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L’aurore polaire : un phénomène spectaculaire
(extrait de la Revue de météorologie aéronautique du service météorologique
de l’AM1)
Un mystère fascinant aux yeux des hommes
Pendant des siècles, les hommes ont considéré les aurores comme un mystère
fascinant. Ces phénomènes qui ont mis les scientifiques au défi ont profondément
effrayé les populations nomades de l’Europe du nord et ont également été l’objet de
suppositions ainsi que d’hypothèses fantaisistes formulées par de célèbres
philosophes. Les observateurs chinois ont été les premiers à témoigner de ces
phénomènes au IIe avant J-C : ils les décrivaient comme « des nuages lumineux
enflammant les collines ». À son tour, le philosophe grec Anaximène qualifia les
aurores de vapeurs flamboyantes qui tombaient du ciel en s’enflammant. Le
philosophe Aristote chercha également à comprendre leur nature et finit par les
inclure dans la catégorie, peu précise, des comètes et des phénomènes célestes
éphémères. L’empereur romain Tibère aperçut, au-dessus du port d’Ostie, une
aurore tellement rouge qu’il crut voir un incendie. C’est seulement au XVIIe siècle
que les astronomes Galilée et Gassendi leur donnèrent le nom « d’aurores
boréales ». Dans la littérature lapone et norvégienne, on retrouve de nombreux
témoignages selon lesquels on assimilait ces phénomènes aux âmes des guerriers
tombés au combat ou à des divinités, telles que les Valkyries. Au XVIIIe, on pensait
que ces phénomènes spectaculaires étaient dus à la réfraction de la lumière du Soleil
dans l’atmosphère, selon un mécanisme semblable à celui de l’arc-en-ciel. D’après
ces hypothèses, la forme aurorale appelée « rideau » était précisément due aux
turbulences atmosphériques. Entre 1800 et 1900, le professeur norvégien Kristian
Birkeland comprit à son tour que les phénomènes auroraux étaient dus aux courants
électriques présents dans les couches supérieures de l’atmosphère. De plus, il
s’aperçut de la corrélation entre les tempêtes magnétiques et les taches solaires. De
nos jours, les physiciens qui étudient ces phénomènes expliquent que la lumière
aurorale est émise lorsque les atomes et les molécules de la ionosphère, comme
l’oxygène et l’azote, se heurtent aux particules du vent solaire (principalement
1 Aeronautica Militaire = Aviation militaire

composé d’électrons à haute énergie cinétique provenant des rayons du Soleil). En
outre, nous savons que l’intéraction entre ces molécules se produit dans les couches
de l’ionosphère, à une altitude pouvant varier de 80 à 1 000 km.
La formation des aurores en cinq étapes selon une classification du professeur
Syun-Ichi Akasofu (directeur et professeur de physique auprès de l’Institut de
géophysique de l’université d’Alaska)
 Première étape : le vecteur du champ magnétique du vent solaire s’oriente
vers le Nord, la zone aurorale devient peu visible et diffuse une faible lueur.
 Deuxième étape : le vecteur commence à se tourner vers le Sud, le long du
méridien de la zone aurorale ; la lueur s’affaiblit alors à nouveau, excepté à
l’intérieur de l’ovale.
 Troisième étape : une tempête magnétique secondaire se crée ; celle-ci dure
quelques heures et génère des rideaux lumineux visibles qui se rapprochent
du pôle.
 Quatrième étape : le vecteur du champ magnétique continue à tourner et
commence de nouveau à s’orienter vers le Nord ; l’aurore pâlit et les rideaux
ne sont visibles que depuis les calottes polaires.
 Cinquième étape : le vecteur demeure dirigé vers le Nord pendant plusieurs
heures et le bord intérieur de l’ovale auroral disparaît ; à ce moment il ne
reste plus qu’une lueur uniforme au-dessus de la région polaire.
Quand et à quel endroit observe t-on les aurores ?
Si les équinoxes de mars et septembre sont des moments favorables à l’observation
des aurores, celles-ci peuvent apparaître à tout moment de l’année. Toutefois, il est
également important de savoir que les aurores n’ont pas la même intensité chaque
année, puisque leur intensité et leur formation dépendent de l’activité du Soleil qui
varie selon un cycle de 11 ans. De ce fait, la probabilité de voir des aurores
augmente lors du maximum solaire (dont le prochain est prévu en 2012) et diminue
lors des activités solaires minimales. Au-dessus de 60° de latitude nord, les
observateurs peuvent facilement voir les aurores puisqu’ils ont une plus grande
visibilité pendant la moitié de la nuit. En Europe, plus particulièrement dans la
péninsule scandinave, on peut observer les aurores environ 100 jours par an. Au

Royaume-Uni et dans les régions centrales du vieux continent, ceci est moins
fréquent car on ne peut les apercevoir seulement pendant les périodes de maximum
solaire. Pourtant, dans les régions tropicales et équatoriales, les occasions d’observer
ces phénomènes exceptionnels ne manquent pas : le 25 septembre 1909 à Singapour,
on pouvait voir l’aurore la plus proche de l’équateur. Selon une étude du professeur
Eather R. H. (de l’Union américaine de géophysique, à Washington), la probabilité
annuelle d’observer des aurores à Tromsö (Norvège) est égale à 100 %. Si la latitude
diminue, elle réduit également les chances d’observation ; par conséquent, si un
observateur se rend à Oslo, il n’a que 10 % de chance de voir des aurores. À
Édimbourg, la probabilité diminue jusqu’à 8 % ; à New York, jusqu’à 4 % ; tandis
qu’à Rome la probabilité est considérablement réduite à 0,1 % de chance d’observer
des aurores.
Comment photographier les aurores ?
Photographier les aurores nécessite un trépied stable sur lequel fixer l’appareil
photo, un objectif Fisheye ou un Super Grand Angle (18 mm ou 20 mm) et une
pellicule d’une sensibilité supérieure à 400 ISO. À propos des temps d’exposition, il
faut utiliser de longues expositions pouvant varier de quelques secondes à une
minute. Si vous n’avez pas eu la chance de voir ces extraordinaires phénomènes
visuels, vous pouvez toutefois visiter ce site finlandais : www.polarimage.fi. Vous
pourrez ainsi admirer les plus belles photos d’électrométéores jamais prises.