Observer, analyser, vérifier

Sur une longue route droite par forte chaleur, la chaussée semble mouillée à quelques centaines de mètres. On aperçoit un « reflet » inversé des véhicules et du ciel sur la route. L'effet disparaît à mesure qu'on s'approche.

Un navire (ou une côte, un bâtiment) apparaît surélevé, comme s'il flottait au-dessus de la surface de l'eau. L'image peut être à l'endroit ou inversée, parfois les deux superposés. L'effet est plus fréquent en hiver et dans les régions polaires.

Au-dessus de l'horizon, on observe des structures impossibles : tours, murailles, villes entières qui semblent flotter et se déformer lentement. Les formes changent continuellement — elles s'étirent, se compriment, se dédoublent. Le phénomène peut durer des heures.

Des faisceaux de lumière semblent diverger depuis le soleil à travers des trouées dans les nuages. On dirait que les rayons s'écartent en éventail, comme si le soleil était proche et les rayons partaient dans toutes les directions.

En tournant le dos au soleil lorsque des rayons crépusculaires sont visibles, on observe les mêmes faisceaux qui semblent maintenant converger vers un point unique à l'horizon, diamétralement opposé au soleil.

Un cercle lumineux parfait entoure le soleil à une distance angulaire d'environ 22°. L'intérieur du cercle est légèrement plus sombre que l'extérieur. Parfois, des couleurs irisées sont visibles (rouge à l'intérieur, bleu à l'extérieur).

Deux taches lumineuses brillantes apparaissent de chaque côté du soleil, à environ 22° de distance. Elles sont souvent colorées (rouge vers le soleil, bleu à l'extérieur). Parfois, seule une parhélie est visible. Elles sont à la même hauteur que le soleil.

Une colonne de lumière verticale s'élève au-dessus (et parfois en dessous) du soleil couchant, ou au-dessus de lampadaires et sources de lumière artificielles par nuit froide. La colonne semble solide et peut s'étendre sur plusieurs degrés.

L'observateur voit sa propre ombre projetée sur un nuage ou du brouillard en contrebas, entourée d'anneaux concentriques colorés (arc-en-ciel). L'ombre semble parfois gigantesque. Le phénomène est centré exactement sur la tête de l'observateur.

Des nuages en forme de lentille ou de soucoupe apparaissent au-dessus ou en aval de reliefs montagneux. Ils semblent immobiles malgré le vent fort, et présentent souvent des bords très nets et des formes empilées.

Par nuit d'été, des éclairs illuminent l'horizon sans qu'aucun tonnerre ne soit audible. Le ciel au-dessus de l'observateur est dégagé. Les éclairs semblent silencieux et diffus, sans la forme en zigzag typique de la foudre proche.

Quand on filme une scène avec un puissant zoom (téléobjectif), les objets éloignés semblent beaucoup plus proches les uns des autres. Une route paraît écrasée, les montagnes semblent collées aux bâtiments, le soleil ou la lune apparaissent énormes derrière un paysage. Cet effet est absent à l'œil nu ou avec un grand-angle.

En regardant le long d'une voie ferrée droite, les deux rails semblent converger vers un point unique à l'horizon — le point de fuite. Les traverses paraissent de plus en plus serrées. Si on avance, le point de fuite recule toujours. En théorie, les rails sont parallèles et ne se rejoignent jamais.

Un bateau s'éloigne et semble « couler » progressivement sous l'horizon — d'abord la coque, puis les superstructures. Mais en utilisant un zoom puissant (Nikon P900/P1000), une partie ou la totalité du bateau réapparaît. Ce test est fréquemment utilisé comme argument dans les deux sens du débat.

Des objets lointains (bâtiments, navires, côtes) apparaissent anormalement grands, étirés verticalement, ou surélevés au-dessus de leur position réelle. L'effet peut être spectaculaire : des villes entières semblent flotter, des falaises paraissent deux fois plus hautes. Le phénomène est plus fréquent en conditions d'inversion thermique.

Les étoiles scintillent (clignotent, changent de couleur et d'intensité) surtout près de l'horizon, tandis que les planètes restent relativement stables. L'effet augmente par temps agité et diminue en altitude (montagne) ou dans l'espace (photos satellite). Par temps très calme, même les étoiles scintillent moins.

Pendant une fraction de seconde, juste au moment où le dernier segment du soleil disparaît sous l'horizon, un éclat vert vif apparaît. Le phénomène est bref (1-2 secondes), rare dans des conditions parfaites, et plus fréquent sur un horizon maritime dégagé. Il existe aussi au lever du soleil (premier segment).

Un gyroscope en rotation résiste aux changements d'orientation : il maintient son axe fixe dans l'espace même quand on incline son support. Si on applique une force pour le faire basculer, il ne tombe pas mais « précesse » — son axe tourne lentement autour de la verticale. Plus il tourne vite, plus il est stable.

Le mythe populaire dit que l'eau d'un évier tourne dans un sens dans l'hémisphère Nord et dans l'autre sens au Sud. En réalité, dans un évier ordinaire, le sens dépend de la géométrie du bassin et des conditions initiales. MAIS dans des conditions très contrôlées (grande bassine, eau immobile depuis longtemps, bouchon retiré par en dessous), l'effet Coriolis est détectable.

Un long pendule (67m au Panthéon) oscille librement. Au fil des heures, son plan d'oscillation semble tourner lentement par rapport au sol. Au Panthéon (latitude 48.8°N), le plan tourne de ~11.3° par heure. À l'équateur, il ne tournerait pas. Au pôle, il ferait un tour complet en ~24h.

Dans des vases communicants, l'eau trouve toujours le même niveau, quelle que soit la forme des récipients. Sur un canal rectiligne, la surface de l'eau apparaît parfaitement plane. Ce principe est utilisé en topographie (niveau à eau) depuis l'Antiquité. La question : sur de grandes distances, l'eau suit-elle la courbure terrestre ou reste-t-elle plane ?

La Lune passe exactement devant le Soleil, obscurcissant progressivement son disque. Pendant la totalité (2-7 minutes), on voit la couronne solaire, les protubérances, les « perles de Baily ». L'obscurité tombe en plein jour, la température chute, les étoiles et planètes deviennent visibles. La bande de totalité est étroite (~150 km) et prévisible des siècles à l'avance.

En posant longtemps une caméra vers le nord (hémisphère Nord), les étoiles tracent des cercles concentriques autour de l'étoile Polaire. Le mouvement complet fait 360° en ~23h 56min (jour sidéral). Au Sud, les étoiles tournent autour du pôle céleste sud (pas d'étoile brillante). À l'équateur, les étoiles se déplacent d'est en ouest en lignes parallèles.

Normalement, Mars se déplace lentement vers l'est par rapport aux étoiles fixes (mouvement direct). Mais périodiquement (~tous les 26 mois), Mars semble s'arrêter, reculer vers l'ouest pendant quelques semaines (mouvement rétrograde), puis reprendre son mouvement normal. Le résultat est une boucle ou un « Z » tracé sur le fond des étoiles.

Si on photographie le Soleil chaque jour à la même heure depuis le même point pendant un an, les positions forment un 8 (ou une figure asymétrique selon la latitude). Le Soleil n'est pas au même endroit dans le ciel à la même heure d'un jour à l'autre. Les extrémités du 8 correspondent aux solstices, le croisement aux équinoxes.

La houle océanique peut voyager des milliers de kilomètres sans perdre beaucoup d'énergie. Des vagues générées par une tempête en Antarctique arrivent sur les côtes californiennes plusieurs jours plus tard. Les vagues ne transportent pas d'eau — elles transportent de l'énergie. Un bouchon flottant monte et descend mais n'avance pas (mouvement orbital).

Le niveau de la mer monte et descend environ deux fois par jour (~12h 25min entre deux marées hautes). L'amplitude varie avec les phases lunaires : grandes marées aux nouvelles et pleines lunes (vives-eaux), petites marées aux quartiers (mortes-eaux). Le marnage varie de quelques centimètres (Méditerranée) à plus de 15 mètres (baie de Fundy).

Un tsunami en plein océan est presque invisible : une vague de quelques dizaines de centimètres de haut, avec une longueur d'onde de 100-200 km, se déplaçant à 700-800 km/h. Mais en approchant de la côte, l'eau ralentit (profondeur diminue), la longueur d'onde se raccourcit, et la hauteur augmente dramatiquement — jusqu'à 30 mètres dans les cas extrêmes.

Un éclair illumine le ciel en une fraction de seconde. Au ralenti, on découvre un processus complexe : un « traceur par pas » (stepped leader) descend du nuage, invisible à l'œil nu, par bonds de 50-100m. Quand il approche du sol, un arc de retour (return stroke) remonte à ~100 000 km/s — c'est le flash visible. Le tonnerre arrive avec un délai (~3s/km).