Saisons, équinoxes, solstices, éphémérides, et tout le tintamarre, késako ? Partie 1 sur 2

PARTIE 1 SUR 2

Partie 1 sur 2

Cé vré ça !!! comme disait la mère Denis (les plus anciens se souviendront…). On parle de saisons, équinoxes > équinoxe printemps – d’automne – marée d’équinoxe, solstices d’été – d’hivers, date rotative de la Terre et plein de trucs qu’on confond toujours plus ou moins. Alors il est temps de bien dire ce qu’il en est.

LES SAISONS

Préambule

Oui, je sais que tu sais que nous le savons (de Marseille) et que vous le savez. Je ne vais quand même pas jouer les caïds pour t’apprendre qu’en automne les feuilles sont ocre et qu’en hiver il y a de la neige. Mais, quelques petites précisions et renseignements complémentaires sont les bienvenus.

Alors, je te le dis tout de go : les seuls responsables des saisons, ce sont l’inclinaison de rotation de l’axe de la Terre et sa révolution. Il n’y a aucune autre raison. Que la Terre soit proche ou loin du Soleil sur son ellipse, cela n’a aucune importance. On voit ça un petit peu plus loin.

T’inquiète, explications.

Et bien, figure toi que la notion de saison est connue depuis l’Antiquité. Au 3ème siècle avant Jésus-Christ, l’astronome et mathématicien Ératosthène de Cyrène (né à Cyrène vers 276 av. J.-C. et mort vers 194 av. J.-C) est parvenu à calculer l’inclinaison de l’axe de la Terre, phénomène responsable des saisons. On se demande comment ces types qui ne disposaient de rien ont pu faire de telles découvertes ? Ça m’a toujours impressionné, et ça m’impressionnera toujours. Puis ensuite, l’astronome Hipparque de Nicée (considéré sans conteste comme le plus grand astronome de l’Antiquité) découvre au 2ème siècle après J.-C. la précession des équinoxes.

La précession des équinoxes est un phénomène directement lié aux saisons puisque nous allons voir plus loin que les saisons sont créées par l’inclinaison de l’axe rotatif de la Terre.

L’axe de rotation de la Terre est décalé d’environ 23° par rapport à la verticale. C’est à cause (ou grâce !) de cela, en plus de la révolution de la Terre (tour complet de la Terre sur son ellipse en 365,25 jours) que les saisons existent.

L’étoile polaire est dite « polaire », car l’axe de rotation de la Terre est orienté vers cette étoile. Nous, astronomes amateurs, et les professionnels aussi, devons procéder à quelques réglages de nos télescopes ou lunettes avant nos observations. Nous faisons ce que l’on appelle la « mise en station », c’est-à-dire l’alignement de notre instrument sur l’Étoile polaire. Ainsi nos instruments suivent la rotation de la Terre lors de nos observations.

L’Étoile polaire est facilement repérable à partir de la Grande Ourse et la Petite Ourse. Il suffit de prendre le bord externe du chariot de la Grande Ourse, de le prolonger 5 fois dans sa direction, on arrive dans la « bague de fiançailles », laquelle se trouve à l’extrémité de la Petite Ourse, et la mise en station peut commencer. Dans l’hémisphère nord nous avons ceci :

Petit jeu : j’écris ce modeste article le dimanche 10/07/2022. Ci-dessous voici le ciel réel tel qu’il sera cette nuit à 3h02 du matin (on sera donc, en fait, demain). Compte tenu du schéma ci-dessus, à toi de trouver où se trouve l’Étoile polaire.

Alors, c’est bon, tu as trouvé pour faire ta mise en station lorsque tu auras un télescope ? Non ? Et bien, elle est là notre étoile polaire.

La précession des équinoxes

La précession des équinoxes est le phénomène qui correspond à un très lent changement de direction de l’axe de rotation de la Terre. Ce changement de direction de l’axe de rotation de la Terre effectue une rotation complète en 26 000 années environ. Pour faire très simple, on peut dire que ce phénomène existe à cause de la Lune et du Soleil. C’est un sujet passionnant, mais on ne va pas détailler davantage ici.

Simplement, pour bien comprendre, l’axe de rotation de la Terre effectue un cercle lui-même entièrement réalisé en 26 000 années, à la manière d’une toupie que l’on lance qui tourne très bien au début, et lorsque sa rotation diminue son axe décrit un cercle lui-même.

Rotation de l’axe de la Terre lui-même

La situation actuelle est la suivante :

Mais, dans 14 000 ans, nous devrons orienter nos instruments non plus vers l’Étoile polaire comme actuellement mais vers l’étoile Véga qui représentera l’axe de la Terre. Je vous en reparlerai à ce moment-là, dans 14 000 ans, plus en détail 😊.

Pourquoi fait-il plus chaud en été qu’en hiver ?

Comme nous l’avons partiellement vu plus haut, la température dépend essentiellement de l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre, mais celui-ci est dans une position différente selon la position de la Terre au cours de sa révolution (tour de son ellipse).

Il a été observé que la Terre n’est pas plus proche du Soleil en été, car l’apparence de ce dernier ne change absolument pas : il a toujours la même taille.

Réalisons une petite expérience :

Sur une plaque de verre mettons un carré de chocolat et au-dessus envoyons lui un jet de lumière verticalement. Nous observons que le chocolat fond.

Faisons maintenant la même expérience en envoyant les rayons de lumière très obliquement, rasants. Le carré de chocolat ne fond pas.

Nous avons le même phénomène au niveau de la Terre par le schéma suivant :

De par sa révolution autour du Soleil, l’axe nord de la Terre est orienté vers le Soleil en été, et se trouve de l’autre côté du Soleil en hiver.

Prenons maintenant la position de Paris en hiver et été. Paris est représenté par un point rouge.

A représente la distance du Soleil par rapport à Paris en hiver, et B la même mais en été.

A > B. Les rayons du Soleil sont plus rasants sur Paris en hiver, alors que ces mêmes rayons sont plus verticalisés en été, donc plus chauds (rappelle toi l’expérience avec le carré de chocolat).

Voilà pourquoi il fait plus chaud en été qu’en hiver dans l’hémisphère nord.

Le calendrier des saisons

Les saisons sont datées. Ces dates ne sont pas choisies au hasard, elles correspondent aux dates des équinoxes et solstices fournies par l’Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides (IMCCE), mais à cela s’ajoute également le calcul des éphémérides. On voit donc déjà que les dates des saisons sont loin d’être évidentes.

L’IMCCE a été créé par décret du 02/06/1998 et est associé à l’observatoire de Paris. 65 personnes y travaillent (dont 40 permanents). Il a deux activités principales : une mission de recherche dans la mécanique céleste et une mission d’élaboration et diffusion d’éphémérides.

Les dates des saisons varient chaque année et un calendrier est établi pour cela. Voici le calendrier des saisons à partir du printemps 2022 jusqu’à l’hiver 2023 :

Voilà ami, la prochaine fois constituera la deuxième et dernière partie de ces questions.

Bye bye

Professeur Têtenlair

 543 total views,  1 views today

image_pdf

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée.


*


12 Commentaires

  1. Je me suis delecté avec la fusion thermo. Là, encore un grand moment, j’attends impatiemment la deuxième partie. Extraordinaire travail de vulgarisation, sois en remercié mille fois, cher Prof !

  2. svp Professeur,expliquez les cycles de Milankovic , les explosions solaires de Valentina Zharkova et le minimum de Maunder
    merci

    • Bonjour Anne,
      Un grand merci de l’intérêt que tu portes à mes modestes articles.
      Les trois éléments scientifiques que tu cites, les paramètres de Milanković aboutissant à ses cycles du même nom, les études sur l’activité solaire de Valentina Zharkova, et le minimum de Maunder, sont des questions extrêmement passionnantes et même importantes. Elles sont bien connues des scientifiques.
      Il y a des centaines, des milliers, de sujets de ce type qui pourraient être traité.
      Mais je dois rester dans le cadre de la mission que m’a confiée Christine : animer une rubrique de vulgarisation d’astronomie et, accessoirement, scientifique.
      C’est pourquoi je ne peux pas aborder des questions trop ciblées, et que je me dois de rester dans une présentation astronomique plaisante tout en étant instructive.
      J’ai fait une exception pour notre ami FONZY avec la fusion thermonucléaire contrôlée, mais je n’accepterai, désormais, de développer des sujets que l’on me proposera que s’ils rentre dans le cadre ci-dessus déterminé.

  3. Cher professeur, encore un cours magistral. J’en ai encore les neurones bien secoués. Passionnant. Merci d’accorder un peu de votre temps aux pauvres rampants que nous sommes. Il est vrai que les sages de l’antiquité faisaient preuve d’une intuition étonnante. Témoins Leucippe et Démocrite, fondateurs de l’atomisme antique. Deux millénaires et quelques ont passé ; quand je vois le niveau scolaire de certains élèves et la culture de ces anciens, je me dis que l’humanité dans son ensemble recule plus qu’elle n’avance.

  4. je me suis toujours demandé comment , la terre fonçant dans l’espace à 30.000 km/h, on ne sente pas le mouvement.
    on est dans un train sur des rails, on a l’impression que c’est stable. Et on est tellemnt petit qu’on fait corps avec la terre

    • La Terre tourne sur elle-même à la vitesse de 1 674 km/h à l’équateur, ce qui fait qu’au niveau de la France, la vitesse de rotation est d’environ 1 100 km. Puis, cette même Terre tourne autour du Soleil à 100 000 km/h. Le système solaire dans son ensemble tourne autour du centre de la Galaxie (notre Galaxie La Voie lactée) à la vitesse moyenne de 900 000 km/h. La galaxie tourne autour de son centre entre 100 et 500 km/s.
      Conclusion du smilblick : on se déplace à la vitesse de 1 100 + 100 000 + 900 000 = 1 001 100 km/h en y rajoutant 500 km par seconde.
      Pourquoi on ne s’en rend pas compte ? Parce qu’on est dans un référentiel unique. Pour se rendre compte des déplacements d’un corps, il faut deux référentiels : théorie de la Relativité Générale.