La latitude détermine la durée d'ensoleillement et l'inclinaison des rayons solaires, deux facteurs influant la quantité maximale d'énergie solaire susceptible d'être reçue annuellement par unité de surface. Plus on se dirige des Tropiques vers les pôles, plus l'effet de saison (longueurs du jour et de la nuit) est important et plus les rayons solaires se dispersent au sol en le frappant obliquement.

Schéma montrant la variation saisonnière d'inclinaison des rayons solaires en fonction de l'hémisphère et de la latitude (d'après Ramade,F. 1984, modifié).

Si l'on considère Bruxelles, ville de 50°50' de latitude nord, la surface horizontale recevant le même ensoleillement à midi au solstice d'été qu'1 m2 de surface horizontale située sur le Tropique du Cancer (latitude 23°27') vaut:

S2 = S1 / cos  car cos  = S1 / S2

S2 = S1 / cos 1 m2 cos (50°50' - 23°27') = 1 m2 0,888 = 1,126 m2

Autrement dit, le sol de Bruxelles reçoit seulement 89 % du flux solaire reçu à ce moment sur le Tropique du Cancer.

Schéma montrant la différence d'angle d'incidence et de surface couverte sur la terre par deux rayons solaires parallèles de même section, en fonction de la latitude

(Dessin original réalisé par Eric Walravens).

Si l'on compare les flux solaires perçus au sol à Bruxelles et sur le Tropique du Capricorne à midi au solstice d'hiver, la différence devient énorme, car la différence de latitudes donne un angle de 50°50' - (-23°27') = 74°17', ce qui signifie qu'à ce moment, Bruxelles ne bénéficie que de 27% (cos 74°17' = 0,27) du flux solaire perçu sur le Tropique du Capricorne!

On peut comparer ainsi l'ensoleillement reçu au même moment à différents endroits en fonction de la latitude. Si l'on compare les surfaces horizontales éclairées à midi au solstice d'été à Bruxelles et à Tananarive, capitale de Madagascar (19° de latitude sud), par deux rayons solaires de même section, qui à midi au solstice d'été recouvrent 1 m2 au tropique du Cancer, on obtient:

pour Bruxelles S2 = S1 / cos 1 m2 cos (50°50' - 23°27') = 1 m2 0,888 = 1,126 m2

pour Tananarive S3 = S1 / cos 1 m2 cos (23°27' + 19°) = 1 m2 0,738 = 1,355 m2

Schéma montrant la différence d'angle d'incidence et de surface couverte sur la terre par deux rayons solaires parallèles de même section, en fonction de la latitude

(Dessin original réalisé par Eric Walravens).

Energie du rayonnement solaire au sommet de l'atmosphère (en cal/jour.cm2) en fonction de la saison et de la latitude. Le flux thermique journalier est maximal

au pôle nord au solstice d'été et au pôle sud au solstice d'hiver. Comme la terre est plus proche du soleil au solstice d'hiver qu'au solstice d'été (course elliptique de la terre autour du soleil), la distribution d'énergie est légèrement asymétrique et l'été austral est donc un plus plus ensoleillé que l'été boréal (Dessin original réalisé par

Eric Walravens).

Comment expliquer l’existence de climats différents et l’alternance des saisons ?

V – Hétérogénéité des climats et alternance des saisons

A/ Cause de l’existence de climats différents

Hypothèse(s) : L’énergie solaire varie en fonction de la latitude.

Si l’énergie solaire varie en fonction de la latitude, alors en éclairant une sphère avec la même source lumineuse mais à des latitudes différentes, la quantité d’énergie reçue devrait être différente.

Activité : Mesure de la surface éclairée d’une sphère par un faisceau lumineux.

--> Pistes d'exploitations : découpage/collage des surfaces obtenues sur papier millimétré, calcul de l'énergie reçue par unité de surface...

Plus on s’approche des pôles, plus la tâche s’élargit. L’hypothèse selon laquelle l’énergie solaire varie en fonction de la latitude est acceptée.

Notion : La répartition en latitude des climats est une conséquence de la sphéricité de la Terre.

En outre, on peut voir que plus l’angle d’incidence des rayons lumineux est important, plus l’énergie reçue est importante.

La Terre tourne autour du soleil en un an. A toute période de l’année, on devrait avoir le même angle d’incidence pour une région donnée. Or cet angle varie au cours des saisons pour une même région.

Angle avec lequel les rayons du soleil frappent la surface de la Terre en un même point en été (a) et en hiver (b).

Problème 6 : Comment expliquer la variation de l’angle d’incidence au cours des saisons ?

B/ Explication du phénomène des saisons

Hypothèse(s) : L’axe de la Terre est incliné.

Si l’angle d’incidence change à cause de l’inclinaison de la Terre, alors cet angle doit changer au cours de la rotation d’une sphère inclinée autour de son axe.

Illustration à partir de la maquette Jeulin

Activité : Schéma à remplir sur le phénomène des saisons.

 

Illustration du phénomène des saisons dans l’hémisphère nord

En inclinant l’axe de la sphère, l’angle d’incidence varie en un même point. L’hypothèse selon laquelle l’axe de la Terre est incliné est acceptée.

Notion : L’alternance des saisons est une conséquence de la rotation de la Terre autour d’un axe incliné par rapport au plan de révolution du soleil.

 

CONCLUSION

Les planètes du système solaire reçoivent une partie plus ou moins grande de l’énergie émise par le soleil. A la surface des planètes, cette énergie présente plusieurs devenirs (réfléchie, absorbée et réémise). La forme et la position de la Terre au cours de l’année sont la cause des climats et des saisons différents.

Une question (Les saisons)par Jérémy le Dim 21 Mar 2010 09:50Bonjour,voilà j'ai fait le TP de physique sur les saisons mardi dernier.

Le problème c'est que je comprends pas pourquoi l'axe de rotation de la terre est a l'origine des saisons, ni comment l'axe de rotation fait pour devenir parallèle a une perpendiculaire du plan écliptique.Quelqu'un pourrait m'expliquer ?Jérémy Re: Une question (Les saisons)par SoS(19) le Dim 21 Mar 2010 10:36Bonjour Jérémy, pour comprendre il faut aborder la démarche suivante :- qu'est-ce le plan de l'écliptique ?- comment est l'axe de rotation de la Terre (Nord-Sud) par rapport à ce plan (incliné, perpendiculaire, parallèle...) ?Pouvez-vous répondre à ces deux questions déjà ?SoS(19) Re: Une question (Les saisons)par Jeremy le Dim 21 Mar 2010 10:49Bonjour :Le plan de l'écliptique c'ets le plan qui contient l'orbite de la terre autour du soleil L'axe de rotation est incliné de 27 degrés 23Il me semble que c'est sa^^Jeremy Re: Une question (Les saisons)par SoS(19) le Dim 21 Mar 2010 12:34Très bien. La prochaine étape est de comprendre que cet axe de rotation indique toujours la même direction quand la Terre tourne autour du Soleil. De ce fait, il suffit de faire un dessin de la Terre en été puis 6 mois

plus tard en hiver (tournant bien sûr autour du Soleil), et de repérer la France sur la Terre dans les deux positions, avec l'axe de rotation penché et dirigé vers la même direction, c'est-à-dire que l'axe de la Terre en été et l'axe de la Terre en hiver sont parallèles (c'est très important). Attention la France doit toujours regarder le Soleil dans les deux cas pour comparer deux situations identiques, à midi, face au Soleil. De plus, la distance Terre Soleil ne varie quasiment pas pendant un an, soit une révolution autour du Soleil : la trajectoire de la Terre est donc un cercle.Une fois le schéma fait, on trace un rayon qui part du Soleil vers la France en été puis le même en hiver. Que constatez-vous ? Lequel semble arriver le plus perpendiculairement au sol ?SoS(19)Re: Une question (Les saisons)par Jérémy le Dim 21 Mar 2010 14:41Bonjour,Déjà si j'ai bien compris enfaite si on prenais une photo de la terre au même endroit dans l'espace tous les 3 mois on verrais la même face ?Dans ma tête j'essaie de m'imaginer si l'axe de rotation de la terre était perpendiculaire au plan et donc je me dit :Si la terre tournée sur elle même en 6 secondes et que son axe était droit a chaque fois qu'on compterait du même point de 1 a 3 on verrais le soleil se lever puis a 6 il se coucherait a 9 il reviendrais etc etc..Maintenant j'essaie de me dire que l'axe de rotation est inclinée mais je vois mal comment sa ferrais dans ma tête et vue que le schéma n'est pas en 3D j'ai quelque chose qui m'empêche de comprendre...Par contre ce que je crois voir avec le dessin c'est que le rayon du soleil me touche plus vite a un endroit qu'a un autre...Mais comment on a fait pour découvrir quil y avait 3 mois entre chaque saison?Jérémy 

Re: Une question (Les saisons)par SoS(19) le Dim 21 Mar 2010 17:08Alors tout d'abord il est plus facile de n'aborder que l'été et l'hiver où la Terre est diamétralement opposée pour comprendre le rôle de l'inclinaison de l'axe. Dessinez la Terre sous forme de cercle en été et en hiver diamétralement opposées au Soleil. Puis y ajouter les axes sur chacune des deux Terres, axes penchés et parallèles. Enfin vous pouvez ajouter l'équateur dont le plan est perpendiculaire à l'axe. Puis enfin, vous représentez la France (à mi-chemin entre le pôle et l'équateur) mais à chaque fois face au Soleil. Vous remarquerez que les rayons qui parviennent à la France sont plus perpendiculaire en été qu'en hiver. Ce n'est donc pas la distance qui importe puisque dans ce cas la Terre est à la même distance du Soleil dans les deux saisons à quelques chose près, mais l'inclinaison des rayons du Soleil. On sait tous que si l'on se place sous une lumière forte on aura chaud alors que si on se décale un peu, la température décroit rapidement. Ici c'est le même cas, La France en été reçoit à midi des rayons peu inclinés presque à 90° alors qu'en hiver les rayons sont très inclinés à midi. On peut le voir directement vu de la Terre car le Soleil est haut dans le ciel en été et bas en hiver.Si maintenant l'axe était perpendiculaire au plan de l'écliptique et non incliné, que se passerait-il en hiver et en été pour la France si on refaisait le même schéma ?Enfin,Jérémy a écrit:Déjà si j'ai bien compris enfaite si on prenais une photo de la terre au même endroit dans l'espace tous les 3 mois on verrais la même face ?Il ne faut pas oublier que tous les jours de l'année la Terre tourne sur elle-même, et donc la France passe tous les jours devant le Soleil. Il n'a donc rien de surprenant qu'à midi la France soit toujours orientée de la même façon, la face France face au Soleil et ce quelques soit le moment de l'année.SoS(19) Re: Une question (Les saisons)

par Jérémy le Dim 21 Mar 2010 19:12Bonsoir,J'ai fait le dessin et effectivement pour les rayons,mais le fait que le dessin ne soit pas en 3D me bloque toujours...J'essaie de m'imaginai dans ma tête la terre tournant sur elle même et autour du soleil mais j'arrive pas ^^Je vais tester avec une bille et voir.Je vous tiendrais au courantJérémy Re: Une question (Les saisons)par SoS(19) le Dim 21 Mar 2010 19:30Si vous avez fait le dessin, vous vous êtes aperçus que les rayons sont donc plus proche de la perpendiculaire en été, est-ce le cas ? Dès lors il fait plus chaud. En hiver les rayons sont moins inclinés il fait plus froid. S' l'axe n'était pas incliné, la saison serait la même parce que l'inclinaison des rayons serait toujours la même pour la France. L'avez-vous compris ? Pour comprendre cela nul besoin de 3D le dessin en 2 D proposé permet de le comprendre.Par contre pour comprendre pourquoi la durée des jours et des nuits diffère, il faut effectivement mieux passer à du 3D. Vous pouvez prendre un globe terrestre incliné et éclairez le dans l'obscurité avec une lampe torche. Faites tourner la Terre sur elle même en position été (les rayons du Soleil étant peu inclinés à midi sur la France), puis faire de même en position hiver (les rayons lumineux sont plus inclinés). Vous verrez que la durée d'ensoleillement de la France est beaucoup plus grand en été qu'en hiver car la position de l'ombre propre de la Terre dans les 2 positions est différente. Si l'axe était droit, les durées des jours en été et en hiver seraient identiques.Si vous n'avez pas de globe, prenez une balle de tennis, dessinez les pôles Nord et Sud et l'équateur et n'oubliez pas d'incliner l'axe toujours dans la même direction (axe toujours parallèle lors de la révolution).Vous pouvez traverser la balle de tennis avec une aiguille à tricoter pour faire les pôles.

SoS(19) Re: Une question (Les saisons)par Jérémy le Dim 21 Mar 2010 19:42Voilà je viens de trouver une vidéohttp://www.youtube.com/watch?v=taHTA7S_JGk&NR=1Regardez a 1min48, c'ets ce que je comprends pas enfaite, car l'axe de al terre devrait être incliné...Jérémy Re: Une question (Les saisons)par Jérémy le Dim 21 Mar 2010 19:50Désolé du double postLà j'ai continuer a regarder la vidéo, enfaite les saisons se différencie avec le temps exposé au soleil d'un pointPar exemple en Afrique (Au nord de l'Afrique) quand la terre est a gauche du soleil on met x temps au soleilQuand la terre est a droite au même point on remarque que l'Afrique s'expose au soleil vers le haut de la terre, on va noté y temps au soleilSi je vois bien sur la vidéo on a x>ySi l'on prend au sud de l'Afrique on a le contraire x<yC'est cela qui différencie les saisons ?Jérémy Re: Une question (Les saisons)

par SoS(19) le Dim 21 Mar 2010 20:06Réponse au premier post :Oui effectivement, l'axe en réalité est toujours incliné mais on a choisi ici (comme c'est souvent le cas) de faire comme si nous penchions la tête de manière à voir l'axe de la Terre droit. Cette vision est un peu difficile et suppose d'être habitué à la vision spatiale astronomique. Sur le site suivant, vous pouvez télécharger un document dans lequel je vous invite à observer la diapositive 12 qui explique l'influence de l'inclinaison du Soleil sur les différentes région de la Terre (j'ai joint l'image en fichier joint) :http://www.google.com/url?sa=D&q=http://www.ac-guadeloupe.fr/Cati971/Prem_Degre/preste/documents_profs_fichiers/Astro.ppt&usg=AFQjCNFlP0Wed2TnSUYFH1mVzeYeW1929AN'hésitez pas à faire la manipulation avec une balle de tennis.Réponse au deuxième postLes différences de durée et de température liées à une saison s'expliquant toute deux par l'inclinaison de l'axe. Si l'axe n'était pas incliné, il n'y aurait pas de saison. On ne peut donc pas dire que c'est la différence de durée qui créé les saisons mais l'inclinaison de l'axe qui créé les saisons qui ont pour propriétés des températures et durées de jours différentes. La durée est une conséquence et non la cause.FICHIERS JOINTS

SoS(19) Re: Une question (Les saisons)par jérémy le Dim 21 Mar 2010 20:14

d'accord je vois mieux,par contre a quoi est du les différentes heures du levés du soleil alors ?jérémy Re: Une question (Les saisons)par SoS(19) le Dim 21 Mar 2010 20:24C'est là où l'expérience avec la balle de tennis vous aiderait mieux. Quand la Terre tourne sur elle-même, en été la France parcourt plus de chemin dans la moitié de la Terre ajourée que dans la partie sombre. C'est le contraire en hiver. Cela se comprend quand on regarde la Terre et sa moitié éclairée et sa moitié dans l'ombre. La France n'est pas située à la même hauteur vis-à-vis de cette ombre en été et en hiver et cela explique la différence de durée. Encore une fois, faites l'expérience avec un ballon ou une balle et éclairez la avec une lampe torche en ayant repéré avant les pôles et la France et en l'ayant inclinée. Faites tourner le ballon ou la balle vous verrez que la France a un chemin plus long à parcourir en plein jour en été qu'en hiver.SoS(19) Re: Une question (Les saisons)par Jérémy le Dim 21 Mar 2010 20:27Pour l'hiver/été j'ai fait avec une bille et j'ai mieux compris mais je veux dire par exemple aujourd'hui le soleil c'est levé à 8h00Pourquoi demain se lèvera t'il a 8h01?Serais-ce parce que chaque jour on s'approche de la saison suivante ?Jérémy Re: Une question (Les saisons)par Jérémy le Dim 21 Mar 2010 20:57

Pour l'hiver/été j'ai fait avec une bille et j'ai mieux compris mais je veux dire par exemple aujourd'hui le soleil c'est levé à 8h00Pourquoi demain se lèvera t'il a 8h01?Serais-ce parce que chaque jour on s'approche de la saison suivante ?

Notions d'astronomie

La vocation de tout calendrier est de mesurer le temps. Tout système de mesure doit avoir une unité.

C'est l'observation des mouvements célestes qui va nous permettre de définir cette (ou ces) unité(s).

Trois cycles peuvent servir de référence : la rotation de la terre sur elle-même, la révolution de la lune autour de la terre, la révolution de la terre autour du soleil.

remarque : la rotation  se fait autour de l'axe du corps céleste. La révolution se fait autour d'une autre corps céleste.

Regardons-y d'un peu plus près.

CE QUE NOUS SAVONS TOUS :

 

La Terre et la Lune tournent sur elles-mêmes. La Lune tourne autour de la Terre. Le Terre tourne autour du soleil.Tout irait bien si les équateurs étaient tous dans un même plan, si les orbites étaient circulaires, si...

Nous allons voir qu'il n'en est rien et nous allons définir quelques termes et fixer quelques durées :

ROTATION DE LA TERRE

La Terre tourne sur elle-même, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, en... un jour.Entendons par jour  le couple journée-nuit soit une période de 24 heures environ.Les astronomes disposent d'un bon nombre de vocables pour parler de cette période de 24 heures : jour sidéral, jour stellaire, jour solaire vrai, jour solaire moyen. Ils diffèrent en longueur.

Les astronomes utilisent surtout le jour sidéral qui a une durée de 23 h 56 min 4,09 s

Le jour solaire correspond au temps écoulé entre deux passages du Soleil au méridien. En raison de l'orbite elliptique de la Terre, la durée du jour solaire varie légèrement au cours de l'année (de 23 h 59 min à 24 h 0 min 30 s).

Pour notre part, nous nous en tiendrons au jour solaire moyen. On le détermine en mesurant l'intervalle de temps qui sépare le passage du centre du soleil moyen (fictif) au méridien d'un lieu (midi). C'est, en définitive, la moyenne du jour solaire sur une période d'un an.

Quand faire commencer le jour ? Selon les époques et les peuples, on connaît plusieurs formules : Lever du Soleil, coucher du Soleil, midi (moment ou l'ombre d'un bâton est la plus courte sur un plan quelconque), minuit (heure civile actuelle). Nous en reparlerons dans l'étude des différents calendriers.

Ces calendriers ayant pour vocation de mesurer des durées supérieures au jour, nous n'en dirons pas plus sur le sujet.

RÉVOLUTION DE LA TERRE

L'équateur céleste est le cercle imaginaire perpendiculaire à l'axe terrestre situé dans le plan de l'équateur terrestre.

L’écliptique correspond au plan de l’orbite terrestre autour du Soleil. Vu de la Terre, il semble que ce soit le Soleil qui décrive une trajectoire dans le ciel, l’écliptique se présente à l’observateur terrestre comme le “chemin” du Soleil “parcouru” le long de

l’année. L’appellation du plan de l’orbite terrestre est en relation avec le terme “éclipse” : uniquement au moment où la Lune se trouve sur un point de son orbite proche de l’écliptique, une éclipse solaire ou lunaire peut se produire.Le plan de l’écliptique est incliné de 23° 26’ en moyenne par rapport au plan de l'équateur terrestre.

Le plan de l'écliptique coupe le plan de l'équateur céleste en une droite appelée ligne des équinoxes.

Le plan de l'équateur et le plan de l'écliptique font un angle de 23° 26'.Le point vernal marque l’endroit où l’écliptique coupe l’équateur céleste.Il est exprimé par la lettre gamma.Le point vernal coïncidait autrefois avec le début de la constellation du Bélier (symbolisé par la lettre gamma) aux environs du IIème siècle avant J.C .Actuellement il ne se situe plus sur 0° du Bélier, mais dans la constellation des Poissons, et prochainement dans celle du Verseau (voir plus loin les explications sur le précession des équinoxes)

Pour avoir toutes les cartes en main, notons tout de suite que la Terre ne décrit pas un cercle autour du Soleil mais une ellipse dont le Soleil occupe l'un des foyers. Cette ellipse est très proche du cercle puisque la périhélie (point le plus proche du Soleil) est de 147 092 900 km alors que l'aphélie (point le plus éloigné du Soleil) est de 152 102 900 km. La terre parcourt cette ellipse dans le sens inverse des aiguilles d'une montre à une vitesse moyenne d'environ 29 000 m/sec.Il s'agit bien d'une vitesse moyenne puisque, selon les lois de Kepler, une planète se déplace plus rapidement à son périhélie qu'à son aphélie (ce qui explique en partie la durée variable des jours solaires).

Illustration de la loi des aires de Kepler (proportions exagérées)

Johannes KEPLER (1571-1630)

Si on combine la révolution de la Terre autour du Soleil et le fait que son axe est incliné sur le plan de l'écliptique, on peut expliquer les saisons. Quatre points de repère sont remarquables lors d'une révolution complète de la Terre sur son orbite : deux équinoxes et deux solstices.Bien entendu, tout ce que nous allons dire concerne l'hémisphère Nord et devra être inversé - en ce qui concerne les saisons - dans l'hémisphère Sud.

Que se passe-t-il lors du passage de la Terre sur ces différents points ?

Aux moments des équinoxes, le Soleil se tient exactement au-dessus de l’équateur. Ses rayons ( et donc la ligne des équinoxes) forment un  angle droit avec l’axe terrestre et se répartissent uniformément sur les deux hémisphères de notre planète, ce qui a pour conséquence que la longueur du jour est égale à celle de la nuit. L'équinoxe de printemps  se produit vers le 21 mars et l'équinoxe d'automne vers le 22 septembre.

Le Soleil se trouve au zénith à midi  pour les points situés sur le tropique du Cancer. C'est le moment où les jours sont les plus longs dans  l'hémisphère Nord et ont les régions proches dupôle nord sont éclairées en permanence. Le Solstice d'été se produit aux environs du 21 juin.

Le Soleil se trouve au zénith à midi pour les points situés sur le tropique du Capricorne. C'est le moment où les jours sont les plus courts dans l'hémisphère Nord et ont les régions proches du pôle nord ne sont plus éclairées. Le  Solstice d'hiver se produit aux environs du 22 décembre.

Dans son déplacement apparent autour de la Terre, le Soleil chemine autour du ciel au travers des constellations du Zodiaque.Le Zodiaque est "une ceinture imaginaire sur la sphère céleste, s'étendant d'environ 8° de latitude de part et d'autre de l'écliptique et dans laquelle se situent les trajectoires du Soleil, de la Lune et des cinq planètes (Mercure, Vénus, Mars, Jupiter

et Saturne) du système solaire sauf Pluton. Le zodiaque est partagé depuis l'Antiquité en 12 parties qui s'étendent chacune sur 30° de longitude, appelées «signes du zodiaque». En partant de l'équinoxe vernal et en progressant ensuite vers l'est le long de l'écliptique, chaque division porte le nom de la constellation avec laquelle elle coïncidait il y a environ 2 000 ans. Les noms des signes du zodiaque sont : Aries, le Bélier; Taurus, le Taureau; Gemini, les Gémeaux; Cancer, le Cancer; Leo, le Lion; Virgo, la Vierge; Libra, la Balance; Scorpio, le Scorpion; Sagittarius, le Sagittaire; Capricornus, le Capricorne; Aquarius, le Verseau et Pisces, les Poissons." (source Encarta Microsoft)

Mouvement du Soleil au travers des constellations du Zodiaque

Durée d'une révolution (année) :   Comme pour la rotation de la Terre, la durée de sa révolution est définie de maintes façons différentes.

L'année tropique moyenne (celle qui va intéresser nos calendriers) qui va, pour simplifier, d'un passage du Soleil au point vernal au passage suivant.Elle vaut 365,2421904 jours soit environ 365 j 5 h 48 min 45 s

L'année sidérale vraie correspond à l'intervalle de temps qui sépare deux passages consécutifs du Soleil par le même point (point défini par rapport à trois axes partant du soleil vers trois étoiles lointaines supposées fixes) de son orbite sur l'écliptique.Elle vaut 365,256365574 jours soit environ 365 j 6 h 9 min 10 s

L'année anomalistique est la durée qui sépare deux passages consécutifs de la terre au périhélie.Elle vaut 365,259636 jours soit environ 365 j 6 h 13 min 53 s 

L'année draconitique est l'intervalle de temps séparant deux passages consécutifs du soleil par le nœud ascendant de l'orbite lunaire.Elle vaut 346,620007 jours soit environ 346 j 12 h 52 min 54 s

Nous ne pouvons pas en terminer avec ces quelques notions sur la révolution de la terre autour du soleil sans parler de deux phénomènes qui font que... tout change régulièrement : la précession et la nutation.

La précession des équinoxes : rendons à Hipparque (astronome et mathématicien grec v.190 av. J.-C. – 120 av. J.-C.) ce qui lui appartient. La terre n'est pas si ronde qu'on le pense et elle présente un bourrelet au niveau de l'équateur. De ce fait et sous l'influence de l'attraction luni-solaire, l'axe terrestre décrit approximativement un cône dont la terre serait le sommet. Pour l'expliquer, on fait souvent le rapprochement avec le mouvement d'une toupie.Ce mouvement conique entraîne ainsi le déplacement de l'équateur terrestre et celui de l'équateur céleste. Le point gamma change alors de position sur l'écliptique, qu'il décrit en 25765 ans dans le sens rétrograde ou indirect, c'est-à-dire le sens des

aiguilles d'une montre, ce qui correspond à une vitesse de 50"27 par an.

Conséquences de la précession :

Déplacement du pôle boréal : il se trouve actuellement très proche de l'étoile polaire, étoile de la petite ourse. Il y a 4000 ans environ, à l'époque des astronomes mésopotamiens, le pôle nord se trouvait dans la constellation du dragon (étoile Alpha Draconis), et dans 5500 ans la nouvelle étoile "polaire" sera l'étoile Alpha Céphei.

Le point vernal se déplaçant de 50"26 par an dans le sens rétrograde, le soleil ne se lève pas toujours au même point au-dessus de l'horizon le jour de l'équinoxe de printemps. Actuellement, il se lève dans la constellation des poissons, mais il y a environ 3000 ans, il se levait dans celle du bélier, et vers 2100 il se lèvera dans la constellation du verseau.

La nutation : elle résulte du renflement de l'équateur. Ainsi les forces exercées par la lune font que l'axe de rotation de la Terre n'a pas une direction fixe dans l'espace ; par conséquent, le point vernal n'est pas fixe sur l'écliptique et l'angle que forme l'équateur avec l'écliptique, appelé obliquité, varie au cours du temps.

Combinée à la précession, la nutation engendre un mouvement de forme ondulatoire dont la période serait de 18,6 ans.

RÉVOLUTION DE LA LUNE

La lune gravite autour de la terre sur une ellipse dont le périgée s'établit à 356 375 km et l'apogée à 406 720 km.Le plan de son orbite est incliné de 5,1453° sur celui de l'écliptique.

Comme pour le soleil la durée d'une révolution est variable selon les repères considérés :

La période sidérale qui correspond au à deux passages de la lune à la même position dans le ciel par rapport aux étoiles vaut27 j 7 h 43 min 11,5 s soit 27,3216609 jours

La période synodique qui correspond au à deux passages de la lune à la même position dans le ciel par rapport au soleil vaut 29 j 12 h 44 min 2,8 s soit 29,5305882 jours. C'est cette période qui nous intéresse. On l'appelle aussi lunaison.

La période tropique qui correspond au à deux passages de la lune à la même position dans le ciel par rapport au point vernal vaut 27 j 7 h 43 min 4,7 s soit 27,3215816 jours.

La période anomalistique qui correspond au à deux passages de la lune au périgée vaut 27 j 13 h 18 min 33,1 s soit 27,5545502 jours.

La période draconitique qui correspond au à deux passages de la lune au nœud ascendant vaut 27 j 5 h 5 min 35,8 s soit 27,2122178 jours.

Nous connaissons tous les différentes phases de la lune :

Nouvelle lune (invisible)

Premier croissant

Premier quartier

Lune gibbeuse

Pleine lune

Lune gibbeuse

Dernier quartier

Dernier croissant

 

LES CHIFFRES A RETENIR POUR LES CALENDRIERS :

Inclinaison de la Terre par rapport à l'écliptique : 23°26' Année tropique : 365 j 5 h 48 min 45 s soit 365,2421904

jours Lunaison : 29 j 12 h 44 min 2,8 s soit 29,5305882 jours

LEVER ET COUCHER HÉLIAQUE D'UNE   ÉTOILE

Pour un observateur situé sur terre, les étoiles se déplacent dans

le ciel au cours de la nuit.

Si cet observateur que nous sommes sur le schéma regarde attentivement les étoiles au cours de la nuit, il constate que certaines sont toujours visibles. Elles le sont même toujours au cours de l'année. Ce sont les étoiles circumpolaires (étoile jaune sur le schéma). Les étoiles constituant la Grande Ours, pour prendre un exemple, sont circumpolaires.

Les autres, elles, semblent se déplacer au cours de la nuit d'est en ouest en montant au dessus de l'horizon puis en redescendant. Et, circumpolaires ou pas, elles se déplacent toutes d'un bloc. Au bout de 24 heures, elles ont retrouvé leur position initiale. Ce mouvement global sur 24 heures s'appelle mouvement diurne de la sphère céleste.

Ce que nous considérons comme un mouvement n'est en fait que la conséquence de la rotation de la Terre sur son axe.

En fin de compte, nous dirons-nous, les étoiles se comportent comme le Soleil. Elles (celles qui ne sont pas circumpolaires) se lèvent à l'est, montent au dessus de l'horizon, redescendent et se couchent à l'ouest. Pas tout à fait. Au fil de l'année, le Soleil se lève plus ou moins près de l'est et se couche plus ou moins près de l'ouest. Les étoiles, elles, se lèvent toujours au même point de l'horizon et se couchent aussi au même point. Et, se déplaçant en bloc, elles conservent bien entendu le même espace relatif entre elles.

Quant à la Lune et au Soleil pour ne citer qu'eux, même s'ils participent au mouvement diurne, ils ont la particularité de ne pas conserver cet espace relatif. On dit qu'ils ont un mouvement propre.

L'autre particularité des étoiles non circumpolaires est de ne pas être toujours visibles dans le ciel. C'est dû cette fois à la révolution de la Terre autour du Soleil. Quand on part en vacances, le paysage change. C'est la même chose pour notre voyage autour du Soleil. C'est ainsi que la constellation du Grand Chien n'est visible sous nos latitudes qu'en hiver et assez bas sur l'horizon Sud.

Et le lever héliaque dans tout çà ? On y vient, on y vient.

Le lever d'une étoile définit le moment où cet astre apparaît au dessus de l'horizon. Mais il désigne aussi la date de l'année à laquelle il fait sa première apparition.

Mais nous avons vu que le Soleil se "baladait" de part et d'autre de l'est "absolu" au cours de l'année. Il se peut donc qu'il soit très proche visuellement d'une étoile qui se lève (on parle alors de conjonction quand les deux astres sont à la même longitude), si proche que son éclat empêche de voir cette étoile. Il faudra donc attendre que l'étoile se lève assez tôt avant le Soleil pour pouvoir l'apercevoir quelques minutes au crépuscule avant que l'éclat du Soleil ne masque son propre éclat. C'est ce phénomène qu'on appelle lever héliaque d'une étoile.

Si elle se lève (ou se couche) en même temps que le Soleil, on parlera de lever (coucher) cosmique. Bien entendu, elle ne sera pas visible.

Et si elle se lève au moment ou le Soleil se couche (et inversement), on parlera de lever (coucher) acronique.

A son lever héliaque, une étoile non circumpolaire n'apparaît qu'un bref instant avant que le Soleil ne soit complètement levé (image en bas et à gauche).Puis, au fil des mois, elle reste de plus en plus longtemps visible jusqu'à l'être toute la nuit (image en haut et à gauche).Ensuite, sa durée de visibilité décroît jusqu'à son coucher héliaque (image en bas et à droite)où elle ne sera visible qu'un bref instant au moment où elle se couchera après que le Soleil soit complètement couché.Entre son coucher héliaque et son lever héliaque suivant, elle restera invisible pendant un certain nombre de jours pendant lesquels elle se lèvera après le Soleil pour se coucher avant le Soleil (image en haut et à droite).

UN PEU D'ASTROLOGIE : ZODIAQUE TROPICAL (ou TROPIQUE) ET ZODIAQUE SIDÉRAL

Le zodiaque tropical est un zodiaque théorique, alors que le zodiaque sidéral est le zodiaque naturel.

Pour "construire" un zodiaque tropical, il suffit de mettre un point zéro sur un cercle et de diviser ce dernier en 12 parties de 30°. Le point zéro correspond toujours au point vernal (équinoxe de printemps) et chaque arc de cercle de 30°, dans le sens inverse des aiguilles d'un montre correspond à chacun des signes zodiaque, le point zéro correspondant au début du signe du Bélier.

Le zodiaque sidéral, lui, correspond à la position vraie des constellations du zodiaque par rapport au point vernal. A partir de sa position on divise l'écliptique en 360° et on y situe les douze figures du Zodiaque. Actuellement, le début du Bélier est actuellement à 29° au nord du point vernal qui est dans le signe des Poissons.

Comme nous l'avons vu plus haut, du fait de la précession des équinoxes, le point vernal se déplace régulièrement sur le zodiaque et il faut environ 25 800 ans pour qu'il revienne dans le même signe. En l'an 100 av. J.-C. le point vernal se trouvait aux alentours des 0° du Bélier et les deux zodiaques coïncidaient.

.

Au rythme de la précession des

équinoxes, le zodiaque tropical et le zodiaque sidéral se décalent l'un

par rapport à l'autre d'environ 1 degré tous

les 72 ans.