SOLSTICES, ÉQUINOXES ET PRÉCESSION

L'existence des saisons terrestres découle directement de l'inclinaison de l'axe de rotation de la planète par rapport à son plan orbital autour du Soleil. Cette vidéo se concentre sur les transitions saisonnières, à savoir les solstices et les équinoxes. Il est également essentiel d'aborder la précession de l'axe de rotation, un phénomène qui sera pertinent pour la théorie astronomique du climat dans des analyses ultérieures.

La Terre effectue une révolution autour du Soleil en environ {365,25} jours. Cette orbite est légèrement elliptique, ce qui provoque des variations de distance : la Terre atteint le périhélie (point le plus proche) en janvier et l'aphélie (point le plus éloigné) en juillet. En parallèle, la rotation terrestre sur son axe, complétée toutes les {24} heures, est responsable de l'alternance entre le jour et la nuit, exposant ou non la surface au rayonnement solaire.

L'angle d'inclinaison de {23,5} degrés a des répercussions majeures sur la hauteur apparente du Soleil dans le ciel, influençant directement l'intensité des rayons solaires reçus et la durée relative du jour et de la nuit dans les deux hémisphères. Lorsque l'hémisphère Sud est incliné vers le Soleil, il reçoit la majeure partie de l'énergie solaire, même si la Terre est au périhélie en janvier.

Le point de l'orbite où les rayons solaires tombent verticalement, c'est-à-dire là où l'insolation est maximale, varie continuellement entre le tropique du Cancer ({23.5} degrés Nord) et le tropique du Capricorne ({23.5} degrés Sud). Ces variations définissent les quatre points clés de l'année.

Le nom solstice vient du latin sol qui signifie soleil et sister qui signifie s'arrêter, car justement dans les jours autour du solstice le soleil semble atteindre la hauteur maximale et y rester pendant quelques jours avant de redescendre.

Les solstices correspondent aux extrémités de l'orbite où le Soleil est le plus au Nord ou le plus au Sud par rapport à l'équateur. Ces moments représentent le maximum de différence entre les deux hémisphères en termes d'ensoleillement.

Le solstice d'hiver dans l'hémisphère Nord, survenant autour du 21 décembre, signifie que les rayons solaires sont perpendiculaires au tropique du Capricorne, soit à {23.5} degrés Sud. À cette latitude, l'ensoleillement est maximal. Inversement, tous les points situés dans le cercle polaire arctique restent constamment dans l'ombre, offrant à l'hémisphère Nord sa journée la plus courte et marquant le début de l'hiver.

Autour du 21 juin, la situation s'inverse : le Soleil se trouve directement au-dessus du tropique du Cancer, à {23.5} degrés Nord. Ceci constitue le solstice d'été pour l'hémisphère Nord, correspondant à la journée la plus longue, tandis que l'hémisphère Sud connaît son solstice d'hiver. Depuis l'hémisphère Nord, le Soleil atteint son point le plus haut dans le ciel ce jour-là.

Les équinoxes représentent les deux situations intermédiaires où le Soleil est positionné directement au-dessus de l'équateur. À cet instant précis, la répartition de l'illumination est théoriquement égale entre les deux hémisphères. Cependant, contrairement à une idée reçue, les équinoxes ne se produisent pas exactement à mi-chemin entre les deux solstices.

Cette irrégularité temporelle est due au fait que la Terre ne maintient pas une vitesse constante le long de son orbite. Plus la Terre est proche du Soleil (périhélie), plus la force d'attraction augmente, provoquant une accélération. Par conséquent, la durée entre le solstice de décembre et l'équinoxe de mars est d'environ {89} jours, tandis que l'été dans l'hémisphère Nord dure près de cinq jours de plus que dans l'hémisphère Sud.

Le terme équinoxe signifie « nuit égale », mais cette égalité parfaite n'est pas observée le jour de l'équinoxe. L'équinoxe est un instant où le Soleil est au-dessus de l'équateur, mais le jour commence dès l'apparition du premier rayon et se termine seulement lorsque le Soleil a entièrement disparu. De plus, l'atmosphère réfracte légèrement les rayons lumineux, permettant de voir le Soleil avant qu'il ne soit géométriquement au-dessus de l'horizon.

Puisque la Terre n'est pas une sphère parfaite, étant renflée à l'équateur, l'attraction gravitationnelle du Soleil et de la Lune provoque une rotation de l'axe de rotation terrestre. Ce mouvement est appelé précession de l'axe de rotation, similaire au mouvement d'une toupie.

Ce troisième mouvement est extrêmement lent. Il faut environ {20,600} ans à l'axe terrestre pour effectuer un tour complet. Cette rotation, effectuée dans le sens des aiguilles d'une montre vue de l'espace, fait que les solstices et les équinoxes surviennent quelques instants plus tôt chaque année. Ce décalage est précisément ce que l'on nomme la précession, signifiant venir avant.

Ce qui signifie venir avant.

Bien que le calendrier, ajusté par les années bissextiles tous les quatre ans, compense le décalage de {6} heures par an, la précession a des conséquences astronomiques et climatiques notables. Elle modifie cycliquement la position des étoiles visibles dans le ciel et impacte la sévérité des saisons, car la position de l'orbite par rapport aux solstices évolue sur des millénaires.