Solstices et Équinoxes
article info « Ciel des Corbières »
Dans la tradition européenne, le début des saisons est défini par les solstices et les équinoxes dans l’hémisphère nord: le printemps débute à l’équinoxe de mars, l’été au solstice de juin, l’automne à l’équinoxe de septembre, l’hiver au solstice de décembre. La journée la plus courte de l’année est donc vers le 21 décembre et la plus longue vers le 21 juin. Lors des deux solstices, la durée du jour passe par un extremum et varie peu d’une journée à l’autre. À l’inverse, la durée du jour varie le plus vite d’un jour à l’autre au voisinage des équinoxes.
à savoir, les saisons météorologiques sont déterminées sur base d’un accord international. Ces saisons commencent selon les dates suivantes:
- 1er mars – printemps
- 1er juin – été
- 1er septembre – automne
- 1er décembre – hiver
Une saison est toujours considérée comme durant trois mois au calendrier. Elle commence à chaque fois le premier jour du premier mois et se termine le dernier jour du dernier mois.
à savoir, les saisons astronomiques sont, quant à elles, variables en fonction de la position du soleil. Cette séparation de saisons est basée sur la position de la terre en fonction du soleil. Elle dépend du degré d’inclinaison de l’axe de rotation de la terre. D’un point de vue astronomique, une saison correspond à l’intervalle de temps durant lequel la Terre occupe une portion de l’espace de sa révolution autour du Soleil.
Notre calendrier se divise en quatre saisons:
Le printemps, l’été, l’automne et l’hiver.
Les équinoxes et les solstices sont des phénomènes astronomiques biannuels. L’équinoxe de mars marque le début du printemps et celui de septembre annonce l’automne. Quant aux solstices, ils marquent le passage du printemps à l’été et de l’automne à l’hiver. Ces moments de l’année correspondent à des époques et à des positions de la Terre sur son orbite autour du Soleil.
Les saisons dans l’hémisphère sud sont inversées par rapport aux saisons de l’hémisphère nord
dates et heures (UTC) pour l’hémisphère nord
Printemps: Équinoxe de mars ‘mardi 20 mars 2018 à 16h15’
Été: Solstice de juin ‘jeudi 21 juin 2018 à 10h07’
Automne: Équinoxe de septembre ‘dimanche 23 septembre 2018 à 01h54’
Hiver: Solstice de décembre ‘vendredi 21 décembre 2018 à 22h22’
source imce (Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides)
L’axe de rotation de la Terre est incliné d’environ 23°26° par rapport au plan de son orbite. Environ une moitié de l’année, l’hémisphère nord est orienté vers le Soleil. Lors d’un équinoxe, les deux hémisphères sont orientés également par rapport au Soleil, sa position est situé directement au zénith de l’équateur. Les pôles Nord et Sud sont également situés à cet instant sur le terminateur et le jour et la nuit divisent exactement les deux hémisphères.
Équinoxes,
Ce jour-là, à midi, le Soleil est exactement au zénith sur l’équateur terrestre, à l’équinoxe jour et nuit ont une durée identique. On dit souvent le Soleil se lève à l’Est et se couche à l’Ouest, mais ce n’est qu’approximativement exact : cette règle néglige les déplacements du Soleil pendant cette journée. Le Soleil ne peut se lever exactement à l’Est que s’il se lève à l’instant précis de l’équinoxe, ce qui est le cas sur tout un méridien; mais le temps que le Soleil se couche douze heures plus tard, sa déclinaison aura légèrement varié (d’un cinquième de degré), et il ne se couchera plus exactement à l’Ouest. La différence n’est cependant pas très sensible pour l’observation courante (un tiers de degré en azimut, pour les latitudes de l’ordre de 45°).
Une année connaît deux équinoxes:
* le printemps, entre les 19 mars et 21 mars
* l’automne, entre les 22 et 23 septembre
Solstices,
Ces jours-là, la position de la Terre par rapport au soleil atteint son inclinaison extrême et l’inégalité du jour – nuit est maximale.
- le solstice d’été correspond au moment de l’année où la trajectoire du soleil, vue de la terre, atteint son maximum méridional (dans l’hémisphère nord) ou septentrional (dans l’hémisphère sud). Autrement dit, sous nos latitudes (France), au moment du solstice d’été, le soleil s’élève de 65° par rapport à l’horizon, l’ensoleillement est donc le plus long.
- le solstice d’hiver correspond au moment de l’année où la trajectoire du soleil, vue de la terre, atteint son minimum méridional (dans l’hémisphère nord) ou septentrional (dans l’hémisphère sud). Autrement dit, sous nos latitudes, au moment du solstice d’hiver, le soleil ne s’élève que de 18° par rapport à l’horizon, l’ensoleillement est le plus court.
Illumination de la Terre par le Soleil
lors du solstice de juin, vers le 21 juin lors du solstice de décembre, vers le 22 décembre
Chez nous, en France, il fait froid en hiver et chaud en été. Pour comprendre les saisons qui régissent notre rythme de vie durant une année, ainsi que l’évolution et la transformation de la nature, de la faune, de la flore, des paysages, des cultures agricoles, du climat … nos rites et nos fêtes, l’invention formidable a été celle du calendrier. Des observateurs du ciel de tout temps ont consignés la position du soleil dans le ciel et le défilement des étoiles afin d’établir un calendrier sur 365.25 jours soit une année. Le calendrier solaire ou lunaire a évolué selon les civilisations, pour nous, notre calendrier solaire marque par des dates les saisons avec ces quatre événements astronomiques annuels: les deux solstices et les deux équinoxes.
les mots clés sont:
-
- l’inclinaison de la terre: rotation autour d’un axe incliné de 23°26′ dirigé vers l’étoile polaire
- sa position autour de son orbite (révolution autour du soleil en 365,25 jours)
- à noter son orbite forme une ellipse, d’une distance moyenne de 150 millions km, si son rapprochement (à la périhélie) vers le début janvier environ 147 millions km et son éloignement (à l’aphélie) environ 153 millions km vers le début juillet n’influent pas sur les saisons, pour nous en France les températures ressenties sont inverses au climat attendu à chaque saison.
- à noter aussi que le passage de comètes ou toutes autres croyances n’influent en rien les saisons
- par contre l’axe de rotation ne restera pas fixe au cours du temps: les perturbations gravitationnelles de la Lune, du Soleil et des planètes entraîneront différents mouvements de cet axe. Les saisons se modifieront donc dans le temps sur plusieurs centaines de milliers d’années.
Comment visualiser ces phénomènes:
Cherchez un endroit où le soleil brille à midi tout au long de l’année, printemps, été, automne et hiver.
Prendre le soleil en photo
A la même heure solaire, prendre en photo la position du soleil au sud.
Il vous faudra plusieurs photos superposés et à la fin de l’année, votre montage représentera un huit dans votre ciel.
ou plus simple,
Construire un analemme:
fixer dans le sol un bâton d’environ 1m de long. Au premier jour de chaque mois, à la même heure solaire, planter un bâtonnet à l’endroit du sommet de l’ombre projetée du bâton.
Il vous faudra ainsi 12 petits bâtonnets et à la fin de l’année, vos bâtonnets dessineront un huit sur le sol.
Cette figure en forme de huit est appelée ‘analemme’.
Ces tracées dans le ciel ou sur le sol sont les différentes positions du soleil relevées à une même heure et depuis un même lieu au cours d’une année calendaire,
les sommets et les intersections marqueront tout simplement:
les solstices et les équinoxes de l’année
les repères célestes du calendrier solaire
Au cours de la journée, on voit le Soleil décrire une trajectoire circulaire, plus ou moins haute suivant la date (l’axe de rotation étant toujours le même). La direction du lever et du coucher du Soleil, sa hauteur à midi ainsi que la durée de la journée varient au cours de l’année.
Si les positions au plus prés du soleil dite à la périhélie et au plus loin dite à l’aphélie étaient constantes dans le temps, la durée des différentes saisons serait, elle aussi, constante. L’orbite terrestre forme une ellipse et obéissant aux lois de Kepler, démontrable aussi par la construction d’un analemme, le nombre de jours par saison n’est pas égal.
voir sur le schéma ci-contre en moyenne le nombre de jours par saison qui varie selon le déplacement sur la ligne des apsides (axe principal de l’ellipse, la ligne la plus longue qui joint les deux points les plus éloignés).
A Paris, la latitude est de 49°, la hauteur de l’équateur céleste au-dessus de l’horizon est de 41°.
pour cet observateur
- la hauteur du Soleil à midi aux premiers jours du printemps et de l’automne est de 41°
- cette hauteur atteint 64° (41+23) au premier jour de l’été
- tandis qu’elle descend à 18° (41-23) au premier jour de l’hiver
Le Soleil semble traverser les constellations (ensemble d’étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu’une civilisation les relie par des lignes imaginaires pour créer une forme quelconque, il a été définit 88 constellations qui couvent l’ensemble de la voute céleste), car la Terre tourne sur son orbite sur une période de 365,25 jours, c’est ce qui détermine la durée de notre année. la Terre parcourt son orbite environ 150 millions km à la vitesse moyenne de 30 km/s (108 000 km/h).
Certaines constellations comme la Grande Ourse et la petite Ourse avec sa célèbre étoile polaire sont visibles toute l’année. Leur position se modifie en fonction de l’heure et de la date. D’autres constellations ne sont visibles qu’à certaines dates. Et, comme les 13 constellations du zodiaque, elles reviennent tous les ans.