Introduction
Le halo solaire, également appelé halo de 22°, est l'un des phénomènes optiques atmosphériques les plus courants et les plus spectaculaires. Observable partout dans le monde, il transforme le ciel en une toile géante où la physique de la lumière et la météorologie se rencontrent. Ce cercle de lumière, souvent pâle mais parfois vivement coloré comme un arc-en-ciel pâle, a fasciné, intrigué et parfois inquiété les observateurs à travers les âges, oscillant entre interprétations mythologiques et explications scientifiques.
Description
Un halo solaire typique se présente comme un grand anneau lumineux, d'un rayon angulaire d'environ 22 degrés (soit environ la largeur de deux mains tendues à bout de bras), centré sur le Soleil. Sa partie intérieure est généralement rougeâtre, tandis que l'extérieur peut virer au bleu ou au blanc. Il est principalement produit par la réfraction (déviation) de la lumière du soleil à travers des millions de cristaux de glace hexagonaux en forme de colonnes ou de plaquettes. Ces cristaux, présents dans les nuages cirriformes fins et translucides (cirrostratus), agissent comme des prismes microscopiques. La lumière pénètre par une face latérale du cristal, est réfractée, traverse le cristal, et ressort par une autre face avec un angle de déviation minimal de 22°. La superposition des rayons lumineux déviés de tous les cristaux orientés aléatoirement dans le nuage crée l'anneau lumineux visible. La dispersion de la lumière, similaire à celle d'un prisme, est responsable des couleurs, bien qu'elles soient souvent moins saturées que dans un arc-en-ciel.
Histoire
Les mentions des halos solaires remontent à l'Antiquité. Aristote les décrit dans ses "Météorologiques" comme des "parhélies" (soleils multiples). Pendant des siècles, ils furent interprétés comme des présages, souvent de mauvais augure, annonçant guerres, morts de souverains ou catastrophes. Les chroniques médiévales et les annales regorgent de tels récits. La compréhension scientifique du phénomène a progressé avec les travaux sur l'optique. La première explication correcte fut avancée par le mathématicien et astronome français Edmond Halley en 1694. Cependant, la théorie complète, impliquant la réfraction dans les cristaux de glace hexagonaux, fut établie au XIXe siècle par des scientifiques comme le Français Auguste Bravais et l'Allemand Johann Georg von Soldner. Leur modélisation mathématique a permis de prédire avec précision la taille (22°) et les caractéristiques du halo.
Caracteristiques
Le halo de 22° est le plus commun, mais il existe de nombreuses variantes formant une famille de halos. On peut parfois observer un halo plus grand et plus faible de 46°, des arcs tangents, des colonnes lumineuses verticales (pilier solaire), ou des points lumineux intenses de part et d'autre du soleil appelés "parhélies" ou "faux soleils". Ces formes dépendent de l'orientation des cristaux (aléatoire, en colonnes verticales, en plaquettes horizontales) et du chemin de la lumière à l'intérieur. Les conditions d'observation idéales sont un ciel voilé par un voile nuageux cirriforme uniforme, avec le soleil assez bas sur l'horizon. Il est crucial de ne jamais observer le soleil directement sans protection oculaire adaptée ; le halo est mieux vu en cachant le disque solaire derrière un bâtiment ou un objet.
Importance
Le halo solaire a une importance à la fois scientifique, culturelle et pratique. Scientifiquement, il est un outil pour étudier les propriétés optiques des cristaux de glace et la microphysique des nuages de haute altitude. Culturellement, il a marqué l'imaginaire humain, apparaissant dans des œuvres d'art et des récits historiques. Pratiquement, en météorologie, il est un indicateur précieux. L'apparition d'un halo solaire, provenant d'un voile de cirrostratus, signale souvent l'approche d'un front chaud et l'arrivée de perturbations (pluie ou neige) dans les 12 à 48 heures qui suivent. C'est l'origine du proverbe populaire : "Cercle autour du soleil ou de la lune, pluie ou neige arrive bientôt".
