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Qu’est-ce que le rayon vert et comment l’observer ?

Crédits : Wikimedia Commons.

Qu’est-ce que le rayon vert et comment se forme-t-il ? Dans cet article, nous apportons quelques éléments de réponse pour mieux comprendre le phénomène et augmenter les chances d’assister à ce spectacle bref, mais non moins somptueux.

Rares sont les personnes à avoir eu le privilège d’observer un rayon vert au moins une fois dans leur vie. En effet, ce phénomène optique n’apparaît que durant quelques secondes, au lever ou au coucher du soleil, et en présence de conditions météorologiques bien particulières. Ainsi, avant que les premières photographies en couleurs ne viennent définitivement prouver son existence, la plupart ne voyaient dans le rayon vert qu’une simple légende parmi tant d’autres.

Quelles conditions sont favorables ? 

Bref éclat aux tons jaunes et verts situé au sommet du disque solaire passant sous l’horizon, le photométéore prend l’apparence d’une tache ovoïde, d’un point ou, plus rarement, d’une colonne. Le rayon vert peut posséder plusieurs couches ainsi que le révèle l’image ci-dessous. Au passage, rappelons de ne jamais regarder directement le soleil au risque de subir des dommages oculaires irréversibles. Veillez donc à utiliser un écran relais (présent sur tout appareil photo numérique par exemple) ou à disposer d’un matériel équipé d’un filtre adéquat.

rayon vert
Crédits : Wikimedia Commons

Pour espérer l’observer, le ciel devra évidemment être peu nuageux, mais aussi présenter une certaine pureté. Autrement dit, l’air doit être pauvre en poussière et autres types d’aérosols. Par ailleurs, on cherchera à se placer en face d’un horizon lointain et bien dégagé (la mer est un bon candidat). Si l’atmosphère est stable, comme c’est le cas en régime anticyclonique, alors le phénomène aura de grandes chances de se produire. Reste à être assez vigilant pour ne pas le manquer !

Selon la stratification verticale de l’atmosphère, par exemple si l’air est plus froid en surface qu’en altitude, le rayon vert pourra être plus intense et présenter une organisation multicouche : on parle d’indentations. Dans d’autres configurations, il prendra l’aspect d’une vraie impulsion et l’on parlera plus volontiers de flash vert.

Comment se forme le rayon vert ? 

Contrairement à ce qu’évoquait Jules Verne dans son roman de 1882, le rayon vert n’est pas une illusion d’optique. Il s’agit d’un phénomène physique bien réel que l’on peut expliquer de façon relativement simple. L’atmosphère, à l’image d’un prisme, dévie le rayonnement solaire avec un angle qui diffère très légèrement selon les longueurs d’onde (ou couleurs) en question. Les couleurs froides sont plus déviées que les couleurs chaudes. On parle de réfraction.

Celle-ci est si faible qu’on ne s’en rend normalement pas compte. Toutefois, lorsque l’astre se tient sur l’horizon, elle joue (avec la diffusion) un rôle central dans la survenue du rayon vert. En effet, à ce moment, les rayons rouges et orangés passent déjà au-dessus du sol et sont donc peu à peu masqués pour l’observateur. En outre, les rayons bleus et violets sont presque totalement diffusés* par les molécules d’air avant d’atteindre l’observateur, en raison de la grande épaisseur d’atmosphère à traverser. Pendant un court instant, dans la direction où apparaît le phénomène, ne restent alors que les rayons jaunes et… verts !

À l’image d’un prisme, l’atmosphère dévie les couleurs du spectre solaire avec un angle légèrement différent. Crédits : Wikimedia Commons

Notons toutefois que si l’explication classique du rayon vert est bien établie, certaines formes du photométéore restent encore assez mal comprises. Il arrive par exemple qu’il survienne au-dessus d’un nuage au moment où le soleil enterre le jour. En montagne, où l’air est très pur et diffuse peu, il est même possible d’observer un rayon bleu juste après le rayon vert ! Enfin, des concepts analogues à ceux évoqués dans cet article s’appliquent également au cas de l’astre lunaire, bien que le rayon vert soit beaucoup plus ténu, donc plus difficile à observer.

* On rappelle que la diffusion est proportionnelle à la longueur d’onde, le bleu et le violet étant les couleurs les plus diffusées.