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(3) Les saisons pendant l'année

  La Section #1 Des observateurs aux explorateurs de l' espace décrivait comment on observait le déplacement du soleil dans le ciel, au cours des différentes saisons. Cette section essaie d'expliquer pourquoi.

    Si l'axe de la terre était perpendiculaire à l'écliptique, comme ci dessous, la position du soleil dans le ciel serait à mi-chemin des pôles célestes, et son trajet quotidien resterait exactement le même, jour après jour, pour n'importe quel point de la terre.

[Image: Untilted Earth]

    Chaque point sur terre croiserait l'axe AB une fois par jour. Sur l'équateur ( point C) le soleil monterait toujours jusqu'au point le plus haut, puis descendrait vers l'horizon. Aux pôles (A et B) il raserait toujours l'horizon. Sauf aux pôles, chaque point serait la moitié du temps dans l'ombre, la nuit ,( du côté droit de la ligne AB)   Mais en réalité, l'axe de la rotation fait un angle d'environ 23.5 degrés avec la perpendiculaire à la direction à l'écliptique. Ce qui rend donne quelque chose de beaucoup plus variable!

[IMAGE: Sun's position  changes during a year]

Equinoxe et Solstice

    En particulier (dessin), l'angle entre l'axe de la terre et la ligne Terre Soleil varie tout au long de l'année. Deux fois par an, aux equinoxes de Printemps et d' Automne, (autour du 21 mars et du 23 septembre , la date exacte peut changer un peu) les deux directions sont perpendiculaires.

    Egalement deux fois par an, l'angle est le maximum possible: aux solstices d'été et d'hiver, il atteint 23.5 degrés. Au solstice d'été (aux alentours du 21juin) le pôle nord est incliné vers le soleil, au solstice d'hiver (autour du 21décembre) il s'oriente à son oppos.

Voyons d'abord le solstice d'été, avec le soleil du côté gauche.

[Image: The tilted Earth]

Eté et hiver

La limite AB entre la lumière du soleil et l'ombre, entre jour et nuit, reste toujours perpendiculaire à la ligne Terre - Soleil, comme elle était dans l'exemple du début.

    Mais, puisque chaque point de la terre parcourt son périple quotidien sur une terre en rotation, et en raison de l'inclinaison de l'axe de celle ci, les longueurs du déplacement pendant le jour (partie claire du schéma) et pendant la nuit, dans l'ombre (partie ombragée), ne sont habituellement pas égales. Au nord de l'équateur, le jour est plus long que la nuit, et même aux confins du pôle nord, il n'y a plus aucune nuit.

    En effet, ici, le soleil y est alors toujours au-dessus de l'horizon et accomplit, exactement, un circuit de 360°autour de lui. Cette partie de la terre est en été.

    La situation est symétrique au sud de l'équateur : Les nuits sont plus longues que les jours, et plus on s'éloigne de l'équateur, plus grande est la différence, jusqu'à ce qu'on obtienne ainsi, près du pôle, l'absence de lever du soleil. C'est la célèbre nuit antarctique, avec 24 heures d'obscurité par jour. Dans cette moitié de la terre, c'est l'hiver.

    Une demie année après, la terre est de l'autre côté du soleil, (la position du soleil dans le schéma ci-dessus est alors du côté droit, et la partie ombragée de la terre devrait maintenant être du côté gauche. L'axe de la terre ne s'est cependant pas déplacé, il est toujours dirigé vers la même direction du ciel, vers l'étoile polaire. Le pôle sud est maintenant baigné constamment de soleil et le pole nord est dans la nuit. L'été et l'hiver ont changé d'hémisphères.

[IMAGE: Old Sky globe]

    Une grande différence entre l'été et l'hiver est aussi la durée des jours: Notez qu'à l'équateur la longueur du jour ne change pas, et que par conséquent n'existent pas ni le printemps, l'été, l'automne, et l'hiver (suivant la météo , il peut cependant exister une "saison des pluies" et "une saison sèche"). De plus, les rayons du soleil frappent l'hémisphère en été plus verticalement qu'en hiver. Ce qui aide également à réchauffer la terre, comme expliqué plus loin dans la section #3a, "l'angle des rayons du soleil."

    A l'équinoxe, on revient au premier schéma, et la nuit et le jour sont égaux ( d'où le mot "équinoxe" )

Quelques faits intéressants

    Si le 21 juin est le jour où nous recevons le maximum de soleil, pourquoi le considère-t-on comme le début de l'été et non sa "crête" ? Et, de même, pourquoi le 21décembre, jour de moindre soleil, est il la date du début de l'hiver et non pas celle du "plein hiver"?

    C'est par ce que les oceans se réchauffent et se refroidissent lentement. Le 21 juin est encore proche de l'hiver, et cela retarde le réchauffement maximal d'environ un mois et demi. De même, en décembre l'eau retient toujours la chaleur de l'été, et les jours les plus froids surviennent en principe (en moyenne, pas toujours!) un mois et demi plus tard.

    Et la distance au soleil? Elle aussi varie, parce que l'orbite de la terre autour du soleil n'est pas un cercle exact. Nous sommes les plus proches du soleil--c' est difficile à croire?--à l'époque du froid hiver, autour du 3- 5janvier. Ceci peut être une explication intéressante de l'origine des périodes glaciaires, comme il sera expliqué plus loin. Et cela a également un rapport avec l histoire intéressante de la lune exceptionnellement lumineuse du 22 décembre1999.


Prochaine étape: #3 a     L'angle d'incidence des Rayons Solaires

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Chronologie et Glossaire

Auteur et responsable : Dr. David P. Stern
Mail au Dr .Stern: stargaze("at" symbol)phy6.org
Traduction française: Guy Batteur guybatteur(arobase)wanadoo.fr

Dernière mise à jour : 12.23.2003