L'été 2009 aura été marqué par une vague d'apparition de nuages lumineux la nuit, visibles depuis le nord de la France. Un phénomène rare et spectaculaire, qui pourrait découler du réchauffement climatique et de la faible activité solaire.

14 Juillet 2009 : les Français sont nombreux à sortir pour aller admirer les traditionnels feux d'artifice. À la nuit tombante, les plus curieux d'entre eux notent la présence dans le ciel de nuages inhabituels, dont la luminosité bleue nacrée, persiste obstinément malgré l'avancement du crépuscule. Il s'agit de nuages noctiluscents (du latin, "qui brillent la nuit"), généralement visibles depuis les régions polaires. L'apparition est d'autant plus surprenante qu'elle n'est pas la seule en 2009. De nombreuses observations aux latitudes tempérées ont signalées entre la fin du printemps et le début de l'été. "Sans toutefois parler de record, le phénomène a été très marqué cette année dans l'hémisphère Nord", estime Alain Hauchecorne, responsable de l'équipe Dynamique et climat de l'atmosphère moyenne du Latmos.
Il reste encore beaucoup de choses à découvrir sur ces mystérieuses nuées. Les chercheurs disposent depuis seulement 2007 d'un satellite spécifique pour les étudier : AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere). Ces nuages constitués de cristaux de glace apparaissent à des altitudes comprises entre 78 et 90 km. Autrement dit, aux frontières de l'espace (lire encadré). Plus étonnant encore, aucune observation de ce phénomène n'a été rapportée avant 1885. N'existaient-ils pas avant ?

LES NUAGES DE L'EXTRÈME Les nuages noctiluscents sont situés aux limites de l'atmosphère terrestre. Eclairés par le Soleil caché sous l'horizon, ils deviennent visibles au crépuscule ou pendant la nuit. Il faut les rechercher autour du sulstice d'été, au nord-ouest le soir, et au nord-est le matin. Les nuages noctiluscents se forment dans un environnement inattendu, à 83 km d'altitude en moyenne. "À cette distance, la pression est 100.000 fois plus faible qu'à la surface de la Terre, et l'air 100.000 à 1.000.000 de fois plus sec que dans le Sahara estime James Russel. Trois ingrédients sont nécessaines à leur formation : des températures froides (-133°C), des noyaux de condensation, et de la vapeur d'eau". Le refroidissement des masses d'air se fait par le mécanisme de circulation atmosphérique globale : l'air s'élève au niveau de la zone de convergence intertropicale, puis remonte vers le Nord l'été, tout en se refroidissant. Au gré de cette circulation, quelques particules de vapeur d'eau par million s'échappent vers les hautes couches de l'atmosphére. "Quant aux noyaux de condensation, il s'agirait principalement de micrométéorites", note Alain Hauchecorne.

Une chose est sûre : des conditions particulières sont nécessaires à leur observation. Ces nuages se forment dans une atmosphère raréfiée, sont donc ténus et quasi transparents en pleine journée. Ils ne deviennent visibles que quand le Soleil les éclaire par en dessous, au crépuscule ou en fin de nuit. Mais ceci n'explique en rien le fait qu'ils deviennent de plus en plus fréquents aux latitudes moyennes, pourquoi personne ne les à signalés avant 1885. Qu'est-ce qui aurait radicalement changé sur notre planète depuis la fin du XIXè siècle ? L'activité humaine semble toute désignée. Les chercheurs s'accordent en effet sur l'hypothèse du réchauffement climatique pour expliquer cette recrudescence. L'idée n'est pas intuitive : comment un phénomène de réchauffement pourrait-il favoriser l'apparition de nuages froids ? "Paradoxalement, si l'effet de serre tend à réchauffer les couches les plus basses de l'atmosphére, il refroidit les plus hautes", explique Alain Hauchecorne. L'effet de refroidissement des hautes couches est même plus marqué que celui du réchauffement global : "Nous constatons une baisse des températures de 2° par décennie dans la mésosphère", précise-t-il.
Mais ce n'est pas tout. La vague spectaculaire de 2009 pourrait également être liée à la faible activité solaire. "Le lien avec notre étoile tient principalement d'une émission de l'hydrogène dans l'ultraviolet : en temps normal, ce rayonnement dissocie les molécules d'eau et contrarie l'apparition de nuages noctiluscents", explique James Russell, du Centre pour les sciences atmosphériques de l'université de Hampton. Or précisément, cette émission ultraviolette est moins importante lorsque le Soleil atteint son minimum d'activité, comme c'était le cas cet été.
Un nouveau cycle solaire commence tout juste. Il est donc tentant de penser que les nuages noctiluscents devraient se raréfier dans les prochaines années. Une conclusion hâtive selon James Russel : "Les données recueillies par les satellites qui surveillent la couche d'ozone ces 27 dernières années tendent à montrer qu'il existe un décalage d'un an entre le minimum d'activité solaire, et le pic de nuages noctiluscents ; un phénomène encore mal compris". Il est donc possible que la vague de 2010 soit aussi marquée, sinon plus, que celle de 2009.
"Dans l'année, la période d'apparition des nuages noctiluscents dépend de la circulation atmosphérique globale saisonnière. Ils apparaissent et disparaissent brusquement à des dates bien définies. À une semaine près d'une année sur l'autre, on peut les observer entre le le 1er juin et le 15 août dans l'hémisphère Nord, et six mois plus tard dans l'hémisphère Sud", annonce Alain Hauchecorne. Rendez-vous est donc pris au printemps prochain pour guetter l'horizon nord à la tombée de la nuit et surprendre les nuages nacrés.

Les nuages noctiluques planent bien au-dessus des nuages classiques.

Les stratus, cirrus et autres cumulonimbus rythmant notre météorologie naviguent en effet dans la troposphère, en deçà de 9 à 16 kilomètres d'altitude.
Cette strate renferme 99 % de la vapeur d'eau atmosphérique, et ne la laisse guère s'échapper car la température à la tropopause, frontière entre la troposphère et la stratosphère, est si basse (-55°C) qu'elle provoque immédiatement condensation et précipitations.

Au-delà de la troposphère, donc, point de nuages. L'air est trop sec. On en trouve néanmoins quelques-uns, rares, dans la basse stratosphère, entre 20 et 30 kilomètres d'altitude. Ce sont des nuages de cristaux de glace, qui ont été très étudiés ces quinze dernières années car ils sont liés à la destruction de la couche d'ozone. Ces nuages stratosphériques polaires se forment uniquement l'hiver, au niveau des pôles. On parle également de "nuages nacrés" car ils présentent des irisations très marquées, analogues à celles de la nacre.

Au-dessus des régions Arctiques, le 11 juin (->).

Photo prise par le satellite américain AIM (Aeronomy of Ice in Mesosphere) vue depuis l'espace. Ces nuages très fins apparaissent près des pôles dans le soleil couchant à environ 80 km d'altitude.

Les scientifiques vont les suivrent pendant 2 ans au-dessus des pôles, et espèrent ainsi comprendre pourquoi ils sont de plus en plus lumineux, se forment de plus en plus fréquemment et à des latitudes de plus en plus basses.

Les noctiluques sont-ils un avertissement de plus du changement climatiques qui se déroule sur notre planètes ? Réponse dans 2 ans.

(<-) Nuages noctilucents : visibles dans le nord de la France, ces nuages rares et lumineux la nuit sont situés à 80 km d'altitude. Le Soleil les éclaire par en dessous quand il est situé relativement proche de l'horizon nord, autour du solstice d'été.