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L'extrême en vidéo : une aurore polaire croise le nuage le plus rare

Cette semaine, L’extrême en vidéo s’intéresse à l’improbable rencontre entre une aurore boréale et des nuages noctulescents. Ces deux événements célestes tout à fait surprenants et rares ont été observés par l’astronome Maciej Winiarczyk, en Écosse. En voici les images et les explications.

Si les aurores polaires sont observées depuis la nuit des temps, il semble que les nuages noctulescents soient apparus à la fin du XIXe siècle. © Capture d'écran, Maciej Winiarczyk, YouTube Si les aurores polaires sont observées depuis la nuit des temps, il semble que les nuages noctulescents soient apparus à la fin du XIXe siècle. © Capture d'écran, Maciej Winiarczyk, YouTube

L'extrême en vidéo : une aurore polaire croise le nuage le plus rare - 2 Photos

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Les nuages les plus rares et les plus hauts du monde ont rencontré une aurore boréale au mois d’août dernier. À Caithness, comté situé dans le nord de l’Écosse, l’astronome amateur Maciej Winiarczyk fut témoin d’un événement inhabituel. Le ciel était si clair qu’il s’est rendu en campagne, loin des lumières des villes avec l’idée de photographier la Voie lactée, censée être particulièrement visible dans la nuit du 4 au 5 août 2013. Or, le spectacle était ailleurs, dans la rencontre de deux événements extrêmes : des nuages noctulescents, c'est-à-dire ceux qui se forment à 80 km d’altitude, ont côtoyé une aurore boréale. Pour le plaisir des yeux, en voici le time-lapse, réalisé par Maciej Winiarczyk.


Time-lapse de la rencontre de nuages noctulescents et d'une aurore boréale. Les photos ont été prises en Écosse, dans la nuit du 4 au 5 août 2013. © Maciej Winiarczyk, YouTube

Décryptage de la vidéo : une probabilité de rencontre bien faible !

Nombre d’astronomes amateurs auraient souhaité être à sa place. Maciej Winiarczyk a eu la chance d’observer deux phénomènes tout à fait extraordinaires simultanément, à une latitude à laquelle il est d’autant plus difficile de les observer. La pointe du comté de Caithness se situe en effet à 58,25 °N. Les nuages que l’on observe dans la vidéo, au-dessus de la grande couche de nuages, se forment en très haute altitude (vers 80 km) et entre 50° et 70° de latitude. Mais les aurores polaires, elles, se forment le plus souvent dans la zone aurorale, comprise entre 65° et 75°. Il faudrait donc être à une plus haute latitude pour observer ces deux événements couplés.

Une aurore polaire voit le jour à la suite d'une éruption solaire. Tous les 11 ans, le Soleil connaît un maximum solaire : les taches solaires , et donc les éruptions, sont plus fréquentes. Des masses importantes de matière sont alors éjectées dans l'espace et peuvent atteindre la magnétosphère terrestre. Cette enveloppe capture ces particules chargées et les dirige vers les pôles magnétiques. de la Terre Une fois entrées, les particules solaires réagissent avec certains gaz et produisent les couleurs que l’on observe dans les aurores. Si l’été 2013 aurait dû être un pic d’activité du Soleil, il est resté particulièrement faible, atténuant alors la probabilité d’observer des aurores boréales, d’autant plus à aussi basse latitude.

Les nuages stratiformes présents sur la vidéo avant l’apparition de l’aurore polaire sont nommés nuages noctulescents, soit « qui brillent dans la nuit ». Ce sont probablement les nuages les plus énigmatiques au monde. Ils se forment à 80 km de haut, dans la mésosphère. On les observe principalement en été, mais il faut que le Soleil se soit déjà couché. Ce sont en effet des nuages de glace, qui ne se voient pas en pleine journée. Pour devenir visibles, il faut qu’ils puissent réfléchir la lumière émise par le Soleil, par en dessous (voir schéma).

Lorsque le Soleil est couché, ses rayons n'éclairent plus le sol ni les nuages troposphériques. Ils sont dirigés vers l'espace et rencontrent sur leur chemin les nuages noctulescents (NLC sur l'image). Ces nuages réfléchissent alors la lumière vers la Terre, ce qui les rend visibles pour les observateurs.
Lorsque le Soleil est couché, ses rayons n'éclairent plus le sol ni les nuages troposphériques. Ils sont dirigés vers l'espace et rencontrent sur leur chemin les nuages noctulescents (NLC sur l'image). Ces nuages réfléchissent alors la lumière vers la Terre, ce qui les rend visibles pour les observateurs. © Nasa

L’après-vidéo : vers une augmentation des nuages noctulescents ?

La façon dont se forme et se maintient un tel nuage en mésosphère relève du mystère. Le phénomène est assez récent, puisque pareils nuages n’avaient jamais été observés avant 1883. C’était juste après l’éruption du volcan Krakatoa en Indonésie, c’est pourquoi pendant longtemps on a pensé que les aérosols volcaniques, ou les débris de météorites, pouvaient jouer un rôle de noyau de condensation dans la formation de ces nuages. Il aura fallu attendre les années 2000, pour que ces nuages soient identifiés comme des panaches de glace. En 2003, Michael H. Stevens mettait en évidence dans un article paru dans les Geophysical Research Letters que la formation de ces nuages était favorisée par le lancement des fusées.

Déjà en 2001, une équipe de l’université du Colorado à Boulder suggérait que les nuages noctulescents étaient des indicateurs possibles du changement climatique. S’ils ont été vus pour la première fois juste après une éruption volcanique majeure, la période correspondait aussi au début de l’ère industrielle. Dans une étude parue dans la revue Advances in Space Research, les chercheurs de Boulder montrent qu’il existe une corrélation entre l’augmentation de la fréquence de formation de ces nuages et les progressions d’émission de méthane dans l’atmosphère durant le XXe siècle. Si ce constat est exact, alors ce phénomène tout à fait extraordinaire deviendra peu à peu banal. Mais en attendant, continuons à apprécier cette beauté étonnante.

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Publiée toutes les deux semaines sur Futura-Sciences, la chronique L’extrême en vidéo décrypte des phénomènes naturels ou des exploits humains à couper le souffle. La nature déchaînée, mystérieuse ou étonnante, et les Hommes qui risquent leur vie pour l'explorer seront les thèmes de ces séquences spectaculaires que nous analyserons avec l'œil du scientifique.


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