Arc-en-ciel

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Pendant des averses d’orages, le soleil peut briller en même temps qu’il pleut, en formant l’un des plus beaux phénomènes naturels: l’arc-en-ciel. Le BOURGEONNEMENT du sommet des cumulus congestus évolue vers le stade cumulonimbus. Après un parcours limité (moins de 200 km en général), ces nuages se désagrègent, laissant dans le ciel de simples voiles nuageux de type cirrus.

Spectre de l’arc-en-ciel

Ce cercle virtuel, dont l’observateur serait le centre, ne peut jamais être atteint car il se déplace en même temps que l’observateur, l’angle observation se modifiant au fur et à mesure. L’explication du phénomène tient au fait que le rayon lumineux est légèrement dévié quand il entre dans une goutte de pluie (réfraction), avant d’être refléchi vers l’observateur par la paroi arrière, courbe, de la goutte. Les longueurs d’onde successives sont deviées sous des angles différents ; les couleurs se trouvent bien séparées, du rouge à l’extérieur jusqu’au violet à l’intérieur.

Lorsque la lumière est réfléchie deux fois par les gouttes d’eau, on peut apercevoir un second arc, extérieur au premier, avec des couleurs moins éclatantes et inversées. Les deux arcs, qui ont 42 et 52 degrés de rayon, sont séparés par une bande sombre, la « bande d’Alexandre», du nom du philosophe grec qui la signala vers 200 avant notre ère, Alexandre Aphrodisias.

Centrés sur la direction opposée au soleil, ces arcs ne peuvent jamais former un cercle complet, au maximum un demi-cercle quand le soleil est à l’horizon : c’est pourquoi les arcs-en-ciel qui se forment au lever ou au coucher du soleil sont les plus beaux.

L’arc intérieur est plus lumineux car il est moins large (2,2 degrés au lieu de 3,6), la lumière y étant plus concentrée.

Le cercle de Brocken : un arc-en-ciel complet

Le cercle de Brocken – du nom du sommet le plus élevé du Harz (Allemagne) d’où on peut l’observer assez fréquemment— est une sorte d’arc-en- ciel. Mais au lieu de se limiter à un arc de 180 degrés maximum, il fait un tour complet, soit 360 degrés. Pour que ce phénomène remarquable se produise, il faut que l’observateur soit placé entre le soleil et une couche de brouillard située en dessous de lui.

Ce phénomène n’est donc visible qu’en haute montagne, ou depuis un avion, et l’observateur ne perçoit cette auréole irisée qu’autour de sa propre ombre.