Lever les yeux au ciel un matin d’hiver et apercevoir deux soleils flanquant l’astre véritable, ou un grand anneau irisé suspendu dans l’azur, ou encore un arc multicolore courbé à l’envers juste sous le zénith : trois spectacles différents, trois noms distincts, une même origine. Halo, parhélie et arc circumzénithal sont les trois phénomènes optiques atmosphériques les plus visibles et pourtant les plus confondus. Ce guide comparatif démêle leurs différences visuelles, leurs mécanismes physiques et les erreurs classiques à éviter pour les identifier correctement.
Définitions visuelles et caractéristiques principales
Le halo : un anneau autour de l’astre
Le halo est un groupe de photométéores apparaissant, à certaines conditions, dans le ciel autour du Soleil ou de la Lune. Il prend la forme d’anneaux, d’arcs, de colonnes ou de foyers lumineux, engendrés par la réfraction ou la réflexion de la lumière par des cristaux de glace en suspension dans l’atmosphère.
Ce que la plupart des gens appellent simplement « le halo », c’est le halo de 22°.
Ce halo le plus fréquemment observé dessine autour du soleil ou de la lune un anneau de rayon apparent de 22°, blanc avec une frange intérieure rouge.
Ce phénomène optique peut être bref, quelques secondes, ou se prolonger jusqu’à plusieurs heures.
Repère visuel immédiat : le halo encercle complètement le soleil (ou la lune), comme un cercle tracé au compas.
Les cirrus n’étant pas des nuages de pluie, les halos peuvent se former même s’il fait beau.
Ce détail surprend souvent : un beau ciel ne signifie pas l’absence de cristaux de glace en altitude. Pour en savoir plus sur sa version nocturne, consultez notre article sur le halo lunaire et ses spécificités météorologiques.
Le parhélie : le faux soleil sur les flancs
Le parhélie est également appelé « faux soleil » ou « soleil double » car on a l’impression que le soleil est encadré par deux autres petits soleils, mais il s’agit là d’un phénomène optique.
Le phénomène consiste essentiellement en l’apparition de deux images lumineuses, aux couleurs du spectre solaire, éloignées de l’astre d’une distance angulaire comprise entre 22° et 46°. Elles sont placées de part et d’autre du soleil, sur une ligne horizontale appelée cercle parhélique.
La clé de l’identification visuelle tient à la position : le parhélie est toujours à la même hauteur que le soleil, jamais au-dessus ni en dessous.
L’ordre des couleurs est celui du spectre de la lumière, le rouge étant orienté vers le soleil, les autres couleurs étant assez diffuses et parfois suivies d’une queue de lumière blanche.
Il arrive fréquemment qu’un seul des deux parhélies soit visible.
Ce spectacle s’observe lorsque le soleil est bas sur l’horizon.
L’arc circumzénithal : l’arc-en-ciel à l’envers
L’arc circumzénithal se forme autour du zénith et il est courbé dans le sens opposé au soleil.
C’est le phénomène le plus spectaculaire visuellement et pourtant le plus souvent raté, pour une raison simple :
les mêmes cristaux en plaque qui causent les parhélies sont responsables de l’arc circumzénithal, ce qui signifie que ces deux types de halos ont tendance à co-exister. Cet arc est souvent manqué par les observateurs, car il est situé plus ou moins directement au-dessus d’eux.
L’arc circumzénithal n’existe que si le soleil se trouve à une hauteur angulaire inférieure à 32°.
Sa couleur est vive, souvent plus saturée qu’un arc-en-ciel ordinaire, avec le rouge vers le bas (côté soleil) et le violet vers le haut.
L’arc est le plus brillant lorsque le soleil est à 22° de hauteur.
Pour faire le lien avec toute la symbolique attachée aux phénomènes lumineux autour de la lune, lisez aussi notre article sur la halo autour de la lune signification.
Tableau comparatif : halo, parhélie et arc circumzénithal
Voici les caractéristiques essentielles résumées pour faciliter l’identification sur le terrain :
| Critère | Halo (22°) | Parhélie | Arc circumzénithal |
|---|---|---|---|
| Forme | Anneau complet autour du soleil | Tache lumineuse à gauche et/ou à droite | Arc courbé vers le haut, près du zénith |
| Position dans le ciel | Centré sur le soleil (ou la lune) | À hauteur du soleil, à 22° ou plus sur les côtés | Au-dessus du soleil, proche du zénith |
| Courbure | Cercle complet | Pas d’arc, tache avec queue | Arc concave vers le bas (sourire renversé) |
| Couleurs | Blanc/rouge à l’intérieur | Rouge côté soleil, bleu à l’extérieur | Rouge en bas, violet en haut, très saturé |
| Condition soleil | Toute hauteur | Soleil bas (coucher/lever) | Soleil < 32° de hauteur |
| Type de cristal impliqué | Colonnes hexagonales orientées aléatoirement | Plaquettes hexagonales horizontales | Plaquettes hexagonales horizontales |
Causes physiques : cristaux de glace et interaction avec la lumière
Le rôle clé de l’orientation des cristaux
La plupart du temps, ce sont les cristaux de glace que l’on retrouve notamment dans les cirrus, les voiles nuageux d’altitude, qui font office de prisme et qui vont décomposer la lumière blanche.
Mais ce qui détermine lequel des trois phénomènes se produit, c’est l’orientation de ces cristaux dans l’air.
La forme et l’orientation particulière des cristaux dans l’air, ainsi que l’incidence du rayonnement lumineux, sont responsables du type de halo observé.
Pour le halo de 22°,
lorsque les cristaux de glace sont orientés de manière aléatoire, cela provoque un halo de 22° ou d’autres arcs.
Pour les parhélies et l’arc circumzénithal,
ils sont couramment causés par la réfraction et la diffusion de la lumière par des cristaux de glace hexagonaux en forme de plaques, suspendus dans les cirrus ou cirrostratus froids et élevés. Ces cristaux agissent comme des prismes, courbant les rayons lumineux avec une déviation minimale de 22°. Comme les cristaux flottent doucement vers le bas avec leurs grandes faces hexagonales presque horizontales, la lumière solaire est réfractée horizontalement, et les parhélies apparaissent à gauche et à droite du soleil.
L’arc circumzénithal partage ce même type de cristal.
Si la lumière entre dans le cristal par la surface supérieure et ressort par une surface verticale, l’arc est circumzénithal.
Une différence de trajet de quelques microns dans le cristal suffit à produire un phénomène radicalement différent dans le ciel.
Altitude, météo et nuages impliqués
Le phénomène se produit lorsque le Soleil est assez bas sur l’horizon et que l’atmosphère est chargée de cristaux de glace présents dans les nuages de haute altitude appelés cirrus ou cirrostratus.
Parmi toutes les catégories de nuages, un seul permet de voir le halo dans son intégralité avec tous ses photométéores : en général, il s’agit de cirrostratus nebulosus, associé à un brouillard glacé.
Parfois, le voile nuageux est si fin qu’il n’est quasiment pas visible, et le ciel donne l’impression d’être dégagé derrière le halo : mais la présence d’un halo indique forcément la présence de cristaux de glace en suspension, et donc d’un nuage.
Les halos les plus spectaculaires sont observés en montagne, souvent en stations de ski.
Pour tout ce qui concerne les risques liés à l’observation du halo solaire directement à l’œil nu, notre guide sur le halo solaire danger yeux vous donnera les précautions essentielles.
Reconnaître chaque phénomène : astuces et erreurs courantes
Trois questions suffisent pour identifier le phénomène sans hésiter. D’abord : est-ce un cercle complet autour du soleil ? Si oui, c’est le halo. Ensuite : voit-on des taches lumineuses à la même hauteur que le soleil, à sa gauche et/ou à sa droite ? Ce sont des parhélies. Enfin : y a-t-il un arc coloré courbé vers le haut, presque au sommet du ciel ? C’est l’arc circumzénithal.
L’erreur la plus répandue consiste à appeler « halo » tout phénomène lumineux autour du soleil.
Une idée reçue assez courante dans le grand public consiste à appeler « sun dog » (parhélie) n’importe quel membre de la famille des halos de glace, notamment le halo de 22° étant l’une des variétés les plus communes. Or, les parhélies ne représentent qu’un seul des nombreux types de halos.
Autre confusion classique : confondre l’arc circumzénithal avec un arc-en-ciel. Pourtant, les deux n’ont pas la même origine. Un arc-en-ciel se forme par réfraction dans des gouttes d’eau, apparaît en bas du ciel côté opposé au soleil, et sa courbure est concave vers le haut. L’arc circumzénithal, lui, est concave vers le bas (comme un sourire renversé), se trouve au-dessus du soleil, et résulte de cristaux de glace.
La glace ayant un indice de réfraction de 1,31, le minimum de déviation est de 22°, ce qui conditionne la dimension apparente du halo principal.
Les parhélies apparaissent souvent en même temps qu’un halo de 22° et se développent dans les mêmes conditions.
En pratique, voir l’un signale souvent la présence des autres.
Si vous apercevez des parhélies, cela vaut la peine de scruter le reste du ciel. Selon que le soleil est haut ou bas, vous pourriez voir de magnifiques arcs lumineux, notamment des arcs circumzénithaux ou circumhorizontaux.
Exemples visuels : comment les distinguer en photo
Sur une photographie, la position relative par rapport au soleil est le premier indice. Le halo s’identifie immédiatement à sa forme circulaire et à la teinte rougeâtre de son bord intérieur.
Les parhélies arborent une couleur rouge du côté le plus proche du soleil, qui évolue vers l’orange puis le bleu en s’éloignant.
Cette gamme chromatique rappelle un fragment d’arc-en-ciel, mais compressé et fixé sur les flancs du soleil.
L’arc circumzénithal, photographié en grand angle, ressemble à un sourire multicolore flottant très haut dans le ciel.
L’arc circumzénithal est brillant et iridescent, du rouge vers le bleu en progressant vers le zénith.
Sur un cliché, il faut souvent incliner l’appareil vers le haut pour le cadrer, ce qui explique qu’il soit si souvent absent des photos « standard » prises à hauteur d’horizon.
Chacun de ces phénomènes lumineux peut être visible de manière indépendante, en fonction de l’orientation du soleil et du type de nuages présents.
Mais les photos les plus spectaculaires montrent les trois phénomènes simultanément :
lorsque la colonne solaire, le cercle parhélique et le petit halo apparaissent en même temps, leurs intersections forment des croix dans le ciel.
Questions fréquentes et idées reçues
Peut-on observer les trois phénomènes en même temps ? Oui.
Les mêmes cristaux en plaque qui causent les parhélies sont également responsables de l’arc circumzénithal, ce qui signifie que ces deux types de halos ont tendance à co-exister.
Le halo de 22°, qui se forme à la même distance angulaire du soleil que les parhélies, semble d’ailleurs les interconnecter visuellement.
Lors d’une grande perturbation nuageuse à cirrostratus étendu, il n’est pas rare d’apercevoir les trois en simultané.
Le halo annonce-t-il forcément la pluie ?
Dans les croyances populaires, le halo est annonciateur de mauvais temps, comme dans le dicton « lune cerclée, pluie assurée ».
La réalité est plus nuancée :
la présence de nuages est nécessaire pour la formation des halos, leur apparition indique que l’air est humide en altitude.
Les cirrostratus précèdent parfois un front pluvieux, mais pas systématiquement.
La différence entre halo et parhélie est-elle une question de forme ou de position ? Les deux, à la fois. La forme du halo est un anneau fermé ; la parhélie est une tache.
Plus le Soleil est haut dans le ciel, plus les parhélies sont éloignés du halo central.
Leur distance relative varie donc selon l’heure de la journée, ce qui peut désorienter un observateur non averti.
Résumé des différences clés et liens vers pages associées
Pour retenir l’essentiel : le halo est un cercle, le parhélie est une tache latérale, et l’arc circumzénithal est un arc inversé au sommet du ciel.
La forme et l’orientation particulière des cristaux dans l’air, ainsi que l’incidence du rayonnement lumineux, sont responsables du type de halo observé.
C’est donc la même famille physique, déclinée en trois expressions visuelles que tout observateur attentif peut apprendre à distinguer en quelques minutes.
Ces trois phénomènes s’inscrivent dans un panorama bien plus large des merveilles que le ciel offre au quotidien. Pour approfondir vos connaissances sur l’ensemble des phénomènes célestes observables, notre guide complet sur l’astronomie phenomenes celestes vous donne les clés pour décrypter le ciel au fil des saisons. La prochaine fois qu’un voile de cirrus dérive au-dessus de vous, levez les yeux dans toutes les directions : vous ne regarderez plus jamais le ciel de la même façon.