Lever et coucher du Soleil

Pourquoi voit-on le Soleil alors qu'il est déjà sous l'horizon ?

L'atmosphère courbe les rayons du Soleil vers le sol : près de l'horizon, cette réfraction relève l'image des astres d'environ 34 minutes d'arc, soit à peu près un diamètre solaire. Quand le bord inférieur du Soleil semble toucher l'horizon, son disque est donc déjà entièrement passé en dessous, géométriquement.

De combien la réfraction décale-t-elle les astres ?

De moins en moins à mesure qu'on s'élève dans le ciel. La réfraction atmosphérique dépend de l'épaisseur d'air traversée : elle est maximale à l'horizon, où la lumière parcourt une très longue couche d'air dense, et presque nulle au zénith.

Valeurs données pour une pression de 1 010 hPa et une température d'environ 10 °C. Le froid et la haute pression augmentent la réfraction, la chaleur et les basses pressions la diminuent (voir l'atmosphère terrestre).

Comment définit-on l'heure officielle du lever ?

Les éphémérides retiennent l'instant où le centre du Soleil se trouve à 50 minutes d'arc sous l'horizon géométrique : 34′ de réfraction plus 16′ de rayon solaire. C'est le même calcul que pour la limite du Soleil de minuit (voir la nuit polaire et le Soleil de minuit). Le Soleil se déplace apparemment de 15° par heure, soit 1° toutes les 4 minutes.

Combien de temps gagne-t-on de lumière ?

À l'équateur, 50′ représentent environ 3 min 20 s à chaque extrémité de la journée, soit plus de 6 minutes en tout : même à l'équinoxe, le jour y dure environ 12 h 06 min. Aux latitudes moyennes comme celle de Liège (50,6° N), l'astre descend plus obliquement, et le gain par jour est plus grand, environ 5 minutes à chaque extrémité autour de l'équinoxe (voir les saisons et les solstices).

Pourquoi le Soleil couchant paraît-il aplati ?

Parce que la réfraction n'est pas la même en haut et en bas du disque. Le bord inférieur, plus proche de l'horizon, est relevé davantage que le bord supérieur : de l'ordre de 5 minutes d'arc de différence sur un diamètre d'environ 32′. Le disque semble écrasé verticalement, alors que sa largeur reste inchangée. Si le Soleil était sans atmosphère, il resterait parfaitement rond.

Qu'est-ce que le rayon vert ?

Un éclair coloré, de 1 à 2 secondes en général, visible à l'instant où le dernier bord du Soleil disparaît. La réfraction agit un peu plus sur la lumière bleue et verte que sur la rouge : le bord supérieur du disque s'en trouve brièvement bordé de vert. Il faut un horizon dégagé, comme la mer, et de l'air stable. Mise en garde : le Soleil ne doit pas être fixé à l'œil nu tant qu'il est haut, seules les dernières secondes sont sans risque.

Cela change-t-il quelque chose pour un globe ?

Aucune réfraction n'y figure : un globe représente la géométrie de la Terre, pas ce que l'air nous montre. Sur un globe éclairé, la limite entre jour et nuit passe à 90° du Soleil. Dans la réalité, la zone éclairée déborde de cette ligne d'environ 0,8°, ce qui représente quelque 90 km au sol : c'est la raison pour laquelle le jour dure légèrement plus que la nuit (voir le jour solaire et le jour sidéral).

Questions fréquentes

Le Soleil est-il vraiment sous l'horizon quand on le voit se coucher ?
Oui : à l'instant où son bord inférieur paraît toucher l'horizon, son disque entier est déjà sous l'horizon géométrique, relevé par une réfraction d'environ 34 minutes d'arc.

Quelle est la valeur de la réfraction à l'horizon ?
Environ 34 à 35 minutes d'arc dans des conditions normales (1 010 hPa, 10 °C). Elle tombe à environ 1 minute d'arc à 45° de hauteur.

Pourquoi le Soleil couchant est-il rouge ?
La lumière traverse alors une longue couche d'air, qui diffuse surtout le bleu. Il reste le rouge et l'orange, un phénomène lié à la diffusion de Rayleigh.

Le jour dure-t-il 12 heures à l'équinoxe ?
Pas exactement : à cause de la réfraction et du rayon du Soleil, il dure plus de 12 heures, de plus de 6 minutes à l'équateur.

Le rayon vert existe-t-il vraiment ?
Oui, c'est un phénomène optique réel, dû à la dispersion de l'atmosphère, mais il ne dure qu'une à deux secondes et exige un horizon dégagé.

Page mise à jour le 10 novembre 2026.