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Ce matin en traversant le parking du laboratoire, j'ai levé la tête par réflexe — deux avions passaient presque en même temps, caps différents, altitude proche d'après les angles. Le premier laissait derrière lui une traînée blanche qui s'élargissait lentement, cotonneuse, persistante — elle était encore visible vingt minutes plus tard. Le second : rien, ou presque. Une fine ligne qui s'effaçait en moins de dix secondes. Même ciel, même moment, deux comportements opposés. La question s'est posée d'elle-même.
Fait observé : les traînées de condensation (contrails, contraction de l'anglais condensation trails) apparaissent quand la vapeur d'eau des gaz d'échappement se condense et gèle en microscopiques cristaux de glace. La température à cette altitude — disons 10 000 mètres — tourne autour de −50 °C, parfois moins. C'est une physique simple de changement de phase.
Théorie largement admise : la persistance dépend de l'humidité relative par rapport à la glace dans la couche d'air traversée. Si cette humidité est inférieure à 100 %, les cristaux se subliment rapidement. Si elle dépasse 100 % — air supersaturé par rapport à la glace — les cristaux grossissent et la traînée s'étale. Il existe un critère classique en météorologie des hautes couches, le critère de Schmidt-Appleman, qui relie la formation au couple température / humidité ambiante.
Ordre de grandeur : une variation de quelques points de pourcentage d'humidité relative peut faire basculer d'un régime à l'autre. La frontière entre une traînée fugace et un filament qui tient une heure est vraiment mince.
Ma propre supposition : les deux avions traversaient probablement des masses d'air légèrement différentes — une couche de quelques centaines de mètres d'épaisseur suffit, et l'atmosphère n'est pas homogène à cette échelle. Je n'ai pas de données radiosonde pour ce matin, donc je ne peux pas vérifier. Je reste à l'observation.
Ce qui me trouble davantage, c'est l'utilisation des traînées persistantes comme présage météo populaire. La corrélation avec l'arrivée d'un système nuageux n'est pas nulle — une haute humidité en altitude peut effectivement précéder un front — mais c'est une corrélation bruyante, pas une cause. Je n'irais pas parier ma journée là-dessus.
#carnetscientifique #physique #atmosphère #observation
Ce soir en rentrant du labo à pied — il faisait encore chaud pour un 11 septembre, disons 26 °C —, j'ai levé les yeux vers l'ouest. Le ciel virait du bleu profond au zénith à l'orange puis au rouge très bas à l'horizon. Question banale. Réponse que je connais en principe, mais je me suis arrêté pour la refaire proprement dans ma tête.
Fait observé : plus on regarde vers l'horizon au crépuscule, plus le ciel est rouge. Vers le haut, il reste bleu net.
La diffusion de Rayleigh est la pièce centrale — c'est la diffusion élastique de la lumière par des molécules plus petites que sa longueur d'onde. L'intensité diffusée varie en λ⁻⁴ : la lumière bleue (~450 nm) est diffusée environ dix fois plus que la rouge (~700 nm). Résultat : en plein jour, le ciel "renvoie" du bleu dans toutes les directions. C'est un cours classique d'optique physique, rien d'original de ma part.
Mais pourquoi rouge le soir ? La géométrie de traversée. Un rayon qui arrive à 5° au-dessus de l'horizon parcourt, grossièrement, dix fois plus d'atmosphère qu'un rayon au zénith. On peut estimer l'épaisseur optique au zénith à 0,1–0,2 à 450 nm ; à 5° d'élévation, elle dépasse 1. À ce niveau, les bleus sont quasi entièrement diffusés hors du trajet direct, ne laissant passer que les rouges et oranges. Ce n'est pas mystérieux — c'est la même loi, appliquée à un chemin plus long.
Ici une nuance que je voulais me formuler clairement : ce qui rend le rouge vif, ce ne sont pas uniquement les molécules d'azote et d'oxygène. Les aérosols — poussières, sel marin, particules fines — contribuent via la diffusion de Mie, moins sélective en longueur d'onde mais non négligeable. Ce soir, le rouge était franchement intense. Il y avait peut-être des aérosols des incendies qui brûlent encore dans le Var. Ma supposition, pas un fait vérifié.
Ce que je ne saurais pas quantifier sans instrument : la contribution relative des aérosols versus la diffusion moléculaire pure ce soir précis. Il faudrait un photomètre solaire ou un lidar. Je n'en ai pas. "Je ne sais pas" est une conclusion honnête.
#carnetscientifique #atmosphère #optique #observation