One Ring

Contexte et histoire

Bien qu'il s'agisse de l'un des types de halo les plus courants, la forme et l'orientation des cristaux de glace responsables du halo de 22° font débat. Des colonnes hexagonales orientées aléatoirement sont généralement proposées comme l'explication la plus probable, mais cette hypothèse pose des problèmes, comme le fait que les propriétés aérodynamiques de ces cristaux les amènent à s'orienter horizontalement plutôt qu'aléatoirement. D'autres explications incluent l'implication d'amas de cristaux de glace en forme de balles. Lorsque la lumière traverse l'angle au sommet de 60° des prismes de glace hexagonaux, elle est déviée deux fois, ce qui donne des angles de déviation allant de 22° à 50°. Pour n = 1,309, l'angle de déviation minimale est d'environ 22° (21,76°, lorsque θ_incidence = 40,88°). Plus précisément, l'angle de déviation minimale est en moyenne de 21,84° (n = 1,31) ; 21,54° pour la lumière rouge (n = 1,306) et 22,37° pour la lumière bleue (n = 1,317). Cette variation de la réfraction en fonction de la longueur d'onde fait que le bord intérieur du cercle est rougeâtre tandis que le bord extérieur est bleuâtre. Les cristaux de glace dans les nuages dévient tous la lumière de manière similaire, mais seuls ceux de l'anneau spécifique à 22 degrés contribuent à l'effet pour un observateur à une distance donnée. Comme aucune lumière n'est réfractée à des angles inférieurs à 22°, le ciel est plus sombre à l'intérieur du halo.

Dans leur propre histoire

Dans le folklore, les anneaux lunaires sont censés annoncer l'approche de tempêtes. Comme les autres halos de glace, les halos de 22° apparaissent lorsque le ciel est couvert de minces cirrus ou cirrostratus qui précèdent souvent de quelques jours un important front de tempête. Cependant, les mêmes nuages peuvent également se produire sans aucun changement météorologique associé, ce qui rend le halo de 22° peu fiable comme signe de mauvais temps.

Guide du lecteur

Un autre phénomène produisant un anneau autour du Soleil ou de la Lune—et donc parfois confondu avec le halo de 22°—est la couronne. Contrairement au halo de 22°, cependant, elle est produite par des gouttelettes d'eau au lieu de cristaux de glace et est beaucoup plus petite et plus colorée. Pour comprendre la formation du halo de 22°, considérons que tous les rayons du Soleil/de la Lune arrivent de manière parallèle vers l'observateur. Les cristaux d'eau hexagonaux peuvent prendre n'importe quelle orientation, mais toute rotation au-delà de 30° serait redondante lors de l'analyse des angles sous-tendus par les rayons émergents. Pour tous les rayons verticaux entrants, nous n'avons besoin de considérer que les angles d'incidence dans la plage de 30° à 60° qui sont incidents sur un bord du cristal hexagonal ; ce sont ceux qui atteindront l'observateur. Pour la plage d'angles d'incidence ci-dessus, nous pouvons trouver l'angle du rayon sortant par rapport à la verticale—ce qui est en fait l'angle sous-tendu à l'œil de l'observateur. Les angles des rayons sortants ont été obtenus à partir de l'équation : θ = sin⁻¹[n sin(π/3 - sin⁻¹(sin(π/3 - α)/n))] - α. Pour une majorité d'angles de rotation, la moyenne des angles des rayons sortants pour le rouge oscille autour de 22° et est légèrement plus élevée pour le bleu.

Le saviez-vous ?

• Le halo de 22° est l'un des types de halo les plus courants, mais la forme et l'orientation des cristaux de glace qui en sont responsables font encore débat.
• L'angle de déviation minimale pour le halo de 22° est en moyenne de 21,84°, avec une déviation de la lumière rouge à 21,54° et de la lumière bleue à 22,37°.
• Le bord intérieur du halo de 22° est rougeâtre tandis que le bord extérieur est bleuâtre en raison de la variation de la réfraction en fonction de la longueur d'onde.
• Aucune lumière n'est réfractée à des angles inférieurs à 22°, donc le ciel est plus sombre à l'intérieur du halo.
• La couronne est un phénomène différent qui produit également un anneau autour du Soleil ou de la Lune, mais elle est causée par des gouttelettes d'eau au lieu de cristaux de glace et est beaucoup plus petite et plus colorée.