Science des aurores boréales

En bref : les aurores boréales sont la lumière émise par l’oxygène et l’azote en haute atmosphère lorsque des particules chargées venues du Soleil les percutent. Ces particules arrivent avec le vent solaire, et le champ magnétique terrestre les guide en un anneau autour des pôles magnétiques. Rovaniemi se trouve près de cet anneau, ce qui explique pourquoi l’aurore y est si souvent visible.

Le vent solaire est un flux continu de particules chargées issues du Soleil, et deux types d’événements le renforcent. Les éjections de masse coronale (CME) sont d’énormes nuages de matière solaire : le Space Weather Prediction Center de la NOAA indique qu’elles mettent généralement plusieurs jours à atteindre la Terre, et la NASA note que les plus rapides arrivent en à peine 15 heures. Les trous coronaux libèrent des flux rapides de vent solaire et, selon la NOAA, les plus durables peuvent revenir à chaque rotation solaire de 27 jours.

Lorsque le champ magnétique du vent solaire est orienté à l’opposé du champ terrestre, de l’énergie s’accumule dans le champ magnétique de la Terre. Lorsqu’elle est libérée, explique la NOAA, des électrons s’abattent et frappent l’oxygène et l’azote, qui restituent l’énergie sous forme de lumière, généralement entre 80 et 500 km au-dessus du sol.

Rovaniemi voit souvent l’aurore parce qu’elle se trouve près de l’ovale auroral, l’anneau autour de chaque pôle magnétique où les aurores sont les plus fréquentes. La NOAA situe la meilleure observation entre environ 60 et 75 degrés de latitude, et Rovaniemi est à 66,5° N, sur le cercle polaire arctique.

Ce qui compte vraiment, c’est la latitude magnétique. L’ovale est centré sur le pôle nord géomagnétique, qui se trouve dans l’Arctique canadien, près du Groenland ; la Laponie se situe donc quelques degrés plus bas en termes magnétiques : les données de magnétomètre du Finnish Meteorological Institute (FMI) placent Pello et Sodankylä, dans la même partie de la Laponie, à environ 63,5-64 degrés. La règle empirique de la NOAA veut qu’à Kp 0 le bord sud de l’ovale se situe à environ 66 degrés de latitude magnétique et descende d’environ 2 degrés vers le sud à chaque pas de Kp. Comme l’aurore se produit très haut, elle est visible à des centaines de kilomètres : par une nuit calme, Rovaniemi la voit donc comme un arc dans la moitié nord du ciel et, par une nuit active, au-dessus de la tête.

Par une nuit sombre et sans nuages, le FMI estime la probabilité d’aurores à environ 50 % dans les stations de ski de Laponie comme Levi et à environ 25 % autour d’Oulu, Rovaniemi se situant entre les deux ; lors des nuits calmes, nos guides roulent donc parfois vers le nord, vers les meilleurs endroits pour voir les aurores boréales près de Rovaniemi.

Une bonne nuit exige en même temps une aurore active, un ciel dégagé et l’obscurité. À Rovaniemi, les nuages sont généralement le plus gros problème : un Kp de 2 sous un ciel dégagé vaut mieux qu’un Kp de 5 sous les nuages.

Selon le Space Weather Prediction Center de la NOAA, l’indice K va de 0 à 9, 1 correspondant au calme et 5 ou plus à une tempête géomagnétique. Le Kp planétaire est une moyenne de 13 observatoires sur 3 heures ; c’est donc un chiffre global et large.

La vitesse, la densité et le Bz du vent solaire sont mesurés par des engins spatiaux au point L1, entre la Terre et le Soleil, ce qui donne à la prévision d’aurores de la NOAA un préavis de 30 à 90 minutes. La NOAA désigne les longues périodes de vent solaire rapide et, surtout, un champ magnétique orienté vers le sud (Bz négatif) comme les moteurs des tempêtes géomagnétiques. Notre prévision des aurores en direct pour Rovaniemi affiche tout cela, ainsi que la couverture nuageuse locale. Les nuages se forment bien en dessous de l’aurore ; même un voile fin masque donc une aurore faible, et la NOAA note que la pleine lune rend l’aurore moins lumineuse.

L’activité du Soleil monte et descend sur environ 11 ans, et les équinoxes ajoutent deux périodes plus fortes chaque année. La NASA et la NOAA ont annoncé en octobre 2024 que le Soleil avait atteint la phase maximale du cycle solaire 25. De fortes tempêtes s’observent encore souvent durant la phase de déclin qui suit, note la NASA, et le FMI écrit que les grandes aurores suivent le nombre de taches solaires avec un décalage de quelques années, ce qui fait de 2026-27 une bonne saison. En Laponie, ajoute le FMI, les aurores sont courantes même au minimum solaire.

La NOAA désigne les semaines autour des équinoxes de printemps et d’automne, en mars et en septembre, comme les meilleures saisons pour observer les aurores. L’explication la plus citée est l’effet Russell-McPherron, décrit en 1973. En termes simples : autour des équinoxes, l’inclinaison du champ magnétique terrestre par rapport au Soleil rend plus probable un Bz orienté vers le sud, la direction qui laisse entrer l’énergie.

À Rovaniemi, la saison des aurores boréales va de fin août à mi-avril, les mois sombres pendant lesquels ont lieu nos excursions aurores boréales au départ de Rovaniemi ; en été, note la NOAA, le soleil de minuit empêche d’observer les aurores.

Au cours de la nuit, le Finnish Meteorological Institute situe l’heure typique des aurores autour de minuit, à deux heures près, et la NOAA indique de 22:00 à 02:00, heure locale. La NOAA décrit des arcs calmes en début de soirée, qui se tordent et ondulent vers minuit, puis des formes plus douces, semblables à des nuages, au petit matin.

Sur l’ensemble de la saison, le Finnish Meteorological Institute cite mars et début avril comme la meilleure période dans le nord de la Finlande, une fois la météo prise en compte. Les chances mois par mois figurent dans notre guide du meilleur mois pour voir les aurores boréales à Rovaniemi.

Un appareil photo capte la lumière pendant plusieurs secondes : il enregistre donc plus de couleurs que vos yeux n’en voient en temps réel. Dans l’obscurité, la vision humaine repose sur les bâtonnets, très sensibles à la faible lumière mais incapables de distinguer les couleurs. Une aurore faible peut donc sembler grise ou blanche à l’œil, et verte sur l’écran de l’appareil.

Lors d’une forte nuit, le vert est net à l’œil nu, parfois avec un bord inférieur rose, tandis que le rouge n’apparaît souvent que sur les photos. Laissez à vos yeux environ 20 minutes dans le noir et gardez l’écran de votre téléphone éteint. Nos conseils pour photographier les aurores boréales en Laponie finlandaise listent les réglages d’appareil utilisés par nos guides.

Le froid provoque-t-il les aurores boréales ?

Non. L’aurore se forme entre 80 et 500 km au-dessus du sol, bien au-dessus de la météo. Le lien, c’est le ciel : le Finnish Meteorological Institute observe que le meilleur temps pour observer les aurores, une nuit sombre et sans nuages, est presque toujours froid en Finlande.

Peut-on entendre les aurores boréales ?

Peut-être, mais pas de la part des lumières elles-mêmes. Le professeur émérite Unto K. Laine, de l’Université Aalto, a enregistré des craquements et des claquements liés aux variations du champ magnétique terrestre ; selon sa théorie, ils proviennent de décharges électriques dans une couche d’inversion de température située à environ 70 mètres au-dessus du sol. Ce n’est encore qu’une théorie, et ces bruits se confondent facilement avec le craquement de la glace.

L’aurore est-elle la même dans l’hémisphère sud ?

Oui. L’aurore australe, ou lumières du Sud, se forme de la même façon autour du pôle magnétique sud, souvent comme une image quasi miroir de celle du nord. Son ovale se trouve surtout au-dessus de l’Antarctique et de l’océan Austral, ce qui explique que bien moins de personnes la voient.

Sources : NOAA Space Weather Prediction Center, Aurora, Tips on viewing the aurora, Planetary K-index, Geomagnetic storms, Coronal holes et Aurora 30-minute forecast ; NASA, Auroras et Sun reaches maximum phase in 11-year solar cycle (15 octobre 2024) ; Finnish Meteorological Institute, Auroras in Finland, Auroras and space weather et la IMAGE magnetometer station list ; Aalto University, The aurora borealis can be heard even when they can't be seen (16 mai 2022) ; EarthSky, les aurores et l’équinoxe (effet Russell-McPherron) ; Wikipédia, Aurora (longueurs d’onde d’émission), Geomagnetic pole et Scotopic vision. Chiffres vérifiés en octobre 2026.