Halo (phénomène optique)

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Les halos sont les plus complexes et plus marqués près des pôles (ici au pôle Sud). On y voit le cercle parhélique, les colonnes lumineuses, le halo de 22°, les parhélies de 22°, les ars tangents supérieurs et l'arc de Parry.

Un halo est un groupe de photométéores apparaissant, à certaines conditions, dans le ciel autour du Soleil ou de la Lune et parfois autour de sources de lumière suffisamment puissantes comme certains lampadaires. Ils ont la forme d'anneaux, d'arcs, de colonnes ou de foyers lumineux et sont engendrés par la réfraction ou la réflexion de la lumière par des cristaux de glace en suspension dans l'atmosphère (nuages cirriformes, poudrin de glace, etc.)[1].

Histoire[modifier | modifier le code]

Les halos et phénomènes optiques inhabituels associés au soleil ou à la lune ont toujours intéressé les astronomes, et les astrologues qui y ont parfois vu des signes divins.

Nature des halos[modifier | modifier le code]

Cristal de glace (échantillon d'air prélevé à 3000 m au-dessus de l'antarctique). Les lignes rouges montrent une réfraction de la lumière de 22 °, correspondant à un type de halo produits dans certaines conditions autour du soleil
Relation entre le type de halo et l'orientation des cristaux de glace

Il existe de nombreux types de halos, tous formés par l'interaction entre la lumière solaire (directe ou renvoyée par la lune) et des cristaux de glace en suspension dans l'air ou présents dans les nuages visibles de la haute troposphère, entre 5 et 10 km d'altitude, notamment dans les cirrostratus, ou par le poudrin de glace dans les régions polaires. La forme et l'orientation particulière des cristaux, ainsi que l'incidence du rayonnement lumineux sont responsables du type de halo observé. La lumière est réfléchie et réfractée par ces cristaux et sa lumière peut être dispersée, comme pour un arc-en-ciel.

Ce phénomène optique peut être bref (quelques secondes) ou se prolonger jusqu'à plusieurs heures. Il peut être discret ou, plus rarement, nettement visible. Avec l'augmentation du transport aérien, on observe de plus en plus souvent ce phénomène sur les nuages artificiellement formés à partir des traînées de réacteurs. Les canons à neige, le léger vent ascendant, et la disposition du soleil à une certaine hauteur à l'horizon sont les conditions idéales pour la formation d'un immense arc en ciel circulaire, très visible autour du soleil.


Types de halos[modifier | modifier le code]

Représentation plane des principaux types de halos solaires
Halo lunaire sur Angers

Météorologiquement, il est a défini plusieurs phénomènes optiques de ce type. Dans la figure ci-contre, il y a autour du Soleil (S)[2] :

  • (a) Le « petit halo », cercle décalé de 22° par rapport à la source lumineuse, blanc avec une frange intérieure rouge ;
  • (b) Le « grand halo », cercle décalé de 46° par rapport à la source ;
  • (c et c') Ars tangents supérieurs ;
  • (d) L'arc supérieur de Parry ;
  • (e) L'arc circumzénithal, centré sur le zénith ;
  • (f, f') Arcs infralatéraux ;
  • (g) Arc tangent inférieur ;
  • (h, h') La colonne lumineuse, colonne verticale apparaissant à la verticale du Soleil à son lever ou coucher.
  • (i, i') La parhélie de 22°, ou « faux soleil », tâche de couleur apparaissant à l'horizontale du Soleil, décalée de 22°. Le même phénomène peut se produire avec la Lune et prend le nom de parasélène. La paranthélie est similaire au parhélie, mais située à d'autres endroits sur le cercle parhélique (nommé parasélène avec la Lune) :
    • (j, j') Parhélie de 46° ;
    • (l, l') Parhélie de 90° ;
    • (m, m') Parhélie de 120°.
  • (k) Le cercle parhélique, suivant le cercle parallèle au sol et passant par le Soleil.

Un autre type non montré :

  • L'anthélie, tâche blanche située à l'opposé du Soleil sur le cercle parhélique. Nommée antisélène si ce phénomène concerne la Lune.

Le halo le plus fréquemment observé est le halo de 22°, encore appelé petit halo, qui dessine autour du soleil ou de la lune un anneau de rayon apparent 22°, blanc avec une frange intérieure rouge. Moins lumineux et moins fréquent que ce type de halo est le halo de 46°, ou grand halo, qui forme autour de l'astre un anneau de rayon apparent 46°[2].

Les autres phénomènes optiques sont plus rares. La colonne lumineuse passe à la verticale au-dessus et au-dessous du soleil ou de la lune. Plusieurs sont des arcs tangents aux halos de 22 et 46° sont des arcs lumineux partant soit de la base ou du sommet du petit halo, soit de la demi-circonférence inférieure du grand halo. Sur le cercle parhélique, un cercle autour de l'observateur à l'angle d'élévation du soleil, s'inscrivent parfois des foyers lumineux qui constituent autant d'images du soleil formées grâce à des suites de réflexions et de réfractions suivant des directions privilégiées : les parhélies, les paranthélies et l'anthélie. Les mêmes phénomènes prennent autour de la lune utilisent les suffixes « sélène » au lieu de « hélie »[2].

La forme du phénomène lumineux peut être aussi très diverse, et peut par exemple revêtir la forme d'une croix lorsque se combinent un petit halo, un cercle parhélique et une colonne. D'après la légende, l'empereur Constantin Ier aurait vu un halo d'une telle forme en 313 près de Trèves, signe qui l'aurait convaincu de se convertir au christianisme.[réf. nécessaire]

Signification météorologique[modifier | modifier le code]

Le fait d'observer un halo nous permet de connaître immédiatement la température du nuage, l'état physique de l'eau, la taille, la forme et l'orientation des cristaux de glace. Puisqu'il est nécessaire d'avoir des nuages pour la formation des phénomènes de halos, leur présence indique aussi que l'air est humide en altitude. Comme les cirrus ne sont pas des nuages de pluie, les halos peuvent se former même s'il fait beau. Par contre, si les nuages épaississent rapidement et si des cirrostratus apparaissent, il est possible qu'un front chaud ou des orages approchent et que des nimbostratus donneront de précipitations plus tard[3],[4].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Organisation météorologique mondiale, « Halo », Glossaire météorologique, sur Eumetcal (consulté le 4 mars 2014)
  2. a, b et c « Halo », Glossaire météorologique, sur Météo-France (consulté le 4 mars 2014)
  3. Ève Christian, « Les halos », La météo au quotidien, sur meteo.org (consulté le 21 février 2014)
  4. Les Cowley (?), « 46° Halo Formation », Atmospheric Optics (consulté le 2007-04-16)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

  • Halo galactique, pour un sens très différent phénoménologiquement du terme "halo"

Liens externes[modifier | modifier le code]

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