Pourquoi il y a des saisons

L'erreur courante

Beaucoup de gens pensent que l'été arrive quand la Terre est plus proche du Soleil. Cela paraît logique, mais c'est faux. L'orbite terrestre est presque un cercle, et l'écart entre son point le plus proche et son point le plus lointain n'est que d'environ 3 %.

Le calendrier trahit l'erreur. La Terre atteint son périhélie, son point le plus proche du Soleil, début janvier. C'est le cœur de l'hiver en Europe, en Amérique du Nord et dans la majeure partie de l'Asie. Si la distance commandait les saisons, toute la planète serait en été au même moment, ce qui n'est pas le cas.

La vraie raison : un axe incliné

La Terre tourne autour d'une ligne imaginaire appelée son axe, et cet axe est incliné d'environ 23,4° par rapport à la perpendiculaire au plan de son orbite. Cette inclinaison pointe presque dans la même direction de l'espace toute l'année, vers un point proche de Polaris, l'étoile Polaire.

Pendant que la Terre fait le tour du Soleil, cette inclinaison fixe fait que chaque hémisphère, à tour de rôle, penche vers le Soleil. Vers juin, l'hémisphère Nord penche vers le Soleil et connaît l'été. Six mois plus tard, de l'autre côté de l'orbite, c'est au tour de l'hémisphère Sud.

Pourquoi pencher vers le Soleil réchauffe

Deux effets se combinent. D'abord, quand votre hémisphère penche vers le Soleil, celui-ci monte plus haut dans le ciel de midi. Une lumière venue de haut frappe le sol plus directement : le même faisceau d'énergie se répartit sur une surface plus petite. La lumière basse de l'hiver arrive en biais et s'étale, un peu comme le faisceau d'une lampe de poche incliné sur une table.

Ensuite, les jours sont plus longs. Plus d'heures de Soleil et moins d'heures d'obscurité signifient que le sol et l'air gagnent plus de chaleur qu'ils n'en perdent. Les océans et les terres mettent du temps à se réchauffer et à se refroidir, c'est pourquoi les semaines les plus chaudes arrivent en général environ un mois après le solstice de juin, et non le jour même.

Solstices et équinoxes

Un solstice est le moment où le Soleil atteint son point le plus au nord ou le plus au sud dans notre ciel. Le solstice de juin, le 20 ou le 21 juin, apporte le jour le plus long de l'année au nord et le plus court au sud. Le solstice de décembre, le 21 ou le 22 décembre, fait l'inverse.

Un équinoxe est le moment où le Soleil franchit l'équateur céleste, la projection de l'équateur terrestre sur le ciel. Cela se produit vers le 20 mars et le 22 ou 23 septembre. À ces dates, le Soleil se lève presque plein est et se couche presque plein ouest partout sur Terre.

Les dates varient d'un jour environ d'une année à l'autre, car notre année civile ne correspond pas exactement à une orbite de la Terre. Les années bissextiles remettent les dates en place.

La durée du jour au fil de l'année

La durée du jour varie le plus loin de l'équateur. À Istanbul, vers 41° nord, le solstice de juin apporte environ 15 heures de jour et celui de décembre environ 9 h 15. Près de l'équateur, les jours restent proches de 12 heures toute l'année, et les saisons s'y définissent davantage par la pluie que par la température.

À l'intérieur des cercles polaires arctique et antarctique, vers 66,6° de latitude, le Soleil peut rester levé une journée entière ou plus en été et rester sous l'horizon en hiver. C'est le Soleil de minuit et la nuit polaire.

Petite surprise : même un jour d'équinoxe, le jour dure quelques minutes de plus que 12 heures. L'atmosphère terrestre courbe la lumière du Soleil, si bien que nous le voyons un peu avant son vrai lever et un peu après son vrai coucher, et le lever est compté à partir du bord supérieur du Soleil, non de son centre.

Des saisons opposées dans chaque hémisphère

Comme les hémisphères penchent à tour de rôle vers le Soleil, leurs saisons sont toujours opposées. Quand c'est l'été en Turquie, c'est l'hiver en Australie, en Argentine et en Afrique du Sud. À Sydney, Noël se fête à la plage.

Cela inverse aussi les noms. Le solstice de juin est souvent appelé solstice d'été, mais seulement au nord. Les astronomes préfèrent nommer solstices et équinoxes d'après le mois, pour que les termes conviennent à tout le monde.

Constatez-le vous-même

Vous pouvez suivre le changement des saisons sans aucun matériel. Une fois par mois, notez où le Soleil se couche sur votre horizon, en prenant un arbre ou un bâtiment comme repère. Au fil de l'année, le point de coucher se déplace vers le nord jusqu'en juin et vers le sud jusqu'en décembre, puis marque une pause près de chaque solstice.

Vous pouvez aussi mesurer la longueur de l'ombre d'un bâton au midi local. Dans l'hémisphère Nord, l'ombre est la plus courte près du solstice de juin et la plus longue près du solstice de décembre. Ne regardez jamais directement le Soleil pendant l'expérience ; observez l'ombre, pas le Soleil. Si vous voulez un jour regarder le Soleil lui-même, utilisez uniquement un filtre solaire certifié conforme à la norme ISO 12312-2.