Pourquoi le ciel devient-il rouge au coucher du soleil ?

Le rougeoiement du ciel au coucher du soleil est une conséquence directe de la façon dont la lumière solaire traverse l’atmosphère terrestre. La lumière du Soleil paraît blanche, mais elle contient un ensemble de couleurs correspondant à différentes longueurs d’onde. Lorsque le Soleil descend vers l’horizon, son éclat parcourt une distance plus importante dans l’air avant d’atteindre un observateur. Ce trajet modifie la composition de la lumière qui lui parvient et fait apparaître les teintes rouges, orangées et jaunes caractéristiques de la fin du jour.

Une diffusion plus forte pour le bleu

La lumière solaire se propage dans l’atmosphère au milieu des molécules de gaz. Celles-ci diffusent la lumière dans différentes directions, mais elles ne dispersent pas toutes les couleurs avec la même efficacité. Les courtes longueurs d’onde, notamment le bleu, sont davantage diffusées que les longues longueurs d’onde, comme le rouge et l’orange. En journée, lorsque le Soleil est haut dans le ciel, cette diffusion du bleu dans toutes les directions explique en grande partie la couleur bleue de la voûte céleste. La lumière bleue n’a pas disparu : elle a été largement déviée de la direction initiale des rayons solaires et contribue à éclairer l’ensemble du ciel.

Un trajet atmosphérique plus long à l’horizon

Au coucher du soleil, les rayons lumineux arrivent sous un angle très rasant. Pour atteindre l’observateur, ils traversent donc une couche d’atmosphère plus épaisse que lorsque le Soleil se trouve au-dessus de l’horizon. Plus la distance parcourue dans l’air est grande, plus les courtes longueurs d’onde, en particulier le bleu, ont de possibilités d’être diffusées sur le côté. La lumière qui poursuit sa route vers l’observateur est alors proportionnellement plus riche en longueurs d’onde longues. Elle paraît principalement jaune, orange ou rouge, selon la hauteur du Soleil et les conditions de l’atmosphère. Le même mécanisme intervient au lever du soleil, puisque la lumière traverse également une longue épaisseur d’air lorsque l’astre apparaît près de l’horizon.

Le rôle des nuages et des particules

La diffusion par les molécules de l’atmosphère explique le phénomène de base, mais elle ne suffit pas à déterminer l’apparence exacte de chaque coucher de soleil. Des poussières, des aérosols ou d’autres particules présentes dans l’air peuvent modifier la manière dont la lumière est diffusée et donner des couleurs plus ou moins intenses. Les nuages jouent eux aussi un rôle visuel : éclairés par les rayons déjà rougis, ils peuvent prendre des tons dorés, roses ou rouges, tandis qu’une couverture nuageuse épaisse peut masquer le Soleil et atténuer le spectacle. La teinte observée dépend donc à la fois de la position du Soleil, de la longueur de son trajet dans l’atmosphère et de l’état du ciel au moment du coucher. Le principe reste toutefois le même : la diffusion sélective éloigne davantage la lumière bleue de la direction d’observation et laisse dominer les couleurs aux longueurs d’onde plus longues.