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Présentation 3 mars 2017

Posté par phenomeneslumineuxdansleciel dans : Rayon vert , ajouter un commentaire

Tout d’abord, avant même de parler du rayon vert, il faut savoir que la plupart des gens ne connaissent pas le rayon vert, ils n’en ont quasiment jamais entendu parler. C’est un phénomène dont on entend pas parler dans les médias ou autres car il ne se produit que très rarement. Et contrairement à ce que certains pensent, ce n’est pas une illusion d’optique ou l’imagination de notre cerveaux, ce phénomène est bien réel.

Qu’est ce qu’un rayon vert ?

Un rayon vert, est un phénomène optique qui apparaît dans l’atmosphère terrestre assez rarement. Il est observable au lever ou au coucher du soleil et n’est visible que l’espace de quelques secondes, (mise à part aux pôles, lorsque le soleil reste longtemps à l’horizon, où il a été observé près d’une trentaine  de minutes). C’est pourquoi il est préférable de l’observer au coucher du soleil car on ne risque pas d’être surpris par la disparition du soleil, contrairement au lever du soleil, puisqu’on ne sait pas à quel moment il va apparaître. Lorsque le phénomène se produit, le soleil descend sur l’horizon et le dernier rayon que l’on voit est vert, mais il ne se produit que lorsque certaines conditions sont réunis.

rayonvert-lasilla

Conditions d’apparition et d’observation du rayon vert:

Pour voir un rayon vert, il faut des facteurs météos particuliers: le ciel doit être parfaitement dégagé, il ne doit pas y avoir de particules ou de poussières pouvant gêné la visibilité. La présence d’un anticyclone favorise l’observation du phénomène étant donné que l’anticyclone apporte une pression plus forte, c’est à dire une densité d’air plus importante.

La visibilité du rayon est principalement conditionné par 5 facteurs:

 

La position de l’observateur par rapport à l’horizon détermine le temps durant lequel on pourra assister à l’apparition du rayon vert: ce phénomène peut durer une fraction de seconde, ou à l’inverse plus d’une dizaine de secondes. Lorsque l’on se place à quelques mètres au dessus du niveau de la mer et que l’horizon d’Est en Ouest est dégagé, il sera plus facile d’observé un rayon vert. Il faut aussi avoir une grande étendue devant soit pour l’observer, c’est pourquoi il s’observe mieux au bord de l’océan. Il est bien sûr préférable de porter des lunettes solaires, ou sinon on risque de se brûler la rétine, qui est irremplaçable.

Explications

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Une fois que les conditions nécessaires à l’apparition du rayon vert sont réunis, il se produit trois phénomènes :

-Les rayons lumineux se propage en ligne droite, mais lorsqu’ils traversent l’atmosphère qui n’est pas un milieu homogène (composé de divers gaz et de vapeur d’eau) et en traversant les différentes couches composant l’atmosphère, ils sont déviés, ce qui leurs donne une courbure. Certes ce sont de petites déviations, mais l’atmosphère faisant environ 120 km, font qu’au coucher du soleil, on voit encore le soleil alors qu’on ne devrait pas. Tout cela à cause du phénomène de réfraction.

Schéma

La réfraction n’est pas la même selon la longueur d’onde du rayon. Les rayons visibles ont une longueur d’onde comprise entre 400 et 800 nanomètre. Le soleil que l’on voit et la lumière blanche sont une succession de couleur allant du violet (400 nm) au rouge (800 nm), placés les uns à côtés des autres, mais leur intensité étant très forte, notre œil les superpose pour former la lumière blanche.

-Il se produit ensuite l’absorption : elle dépend de la longueur d’onde du rayon, les rayons jaune et orange ayant une grande longueur d’onde sont absorbé par les particules flottant dans l’atmosphère. Lors de l’absorption, les photons sont absorbés par une autre particule et sont ensuite détruit pour être transformé en énergie. Il reste donc le violet, le bleu, le vert et le rouge. On devrait donc voir des rayons violet et bleu, mais le phénomène de diffusion intervient.

-La diffusion intervient pour les rayons ayant une longueur d’onde plus petite (violet et bleu), ils sont diffusés dans l’atmosphère par une interaction avec d’autres objets, c’est notamment pour ça que le ciel est bleu. Les rayons peuvent être diffusés uniformément dans toutes les directions ou non. Les rayons bleu et violet étant diffusés, il ne reste plus que les rayons rouges et verts qui arrivent à notre œil. Le rayon vert étant légèrement au-dessus du rayon rouge est le dernier à disparaître.

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Différents types de rayons vert

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Les rayons peuvent apparaître sous différentes formes, il en a environ six différents mais seulement deux sont assez communs. Il existe :

-Le Flash associé au mirage inférieur, il a la particularité d’être ovale avec une base aplati et ne dure que 2 secondes. Il faut qu’il y ai une surface plus chaude que l’air adjacent.

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-Le Flash du faux mirage, le limbe supérieur du soleil se détache du disque du soleil, il dure environ 2 à 5 secondes, et même parfois jusqu’à 15 secondes. Il faut qu’il y ai une couche d’inversion sous le niveau des yeux

-Le Flash du sous canal, une grande partie du limbe supérieur du soleil couchant reste verte jusqu’à 15 secondes. Il faut qu’il y est une forte inversion thermique.

-Le Rayon vert, le rayon lumineux semble être émis par un phare. Apparaît environ 2 à 3 secondes. Il faut qu’il y ai une brume légère qui agisse comme une source lumineuse.

-Le Rayon vert du sommet des nuages, le rayon lumineux est en général émis en présence de brume côtière mais aussi parfois au-dessus des nuages cumuliformes éloignés, comme le cumulus.

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-Pour finir, le Flash d’Alister- Fraser, c’est une variante du faux mirage, les inversions thermiques sont poussés au-dessus du relief par un mécanisme orographique, c’est à dire qu’on peut l’observé au-dessus d’un nuage qui est formé par un soulèvement dû au relief.

Il est le plus rare des flash du rayon vert.

Cas particulier

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Dans tout ces exemples, nous allons en voir un plus en détail : le rayon vert associé au mirage inférieur (les mirages que l’on voit par exemple lorsqu’il fait chaud sur une route). Il est provoqué par un gradient thermique adiabatique au-dessus d’un sol surchauffé.

Un gradient thermique adiabatique (dans l’atmosphère terrestre) correspond à la variation de température de l’air avec l’altitude, qui ne dépend que de la pression atmosphérique :

Par exemple, si l’on considère l’air comme un gaz parfait (dans la troposphère : couche de l’atmosphère la plus proche de la surface du globe), la pression est relativement faible (10^5 pascals) et les molécules n’ont pas d’interactions entre elles autres que des chocs. Donc si une masse d’air n’échange pas de chaleur avec son environnement, sa température ne dépend pas de sa pression : lorsque l’air se comprime, il s’échauffe et lorsqu’il se détend, il refroidit.

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Si la température diminue de 6,5° par 1000 m d’altitude, dans certains cas on peut observer une augmentation de la température avec l’altitude. Ici on voit une coupe verticale de masse d’air, à gauche on voit une inversion thermique (dans les basses couches de l’atmosphère) et à droite un gradient thermique adiabatique (au sol). Deux parmi les mécanismes expliquant l’origine des phénomènes associés au rayon vert, tel que les mirages inférieurs.

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Plus le lissage de la pente est important (ici il est de 2 mètres), plus le rayon sera apparent.

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