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Puisque la majeure partie des rapports d'OVNIS concernent des objets censément vus dans le ciel, il n'est pas vraiment étonnant pas que de nombreuses tentatives de les expliquer invoquent des principes de la physique atmosphérique. Au cours des vingt dernières années, plusieurs des explications officielles des observations d'OVNIS importantes ont été basées sur les a priori que les observateurs étaient incapables d'interpréter des phénomènes atmosphériques normaux. Le Dr. D.H. Menzel, ancien directeur de l'observatoire de Harvard, dans ses deux ouvrages sur les OVNIS (réf. 24, 25), s'est penché très fortement sur la physique atmosphérique et en particulier sur le système optique météorologique en essayant d'expliquer des rapports OVNIS. Plus récemment, M. Philip J. Klass, rédacteur senior du magazine d'avionique Aviation Weekly, a écrit un livre (réf. 39) prétendant prouver que la plupart des rapports d'OVNIS vraiment intéressants sont un résultat de plasmas atmosphériques peu communs semblables à la foudre en boule. Au cours des années, beaucoup d'autres ont fait des suggestions semblables disant que l'explication finale pour les OVNIS sera forcément quelque phénomène pas entièrement compris de la physique atmosphérique.
En tant que scientifique principalement concerné par le domaine de la physique atmosphérique, ces suggestions ont largement bénéficié de mon attention. Il est vrai qu'une fraction très petite de tous les rapports bruts implique des phénomènes atmosphériques mal identifiés. Il est également vrai que beaucoup des observateurs profanes interprètent très mal des phénomènes (particulièrement météoriques) astronomiques comme étant des OVNIS. Mais, à mon avis, comme il a été souligné ci-dessus et comme il le sera élaboré ci-dessous, nous ne pouvons pas expliquer les OVNIS par des causes météorologiques ou astronomiques. Pour rendre ce point légèrement plus clair, je vais dans la suite faire des remarques sur certaines tentatives du passé de baser des explications d'OVNIS sur le système optique météorologique, l'électricité atmosphérique, et les anomalies de propagation des ondes radar.
Les mirages, les sundogs, les undersuns, et les diverses réfractions et phénomènes de réfraction qui sont associés aux cristaux de glace, inversions, couches de brume, et des nuages ont été invoquées de temps en temps afin d'essayer d'expliquer des observations d'OVNIS. De par mon étude de l'histoire passée du problème des OVNIS et d'un examen des "réévaluations" récentes des explications officielles des OVNIS, j'ai la forte conviction que beaucoup de changements d'explications pour les cas classiques d'OVNIS qui ont été effectuées dans les dossiers officiels ces dernières années reflètent une réponse aux écrits de Menzel (particulièrement la réf. 25). J'ai ailleurs (réf. 2) discuté un certain nombre d'exemples spécifiques de ce que je considère comme des applications peu raisonnables du système optique météorologique dans des écrits de Menzel. Quelques points saillants seront récapitulés ici.
Une des principales difficultés dans les explications par des mirages faites par Menzel est qu'il ignore complètement les restrictions quantitatives vraiment rigoureuses sur les altitudes angulaires de la ligne de vue de l'observateur dans ses effets de mirage. Les phénomènes de mirage sont tout à fait courants dans le désert de l'Arizona, mais l'observation et la théorie optique sont en parfaite bonne entente quand il s'agit de prouver que les effets de mirage sont confinés é des angles de visions qui ne s'écartent pas de l'horizontal de beaucoup plus que quelques dixièmes de minutes d'arc. Dans certaines conditions de température extrêmement rares dans l'atmosphère (régions de latitudes élevées, par exemple), on peut obtenir des mirages à des angles d'altitude plus important qu'un degré, mais ces situations sont extrêmement rares, cela doit être soulignées. Dans les explications de Menzel et dans un certain nombre d'explications officielles, cependant, des mirages sont invoqués pour expliquer des OVNIS alors que l'angle de vision de l'observateur peut s'écarter de l'horizontal d'au moins cinq à dix degrés ou même plus. Je souligne que c'est entièrement déraisonnable. Si c'étaient vraiment le cas que tous les OVNIS auraient été rapportés essentiellement à l'horizon de l'observateur, alors on devrait être extrêmement incliné à soupçonner que nous traitions de quelques anomalies peu communes de réfraction. Cependant, comme il a été montré dans de nombreux cas cités ci-dessus et comme il est connu depuis longtemps des investigateurs sérieux des phénomènes OVNIS, aucune corrélation n'existe. Une partie des OVNIS les plus intéressants ont été en vue à une distance très faible directement au-dessus de l'observateur, éliminant de façon tout à fait évidente des explications en termes de mirages. L'observation de 1947 par Arnold près du Mont Rainier est expliqué officiellement et par Menzel comme ayant été un mirage, pourtant de par les objets qu'il a vu (9 disques volants) et l'altitude angulaire qui a variée, alors qu'ils se sont déplacés à travers son champ de vision dans une portée azimutale d'environ 90 degrés, et qu'il les a vu pendant la période où il faisait monter son propre avion dans un gain d'altitude qu'il estime avoir été de l'ordre de 500 à 1000 pieds. Quiconque est familiarisé avec le système optique des mirages trouverait tout à fait déraisonnable de prétendre qu'une telle observation a été expliquée d'une manière satisfaisante comme ayant été un mirage. De même, comme il a été noté ci-dessus, l'observation de 1948 par les pilotes des Eastern Airlines Chiles et Whitted, alors expliquée par Menzel comme "un mirage," implique des facteurs quantitatifs et d'observation qui ne sont même pas de loin propice aux mirages. Il existe quelques anomalies réfringentes extrêmement rares et encore mal expliquées dans l'atmosphère, du type de celles qui ont été discutées par Minnaert, mais les bonnes observations d'OVNIS sont tellement plus nombreuses que ces types d'anomalies rares qu'il est tout à fait inadmissible que l'on prétende expliquer les premiers par les seconds.
Les Sundogs, ou parhélies, sont un phénomène tout à fait correctement compris du système optique météorologique. Les réfractions des rayons du soleil sur des cristaux de glace tabulaires en chute horizontale produisent des taches lumineuses floues et de couleur brunâtres à environ 22 degrés à la gauche et à la droite du soleil quand les nuages appropriés de cristaux de glace sont présents. Des phénomènes plus rares, produits par la lune plutôt que par le soleil, se nomment des paraselenae. Les Sundogs sont relativement commun, mais il est probablement vrai que beaucoup de profanes ne soient pas vraiment conscients d'eux comme étant un phénomène optique précis. Pour cette raison, il pourrait sembler raisonnable de suggérer que quelques observateurs aient été trompés en pensant que des sundogs étaient des OVNIS. Cependant, n'importe qui ayant la plus légère connaissance du système optique météorologique parlant directement à un tel témoin, en seulement quelques instants d'interrogation, établirait ce dont il s'agissait. Au lieu de traiter de quoi que ce soit qui aurait un aspect d'un objet "net" bien délimité, on constaterait rapidement que l'observateur décrirait une tache de lumière très vague qu'il a vue vers la gauche vers la droite du soleil, probablement très près de l'horizon. Pour suggérer de façon péremptoire, comme Menzel l'a fait, que Waldo Harris dans l'observation du 02.10.1961 près de Salt Lake City a été dupé par un sundog revient à ignorer toutes les caractéristiques principales du rapport ou à ignorer tout ce qui est connu au sujet des sundogs.
Les Undersuns, ou soleils secondaires, peut être vu plutôt fréquemment en volant dans un avion à réaction à des altitudes élevées. C'est un phénomène de réflexion produit par des cristaux de glace flottant horizontalement, qui reflètent une image du soleil (ou bien la lune pendant la nuit) et peuvent donner des images solaires étonnamment précises dans un air immobile où les turbulences ne cause pas de déplacement appréciables des cristaux de glace. Ici encore, il est probablement vrai que beaucoup de profanes puissent être suffisamment ignorants de ce phénomène optique pour être dans la confusion quand ils en voient un. Mais, comme avec les sundogs, les conditions quantitatives rigoureuses sur l'emplacement de cet effet optique relativement au soleil permettraient à n'importe quel investigateur expérimenté de vérifier rapidement si un undersun a pu être l'explication dans une observation spécifique. L'effet implique une réflexion spéculaire des rayons du soleil, par quoi l'undersun est toujours vu à un angle d'altitude négatif dans lequel la ligne de vision de l'observateur de l'undersun comme d'autant plus bas juste au-dessous de l'horizon que le soleil se trouve momentanément au-dessus de l'horizon de ce même observateur. Clairement, plusieurs des cas d'OVNIS qui ont été cités dans les exemples donnés ci-dessus ne peuvent en aucune manière que ce soit répondre aux exigences angulaires pour un undersun. Dans ma propre expérience, j'ai seulement trouvé deux ou trois rapports par hasard, parmi les milliers que j'ai examinés, où j'ai été mené à suspecter que l'observateur a été dupé par un undersun.
Des "réflexions provenant des nuages" ont été mentionnées à plusieurs reprises dans les écrits de Menzel, mais jamais sans la moindre discussion quantitative ni la moindre précision de ce qu'il veut dire. Mais il laisse clairement l'impression que beaucoup d'observateurs ont été et continuent à être dupés par une certaine sorte de "réflexions de nuages." Hormis l'undersun décrit ci-dessus, je suis ignorant de toute existence d'un tel "phénomène de réflexion de nuage" qui pourrait produire quoi que ce soit ressemblant à un objet distinct dans le lointain. Les nuages de gouttelettes ou de cristaux de glace ne fournissent pas de source de réflexion spéculaire (excepté dans le cas de cristaux de glace flottant à l'horizontal mentionnés plus haut qui avec une source lumineuse, tel que le soleil ou la lune, dans la distance, provoquent l'undersun). Ce que Menzel avait pu avoir en tête quand il a parlé vaguement de telles réflexions de nuages (et il le fait en de nombreux points différents dans ses ouvrages), c'est quelque chose que je n'arrive pas à m'imaginer.
Des inversions sont invoquées par Menzel, et dans des évaluations officielles, pour expliquer certaines observations d'OVNIS. Les inversions produites par un refroidissement du rayonnement ou par un affaissement atmosphérique sont des phénomènes météorologiques relativement communs. Dans certains cas, des inversions tout à fait précises avec des écarts de température important dans des distances verticales plutôt petites sont connues pour se produire. C'est de telles couches d'inversion qui sont responsables de certains des mirages des déserts les plus saisissants du type apparitions vagues. Pour éprouver un mirage d'apparition vague, l'oeil de l'observateur doit être localisé dans ou près de la couche atmosphérique où la température augmente irrégulièrement avec la hauteur (la couche d'inversion), et la cible du mirage doit également se trouver dans ou près de la couche d'inversion. Les couches d'inversion sont essentiellement horizontales, et les valeurs réellement rencontrées des taux de faute d'inversion sont telles que des anomalies de réfraction sont confinées a des hauteurs très proches et à l'horizontale, comme il est expliqué ci-dessus dans les remarques sur les mirages. Tous ces points sont des principes bien compris du système optique météorologique. Cependant, Menzel a essayé d'expliquer des OVNIS tels que ceux que le Dr. Clyde Tombaugh a vu au-dessus de Las Cruces en Août 1949 en termes d'effets de réfraction ou de réflexion "d'inversion." Puisque j'ai discuté des aspects quantitatifs qui rendent déraisonnable cette controverse par ailleurs, je n'élaborerai pas ici sur ce point, excepté pour dire que si les inversions étaient capables de produire les perturbations optiques que Menzel a assumées, les astronomes auraient donné depuis longtemps abandonné toute tentative d'étudier les étoiles en les regardant à travers notre atmosphère.
D'autres anomalies optiques atmosphériques ont été apportées par Menzel au cours de ses discussions sur les OVNIS. Il a à plusieurs reprises proposé que des couches de brume ou de brouillard seraient cause d'agrandissement remarquables de l'apparence des étoiles et des planètes. Par l'agrandissement, il rend très clair qu'il veut dire que des agrandissements radiaux dans toutes les directions de sorte que l'oeil ne voit pas une strie verticale du type bien connue des astronomes comme le résultat des effets de réfraction sur un horizon proches, mais plutôt une image circulaire de taille angulaire très grande. Menzel décrit même des observations qu'il a faites lui-même, au-dessus des régions arctiques dans un avion de l'Armée de l'Air, dans lesquelles l'image de Sirius a été agrandie à une taille angulaire de plus de dix minutes d'arc (un tiers du diamètre lunaire). J'ai discuté de cette observation avec un certain nombre d'astronomes, et pas un seul ne peut croire un seul instant qu'un seul astronome aurait jamais expérimenté quoi que ce soit de la sorte. En fait, il cela exigerait une distribution axialement symétrique si particulière de l'indice de réfraction, qui miraculeusement aurait suivi l'avion tout au long de son vol dans l'atmosphère, qu'il semble tout à fait désespéré d'expliquer ce que Menzel a rapporté voir en termes d'effets de réfraction.
Les écrits du Dr. Menzel sur les OVNIS ont évidemment eu, dans certain quartier, un effet marqué sur les attitudes envers les OVNIS. Je considère cet effet comme délétère. Si j'estimais que nous traitions ici juste d'une légère divergence de vues sur un sujet scientifiques plutôt controversé et aux limites de la connaissance, je m'abstiendrai de faire des commentaires forts. Cependant, je souhaite dire pour mémoire, que je considère la majorité des explications météorologiques et optiques prétendues des OVNIS par Menzel comme simplement scientifiquement incorrectes. Je pourrais, mais je ne le ferais pas ici, continuer par une critique semblable des explications officielles qui ont utilisées ses arguments.
Un phénomène dans le secteur de l'électricité atmosphérique auquel on a fait appel dès les premières années des investigations sur les phénomènes OVNIS est celui de la foudre en boule. Par exemple, une discussion assez large sur la foudre en boule a été préparée par le bureau de la météorologie nationale des États-Unis pour inclusion dans le rapport de 1949 du Projet Grudge (réf. 6). On y a conclu dans ce signal que la foudre de boule était la plus improbable explication pour l'un quelconque des cas qui ont été considérées dans ce rapport (environ 250). Périodiquement, dans les années suivantes, tel ou tel auteur a proposé cette même idée que les gens qui rapportent des OVNIS voient peut-être en fait de la foudre en boule. Personne n'avait jamais senti que cette idée méritait d'être poursuivie très loin, jusqu'à ce que P.J. Klass ait commencé à écrire là-dessus. Bien que ses idées aient suscité une certaine attention dans les magazines, il y a assez peu de bases scientifiques à ses prétentions ce qui fait qu'elles sont tout à fait peu susceptibles d'avoir le même genre d'effet que les écrits précédents de Menzel avaient eue. Pour cette raison, je n'élaborerai pas ici sur mes objections fortes aux arguments de Klass. Je les ai rédigées de manière considérablement détaillée dans un entretien présenté en Mars passé à un colloque sur les OVNIS à Montréal tenu par l'Institut Canadien d'Aéronautique et d'Espace. Klass, à mon avis, a ignoré presque tout ce qui est connu au sujet de la foudre en boule et la plupart de ce qui est connu au sujet des plasmas et aussi l'essentiel de ce qui est connu au sujet des OVNIS quand il développe sa thèse curieuse. Elle ne peut pas être considérée comme une contribution scientifiquement significative à la solution du problème OVNI.
Dans les vingt dernières années, il y a eu beaucoup d'exemples dans lesquels des objets non identifiés ont été dépistés sur le radar, bon nombre d'entre eux avec des observations visuelles concourantes. Quelques exemples ont été cités ci-dessus. Il est toujours nécessaire d'approcher un écho radar non identifié avec l'entière connaissance des nombreuses manières par lesquelles des faux échos peuvent être produits sur des ensembles de radar. La physique de la "canalisation" ou du "piégeage" est généralement tout à fait bien comprise. Comme avec des mirages, l'angle de l'altitude permise du rayon de radar peut seulement s'écarter du zéro par quelques dixième de minute d'arc pour des inversions et des gradients d'inversion thermiques ou d'inversion d'humidité. La canalisation avec des angles de faisceau de plus d'un degré exigerait donc des gradients d'inversions atmosphériques de la température ou de l'humidité dont on n'a jamais entendu parlé. La prudence doit être de mise en interprétant ce rapport, puisque les angles des faisceaux doivent être distingués des angles d'altitude de l'axe de faisceau. Pour cette dernière raison, une altitude de l'axe d'un faisceau de deux degrés par exemple implique toujours l'émission d'une certaine énergie de radar à des angles tellement bas que certains peuvent être emprisonnés, rapportant des "retour du sol" en dépit de l'altitude plus élevée de l'axe. Tous ces points sont bien décrits dans la vaste littérature de la physique de la propagation des ondes radar.
En plus du piégeage et des effets de retour su sol, de faux retours peuvent provenir d'insectes, d'oiseaux, et des anomalies atmosphériques de l'indice de réfringence qui produisent des échos de radar nommés des "anges." Ce sont des retours de faible intensité qu'aucun opérateur expérimenté ne serait susceptible de confondre avec l'écho puissant d'un avion ou de tout autre grand objet métallique.
En outre, d'autres effets particuliers de radar tels que l'interférence avec d'autres ensembles radars voisins, la diffusion vers l'avant de discontinuités troposphériques faibles (voir le travail de Atlas et d'autres), et les réflexions secondaires étranges des cibles au sol doivent être gardées à l'esprit.
Quand on analyse certains des cas de détection radar célèbres dans la littérature sur les OVNIS, aucune de ces anomalies de propagation ne semble appropriée comme explication de ces cas les plus intéressants. Plusieurs exemples déjà ont été discutés ci-dessus (affaires 32, 35, 36, 37, 38, 39).
