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Jours de solstices et équinoxes

Jours de solstices et équinoxes

Aux yeux de l'observateur terrestre, le Soleil décrit une trajectoire circulaire
- plus ou moins étendue, plus ou moins inclinée, selon l'époque de l'année.
Les solstices d'hiver et d'été en matérialisent le périgée et l'apogée,
les équinoxes de printemps et d'automne, les positions intermédiaires.
Aidés d'outils modernes, déterminons la survenue de ces instants clés ...

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point En résumé

La succession des saisons de l'année, l'alternance des périodes de sécheresse et d'humidité, de chaleur, de tiédeur et de froideur, régulent la vie sur Terre - tant à la surface des continents qu'au fond des océans. Elles résultent de lentes mais inexorables variations de durée et d'intensité de l'ensoleillement quodidien. En d'autres termes, de la trajectoire que notre Soleil semble décrire au-dessus de l'horizon terrestre. Une trajectoire qui chaque jour diffère : plus ou moins étendue et inclinée, suivant l'époque de l'année.

Le solstice d'hiver, l'équinoxe de printemps, le solstice d'été et l'équinoxe d'automne, constituent, aux latitudes intermédiaires, les points d'orgue de chacune des saisons de l'année. Leur survenue matérialise des instants clés, auxquels le Soleil occupe des positions particulières : extrêmes ou intermédiaires, deux à deux opposées, sur la voûte céleste centrée sur notre Terre.

Variation d'ensoleillement de la Terre au cours de l'année
Variation d'ensoleillement de la surface terrestre au fil de l'année (à 13h GMT),
du solstice d'hiver (à gauche) au solstice d'été (à droite) en passant par l'équinoxe de printemps (au centre).

C'est à déterminer avec précision les instants auxquels surviennent l'équinoxe de printemps, le solstice d'été, l'équinoxe d'automne et le solstice d'hiver depuis l'an 4713 avant notre ère que vous invite ce logiciel. Pour ce faire, il combine divers algorithmes d'astrométrie (relatifs au positionnement des astres sur la voûte céleste) empruntés aux articles scientifiques dont la liste figure ci-après.

L'accès à l'interface d'utilisation de ce logiciel est payant : 7,50 euros, réglables sur le serveur sécurisé de PayPal (paiement par compte PayPal ou par compte bancaire). Ce montant comprend un accès illimité dans le temps à l'interface d'utilisation de ce logiciel ainsi que l'accès gratuit à de futures mises à jour. Des tests gratuits de ce logiciel sont disponibles au sein l'Espace Client Culture Diff'.

Prix : 7,50 euros

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point Dans le détail ...

« E pur, si muove ! » - littéralement "Et pourtant, elle tourne !" -, s'exclama Galileo Galilei au lendemain de son procès intenté pour hérésie. Oui, elle tourne, notre Terre. Sur elle-même, tout d'abord. Autour du Soleil, ensuite. Aux yeux de l'observateur terrestre, c'est toutefois le Soleil qui semble effectuer cette rotation quotidienne et cette révolution annuelle autour de notre planète. En effet : n'apparaît-il pas chaque matin à l'est du ciel avant de culminer dans le méridien du lieu puis de disparaître sous l'horizon occidental le soir venu ? A l'instar des autres étoiles, notre Soleil semble donc parcourir le ciel d'est en ouest. Toutefois, au contraire des autres étoiles, notre Soleil décrit une trajectoire chaque jour différente - plus ou moins étendue selon la saison - aux latitudes intermédiaires s'entend (*):

  • point aux alentours du solstice d'été en effet, il apparaît dans l'angle nord-est du ciel, culmine non loin du zénith puis disparaît dans l'angle nord-ouest du ciel. A cette époque de l'année, notre Soleil décrit donc la trajectoire la plus longue qui soit. La durée des journées s'en ressent, la température de l'air également.
  • point au solstice d'hiver en revanche, notre Soleil apparaît dans l'angle sud-est du ciel, culmine à faible hauteur au-dessus de l'horizon puis disparaît dans l'angle sud-ouest du ciel. A cette époque de l'année, le Soleil décrit donc la trajectoire la plus brève qui soit. S'ensuivent des journées de courte durée et des températures extérieures fraîches, voire glaciales.
  • point aux équinoxes de printemps et d'automne enfin, le Soleil se lève précisément à l'est du ciel et disparaît plein ouest. La durée du jour avoisine les 12 heures. L'air extérieur affiche une température intermédiaire entre l'hiver et l'été.


(*) Au niveau des pôles terrestres, le Soleil semble décrire une trajectoire strictement parallèle à l'horizon, dont la hauteur au-dessus de l'horizon varie au fil des saisons de l'année. S'ensuit l'alternance d'une journée de 24 heures et d'une nuit de 24 heures, entrecoupées d'une période crépusculaire (cf La succession du jour et de la nuit sur Terre).

Variations de trajectoire du Soleil au fil de l'année
Variation de la trajectoire apparente du Soleil au fil des saisons de l'année aux latitudes intermédiaires.

La carte interactive ci-après affiche les zones terrestres éclairées par le Soleil à l'instant considéré (date du jour et heure de Greenwich). Faites varier l'heure du jour, le jour et le mois de l'année en cours et observez les effets de ces variations sur l'ensoleillement des différentes zones terrestres : continents, océans, équateur, latitudes polaires, etc. La transition d'une saison à la suivante vous apparaîtra évidente.

Simulation des variations d'ensoleillement des différentes zones terrestres au fil des heures de la journée et des saisons de l'année (**).
Par défaut, l'affichage concerne l'instant présent. Modifiez la date et l'heure GMT en positionnant vos curseurs sur les zones du formulaire ci-après :




(**) Le script de détermination des zones de jour et de nuit a été emprunté à Jean-Marc Viglino. Il est protégé par la licence OpenSource BSD compatible CeCILL-B.

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C'est à déterminer avec précision les instants auxquels surviennent l'équinoxe de printemps, le solstice d'été, l'équinoxe d'automne et le solstice d'hiver depuis l'an 4713 avant notre ère que vous invite ce logiciel. Pour ce faire, il combine divers algorithmes d'astrométrie (relatifs au positionnement des astres sur la voûte céleste) empruntés aux articles scientifiques dont la liste figure ci-après.

L'accès à l'interface d'utilisation de ce logiciel est payant : 7,50 euros, réglables sur le serveur sécurisé de PayPal (paiement par compte PayPal ou par compte bancaire). Ce montant comprend un accès illimité dans le temps à l'interface d'utilisation de ce logiciel ainsi que l'accès gratuit à de futures mises à jour. Des tests gratuits de ce logiciel sont disponibles au sein l'Espace Client Culture Diff'.

Prix : 7,50 euros

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point Ressources bibliographiques

Borkowski, K.M., "ELP 2000-85 and the Dynamical Time - Universal Time Relation", Astronomy and Astrophysics, 205 (1988), L8-L10.
Bureau des Longitudes, "Introduction aux Ephémérides Astronomiques", EDP Sciences 1998.
Centre de Données Astronomiques de Strasbourg : http://cdsweb.u-strasbg.fr .
Chapront-Touzé, Michelle et Chapront, Jean, "Lunar Tables and Programs from 4000 BC to AD 8000", Willmann-Bell, Richmond, 1991, pp 6-7.
JPL Horizons : http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.html.
Simon, J.L., Bretagnon, P., Chapront, J., Chapront-Touzé, M., Francou, G., Laskar, J., "Numerical expressions for precession formulae and mean elements for the Moon and the planets", Astronomy Astrophysics 282, 663-683 (1994).
Stephenson, F.R., "Historical Eclipses and Earth Rotation", Cambridge University Press, Cambridge, 1997.
Stephenson, F.R. et Morrison, L.V., "Long-Term Fluctuations in the Earth's Rotation : 700 BC to AD 1990", Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Ser. A, 351 (1995), 165-202.
Stephenson, F.R. et Morrison, L.V., "Long-Term Changes in the Rotation of the Earth : 700 BC to AD 1980", Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Ser. A, 313 (1984), 47-70.

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