Pourquoi un coucher de soleil est rouge ?

Question assez classique, et pourtant elle n’avait jamais été traitée sur CG. Et ça faisait un sacré moment que je l’avais mise dans ma boite à sujet.

Le soleil au zénith est jaune pour les mêmes raisons qu’il est rouge au lever et au coucher, et pour les mêmes raisons que le ciel est bleu lors des belles journées.

La couleur du ciel dépend, du point de vue de l’observateur, de deux paramètres : quelle partie du ciel nous regardons (directement le soleil ou un autre point du ciel ?) et où se trouve le soleil par rapport à l’horizon. Mais avant de se lancer à corps perdu dans les explications, une brève mise à plat des choses s’impose.

Le soleil émet de la lumière, à savoir des ondes. Celles-ci peuvent avoir différentes longueurs d’onde, ce qui se traduit pour nous par une couleur. La lumière visible par l’œil humain va du rouge (grande longueur d’onde pour notre œil) au violet (courte longueur d’onde). À noter que le bleu se trouve juste avant le violet et le jaune pas loin derrière le rouge.

Le soleil nous envoie ainsi en continu des ondes dont certaines rebondissent à la surface de l’atmosphère, et d’autres la pénètre. L’atmosphère est composée d’une multitude de particules qui vont absorber puis renvoyer certaines ondes. En gros, plus la longueur d’onde est courte, plus ces particules seront susceptibles d’absorber ces ondes pour les éparpiller, les diffuser dans tous les sens. C’est ce que l’on appelle la diffusion Rayleigh. Pour mettre ça en image, je vous ai fait un beau schéma.

Ainsi, quand le soleil est haut dans le ciel et que nous le regardons directement (attention, pas trop longtemps !), lui et la couronne qui l’entoure nous apparaissent jaune car il s’agit d’une longueur d’onde assez grande qui n’a pas eu le temps d’être absorbée et diffusée par l’atmosphère.  Vous me direz « oui, mais le rouge/orange aussi n’a pas eu le temps d’être diffusé ». C’est vrai, mais les ondes jaunes se trouvent en grand nombre et sont majoritaires par rapport aux ondes plus longues comme le rouge et l’orange.

Si on regarde ailleurs dans le ciel, c’est bleu, car là il s’agit des ondes courtes qui ont été captées et éparpillées par les particules de l’atmosphère.

Maintenant, imaginons que vous assistez à un coucher de soleil romantique avec votre rencard. Pour qu’il/elle se rappelle à jamais de ce moment unique, vous allez lui expliquer ce qui suit. Le soleil se trouvant à l’horizon, les ondes arrivant jusqu’à vous doivent traverser une plus grande couche d’atmosphère puisqu’ils ne l’a traversent plus à la perpendiculaire, mais en oblique.

Voir le nouveau schéma ci-contre (vous êtes gâtés aujourd’hui).

Donc, l’atmosphère a plus l’occasion de diffuser les ondes, même celles assez longues comme le jaune. Il ne reste que les ondes rouges pour résister à ces assauts de diffusion. D’ailleurs, la luminosité est nettement moins intense : on peut longuement regarder le soleil directement.

Et n’hésitez pas de mettre dans les commentaires si le coup « pourquoi le coucher de soleil est rouge » a marché avec votre rencard…