Par temps clair, le ciel nous apparaît toujours bleu. D’où provient cette couleur ?
La La couleur du ciel provient de la propagation des ondes lumineuses émises par le Soleil à travers l’atmosphère.
Avant d’atteindre la surface de la Terre, la lumière solaire traverse l’atmosphère, l’enveloppe gazeuse qui entoure et protège notre planète en filtrant les rayons dangereux. Sans cette protection, la Terre aurait une température semblable à celle qui règne sur la Lune. Le jour, elle atteindrait 100°C et descendrait la nuit à -150°C. L’atmosphère est composée de 78% d’azote et 21% d’oxygène. Le reste, soit environ 1%, est constitué de plusieurs gaz rares dont l’argon. Ces dernières années, de nouvelles particules ont été identifiées, notamment le méthane ou l’oxyde de carbone produit par la combustion du bois, du charbon et de l’essence. Ces particules et ces molécules qui composent l’air ont la propriété de diffuser la lumière du Soleil, c’est-à-dire de la propager dans toutes les directions, puis de la renvoyer en direction de la Terre. Ce phénomène de diffusion varie en fonction des longueurs d’onde – les différentes couleurs de l’arc-en-ciel – qui constituent la lumière solaire. Les radiations bleues ou violettes qui ont la longueur d’onde la plus courte, 0,4 micromètre, ou millième de millimètre, se dispersent plus facilement dans l’atmosphère que les radiations jaunes, 0,6 micromètre, ou rouges à l’autre bout du spectre avec 0,8 micromètre. Ainsi, la couleur bleue nous parvient-elle de tous les points de la voûte céleste, nous donnant cette impression de bleu uniforme. Dans la journée, ce rayonnement est tellement puissant qu’il nous empêche de distinguer la lumière des autres étoiles.
Seules les molécules et les particules en suspension dans l’air provoquent ce phénomène. Les particules de dimension plus importante, comme les gouttelettes d’eau en suspension dans les nuages, ne possèdent pas cette propriété. Elles diffusent toutes les longueurs d’onde de manière égale. La lumière transmise par un nuage éclairé par le soleil nous apparaît donc blanche.
Quand on se trouve dans un avion à haute altitude, le ciel devient plus sombre, presque violet, car la couche d’air y est moins dense. Au-dessus de l’atmosphère terrestre, la voute céleste est complètement noire. En revanche, notre planète semble enveloppée d’une lumière bleutée en raison de la diffusion de cette couleur dans l’espace.
La lumière solaire est diffusée dans l’atmosphère parles molécules d’air privilégiant la plus courte longueur d’onde.