur tangent est visible sous le petit halo de 22°.
L'halo circonscrit a une forme ovale. Au fur et à mesure qu'il se rapproche du halo de 22° il devient de plus en plus brillant jusqu'à ce qu'il devienne exactement circulaire en se confondant avec l'halo de 22°.

Ce sont les cristaux en colonne orientés horizontalement qui créent l'arc tangent supérieur et inférieur ainsi que l'halo circonscrit.

Un halo de 22° autour du Soleil à une hauteur de 51,11° avec à sa gauche l'arc tangent se rapprochant de  lui formant l'halo circonscrit. Pris le 06/04/2005 à 13H15 à Saint-Gaudens.

Arc de Parry

Au dessus de l'arc tangent supérieur et au dessous de l'arc tangent inférieur peut être visible l'arc de Parry du nom de William Edward Parry (1790 - 1855) qui a décrit beaucoup de ces phénomènes lumineux.

Il existe deux types d'arc de Parry :

L'arc de Parry "suncave

1°) L'arc de Parry "suncave" supérieur est le plus haut et a la forme d'un accent circonflexe. Plus le Soleil est haut par rapport à l'horizon plus l'arc est près du halo et brillant. On l'observe principalement quand le Soleil est situé entre 15° et 40° d'altitude.

2°) L'arc de Parry "suncave" inférieur se trouve à l'opposé, sous l'arc tangent inférieur et il est plus rare que son frère. Dans des rares cas, quand le Soleil est à environ 50° de l'horizon cet arc peut être visible au-dessous du halo de 22° sous la forme d'un "\/" et lorsque le Soleil est plus haut, à 70° il touche l'halo de 22°.

 Arc tangent supérieur et au-dessus l'arc de Parry "sunvex"  avec à sa droite une branche de l'arc de Parry "suncave" en forme de "/\", pris le 26/04/2004 par Pierre-Paul Feyte. Source www.kitao.tk

L'arc de Parry "sunvex" 

L'arc de Parry "sunvex" supérieur se situe entre l'arc de Parry "suncave" supérieur et l'arc tangent supérieur et a une forme d'un " \/ ". D'une couleur du spectre de la lumière, le rouge est toujours orienté vers le Soleil. Plus le Soleil est bas à l'horizon plus l'arc est lumineux et près de l'arc tangent. C'est quand le Soleil est entre 7 et 12° de l'horizon qu'on voit le mieux l'arc de Parry "sunvex" et quand le Soleil atteint entre 15° et 20° on ne le voit plus. Plus le Soleil s'élève dans le ciel plus l'arc est plat et moins visible.

Ces arcs sont rares et il est surtout assez rare de voir l'arc de Parry "suncave" et "sunvex" en même temps.


L'évolution de l'arc Parry suivant la hauteur du Soleil.

Cercle parhélique

Quand des parhélies sont visibles dans le ciel, il est possible de voir un cercle parhélique. C'est une bande blanche qui part du Soleil en passant par les parhélies. Plus le Soleil est bas plus la bande est plate et plus le Soleil monte plus les deux bandes s'élèvent en formant un cercle d'une grande taille partant toujours du Soleil.
Il est constitué de millions de cristaux de glace d'une forme verticale qui reflètent la lumière du soleil dans le ciel. L'éclat du cercle parhélique va dépendre de l'altitude du Soleil et de l'épaisseur des cristaux.
Ce phénomène optique est rarement observable, on en compte que 4 chaque année.

Un halo de 22° et un cercle parhélique photographiés par Laurent Laveder avec un objectif Zuiko de 16 mm ouvert à 3.5 et une pose de 1/500 s sur un film  Kodachrome 64 à Cap d'Antibes en septembre 1990. Source : http://www.photoastronomique.net

Arc Circumzénithal

Quand il y a des cirrus ou d'autres nuages de même type et que le ciel est bien ensoleillé, il est aussi possible de voir l'arc circumzénithal au dessus du Soleil centré sur le zénith. Il ressemble à un mini arc en ciel coloré à l'envers avec le rouge vers le Soleil. Il est tangent au grand halo de 46°.

Le Soleil ne doit être à pas plus de 32° de l'horizon pour voir un arc Circumzénithal soit entre 15° et 25°. Plus le Soleil est proche de l'horizon plus l'arc est lumineux et s'agrandit jusqu'à ce que le Soleil soit à 16° de hauteur. C'est quand le Soleil est à 22° de haut que l'arc Circumzénithal est le plus brillant, puis la luminosité de l'arc baisse.

Ces arcs sont provoqués par la réfraction de la lumière des cristaux plats. Ils sont assez fréquents et peuvent être visibles 13 fois par ans en Europe.

Arc circumzénithal pris à Breil-sur-Roya le28/09/2004

Arc Supralatéral et Infralatéral


Juste au dessous de l'arc circumzénithal on peut parfois voir un arc supralatéral et au dessus de l'arc circumhorizontal, un arc infralatéral.
Tout comme l'arc circumzénithal, l'arc supralatéral est visible quand le Soleil est à moins de 32° de l'horizon et le rouge est toujours en direction du Soleil. Il touche l'halo de 46° quand le Soleil se trouve entre 15° et 25° de l'horizon.

L'arc infralatéral devient visible dès que le Soleil est à 40° et disparaît quand le Soleil atteint les 80°. Sa forme est tout l'opposée de celle de l'arc circumzénithal. Il touche l'halo de 46° quand le Soleil se trouve à environ 70° de l'horizon.
Leurs formes changent nettement avec l'altitude du Soleil. Ils se forment avec les cristaux horizontaux. Au début ces 2 arcs sont coupés en deux parties qui se trouvent de chaque cotés de l'halo de 46° et au fur et à mesure que le soleil s'élève ces deux parties se rejoignent pour former un arc plus brillant et plus grand.

Ces deux arcs sont assez rares, ils ne sont visibles que 0,30 fois par an.

Un diagramme d'une simulation de l'arc supralatéralet de l'arc infralatéral suivant l'altitude du soleil.   Source : R, Greenler ; Arcs-en-ciel, halos et gloires ; Pression d'Université De Cambridge, 1980

Un arc circumzénithal et un arc supralatéral et le dessus de l'arc Parry.
Cette photo a été prise avec Canon Powershot G2 digital. 2004 Eva Seidenfaden.

Arc Circumhorizontal

Quand le Soleil est assez haut dans le ciel (de 32° à 90° de hauteur de l'horizon) un arc circumhorizontal peut être visible sous le Soleil près de l'horizon lors de passage de cirrus. Ces arcs ont la forme inverse à l'arc Circumzénithal, sont assez grands et sont produits par les cristaux plats.
Ces arcs sont parmi les moins visibles. En Europe, 0.10 arc circumhorizontal sont visibles chaque année. Plus on est en basse latitude plus on a la chance de voir ces arcs. Ils ne peuvent pas être visibles quand on monte au de là de 55° de latitude comme le Soleil est toujours à moins de 57,80° de hauteur.

Vers le nord de la France ou en Allemagne à 50° de latitude, l'arc circumhorizontal est visible qu'une fois en été, le Soleil ayant atteint une altitude d'environ de 61°. C'est un des plus rares arcs à ne pas être visible partout sur Terre.

Un arc circumhorizontal avec deux trainées d'avion que j'ai pris le 28/05/2004 à 14h02
à St-Gaudens (31) avec un fujifilm S5000

Arc de Lowitz

Les cristaux de glace plats des cirrus peuvent aussi former des arcs de Lowitz. Thomas Lowitz a été le premier à observer et à décrire ces arcs en 1794.
Quand le Soleil est à une altitude de 10°, deux arcs Lowitz apparaissent se prolongeant diagonalement vers le haut et vers le bas de chaque côté du halo de 22°. Ils sont courts et d'une couleur pâle.

Ces arcs sont très rarement vus dans le ciel.

Un arc Lowitz et d'autre arcs, photographiés à 11h le 26/02/1996  par Bon Fosbury avec un objectif planaire de 80mm, ayant  un FOV 38° (diagonale 52°), et un polariseur linéaire dirigéradialement vers le Soleil. Les balayages originaux ont été masqués pour augmenter les détails faibles.

Arc de Wegener

L'arc de Wegener est provoqué par les cristaux de glace en forme de colonne. D'une couleur pâle, cet arc est peu lumineux.
Cet arc part de l'arc tangent supérieur pour former un cercle qui va couper l'anthélion qui se trouve à l'opposé du Soleil. Un arc diffuse en forme de "X" ainsi que le cercle parhélique coupent aussi l'anthélion.
L'arc de Wegener est rarement visible.

Une simulation d'une photo d'un Halo aprèsun ajustement. Photographié le 11/01/1999 
au Pôle sud par Marko Riikonen

Pilier du Soleil et de la Lune

Lors du lever ou du coucher du Soleil avec des cirrus ou altocumulus, un pilier du Soleil peut être visible. Ils peuvent aussi être provoqués par des cristaux de neige. Et pour la Lune cela peut être aussi le cas. C'est le reflet de la lumière des cristaux de glace plats horizontaux. Leur longueur dependent de l'inclinaison des cristaux. Plus ils sont inclinés plus les piliers sont longs.

Il existe deux types de piliers Solaires ou Lunaires :

- Les piliers supérieurs sont le reflet de la lumière vers le bas par les cristaux de glâce. Pour les voir le Soleil doit être assez bas à l'horizon.
- Les piliers inférieurs se forment quand les cristaux sont entre l'observateur et le soleil. Contrairement aux piliers supérieurs ils sont formés par le reflet de la lumière vers le haut par les cristaux de glace.

Ces phénomènes lumineux sont assez fréquents et sont visibles 16 fois par ans en Europe.

Pilier solaire supérieur vu de Saint Puy. Photographié à la fin du mois de mars 2003 par Pierre-Paul Feyte.

Les nuages nacrés

Les nuages nacrés ou de mère-de-perle sont des iridescences beaucoup plus rares. Ils sont situés beaucoup plus hauts de 15 à 25 kilomètres de haut dans la stratosphère. Donc la diffraction des couleurs est dûe à des petits cristaux et non à de gouttelettes.

Ces nuages sont le plus souvent vus aux latitudes élevées, en Scandinavie, Canada nordique... pendant l'hiver deux heures après le coucher du soleil ou avant l'aube ils restent brillamment illuminés. Pour cela il faut qu'en haute altitude on trouve une turbulence qui va apporter de la vapeur d'eau à travers la barrière de la tropopause dans la stratosphère pour que s'y forment des particules de glace de 10 µm.

Des nuages nacrés photographiés par Roy Hagen

.. 

Trouver et photographier

les phénomènes lumineux

Les phénomènes lumineux peuvent être souvent visibles dans le ciel habituellement au moins une ou deux fois par semaine. Leurs observations dépendent de la position du Soleil, de la qualité du ciel (l'humidé, type de nuages...). On peu en voir dans presque tout le ciel mais les plus communs sont au alentour de 22°/46° autout du Soleil.

Les arcs en ciel, les arcs blancs, le spectre de brocken,... sont assez faciles à voir comme on n'est pas éblouis par le Soleil puisqu'ils se trouvent assez loin de lui.

Mais certains phénomènes lumineux comme la couronne solaire, le halo,... sont plus difficiles à voir comme ils sont assez près du Soleil. Des lunettes de Soleil peuvent être utile pour mieux les voir, mais ils ne vous protègeront pas des rayons dangereux du Soleil, donc ne regarder jamais le soleil même avec des lunettes du Soleil. Il est donc préférable de cacher le Soleil avec un objet ou la main.

Lorsque ces phénomènes lumineux ont lieu autour de la Lune, ils sont plus faciles à voir.

Quand les conditions sont idéales pour voir un halo de 22° qui est parmi les phénomènes lumineux les plus communs, il suffit de tendre son bras. 


En écartant ses doigts et en mettant le pousse au Soleil, c'est à l'auriculaire qu'on peut voir le halo de 22°.

Si un halo de 22° est visible alors il est possible que d'autres phénomènes optiques soient visibles dans le ciel.

RESUME DE LA VISIBLITE DES PHENOMENES LUMINEUX

phénomènes lumineux
Visible quand le Soleil ou la Lune sont à
une hauteur d'environs de
Visible à une distance du 
Soleil ou de
la Lune de
Fréquence de visibilité par an
Halo de 22°
Toutes hauteurs
22° tout autour
100,00 fois
Halo de 46°
46° tout autour
...3,90 fois
Parhélie
0 à 45°
22° à 46° 
à droite et à gauche
.73,00 fois
Arc sup/infèrieur tangent
0 à 69°
22° en haut et en bas
.27,00 fois
Pilier
0 à 15°
/
.16,00 fois
Arc Circumzénithal
15° à 32°
46° en haut
.13,00 fois
Cercle Parhélique
5° à 90°
0° à 180°
..3,00 fois
Arc de Parry

- suncave : 
supèrieur : 15° à 40°
infèrieur : 50° à 70°

- sunvex :
supèrieur : 7° à 20°
infèrieur : 25° à 40°

22° à 46°
en 
haut et en bas

..1,00 fois
Arcs supra/infralatéral
- supralatérale :
0° à 32° 
- infralatérale :
40° à 80°

46°en haut et en
bas ou à gauche
et à droite

..0,30 fois
Arc circumhorizon
32° à 90°
46° en bas
..0,10 fois
Arc de Lowitz
10° à 80°
22°
à gauche et à droite
rares
Arc Wegener
0° à 70°
0° à 180°
rares
Nuages de Nacrés
/
/
rares
Arc en ciel
0° à 32°
180° Est ou Ouest à l'horizon
10 fois
Arc blanc ou Fogbow
0° à 32°
145° Est ou Ouest
à l'horizon
/
Cerne ou couronne
/
15° autour du Soleil
/
Nuages Iridescents
/
/
fréquents
Le spectre
de Brocken
/
180°
/

 

Pour photographier les phénomènes lumineux autre que les arcs en ciel, arcs blancs, le spectre de Brocken, il faut jamais les regarder au viseur se qui est très dangereux pour les yeux. Avec les numériques prenez les photos en regardant l'écran LCD. Si le phénomène lumineux n'y apparaît pas il pourrait tout de même apparaitre à l'ordinateur ou après traitement.

Pour bien les photographier, repérez les suivant la position des nuages ou autres repères. Des images plus sûres et de meilleures qualité sont faites quand le Soleil est caché derrière un poteau ou le bord d'un bâtiment.

Vu leur taille et le champ de vision de votre numérique, Il est possible d'ils ne soient pas visible dans une seul prise de photo. Donc pour pouvoir reconstituer en une photo sur l'ordinateur un ou plusieurs phénomènes lumineux visible en même temps, il est parfois préférable de les photographier en plusieurs photos verticales à la suite avec une même partie du champ de vision.

Puis avec un logiciel panoramique il vous sera possible de les assembler et donc de créer un panorama. Il est aussi conseillé de les photographier plusieurs fois.

Voici une simulation permettant de calculer  la position du soleil (hauteur et azimuth) en fonction de la position géographique que vous choisissez ou des coordonnées que vous entrez :

Les coordonnées pour la position d'un corps dans le ciel sont l'angle azimuth pour la position horizontale et l'angle de l'hauteur ou l'angle zénithal pour la position verticale.

L'angle azimuth est mesuré en degrés à partir du nord dans le sens des aiguilles d'une montre et est compris de 0 à 360°.

L'altitude est mesurée en degrés de l'horizon vers le haut et est compris de 0 à 90°.

L'angle zénithal est mesurée en degrés du zénith vers le bas et est compris de 0 à 90°. Il est l'angle complémentaire de l'hauteur (l'hauteur = 90° - zénith).

(Source : Noaa)

sources :

http://la.climatologie.free.fr/pheno-optique/optique5.htm

http://messagesdelanature.ek.la/les-halos-de-lumiere-p550142

http://rondi.pagesperso-orange.fr/techoueyre/couronne/:

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