Tout le monde a déjà vu un globe terrestre, ou une carte, et systématiquement on peut y voir marqué divers cercles ou lignes : l’équateur, les tropiques du Cancer et du Capricorne, ainsi que les cercles polaires Arctiques et Antarctique.
L’équateur marque le cercle où l’on passe d’un hémisphère à un autre : il est facile à comprendre. Mais les autres ? D’où sortent-ils, et pourquoi sont-ils placés où ils sont ?
Les cercles tropicaux
Les tropiques du Cancer et du Capricorne sont nommés d’après des constellations dans le ciel les jours de solstice d’été. Leurs noms sont totalement arbitraires (le capricorne vient de la mythologie et le cancer est un genre de crabe), vu que les constellations ne sont que le fruit de l’imagination de nos ancêtres. Par rapport à l’équateur, les tropiques sont situés à 23° de part et d’autre de l’équateur. Cet angle ne sort pas de nulle part : il correspond à l’angle d’inclinaison de la Terre avec le plan de l’écliptique : la Terre est inclinée d’environ 23°.
Du fait de cette inclinaison, les rayons du Soleil n’arrivent pas à la verticale partout tout le temps : seules certaines régions, proches de l’équateur, ont cette particularité. En France métropolitaine par exemple, cela n’arrive jamais. Mais en descendant progressivement vers l’équateur, il arrive une latitude où, au moins une fois dans l’année, le Soleil se trouve au zénith (à 90° dans le ciel) : cette latitude (+23°), c’est le tropique du Cancer. En continuant vers le sud, on passe par le tropique du Capricorne, au sud de l’équateur, qui est alors la latitude négative (−23°) la plus basse où l’on peut espérer voire le soleil au zénith. Entre les deux tropiques, le Soleil se trouve au zénith deux fois par an.
Position des tropiques par rapport à l’équateur à cause de l’inclinaison terrestre (image)
Les cercles arctiques
De même, ces cercles ont une origine induite par l’inclinaison de la Terre : lors du solstice d’été, le cercle polaire passe par le point qui reçoit les rayons du Soleil de façon parallèle, le plus au nord possible. Donc quand quelqu’un est placé du côté du Soleil sur un tropique un jour de solstice à midi et reçoit les rayons de Soleil de façon perpendiculaire avec le sol, quelqu’un situé sur le cercle polaire dans le même hémisphère mais du côté nuit à minuit, alors les rayons du Soleil seront parallèles avec le sol.
De plus, à l’inverse de l’équateur qui marque la région où les jours et la nuit durent constamment la même durée de 12 h, le cercle polaire marque la région où l’écart entre la nuit et le jour sont le plus grand. Sur le cercle arctique, au solstice d’été, la nuit dure exactement 0 s et le soleil ne se couche pas du tout.
Aller d’avantage vers le nord signifie donc qu’il existe des périodes de plusieurs jours où le Soleil ne se couche pas. Au pôle Nord, cette période dure même 6 mois entiers (l’inverse a lieu pour le pôle sud).
Position des cercles polaires par rapport à l’équateur à cause de l’inclinaison terrestre (image)
Pour résumer
Les tropiques sont les régions les plus éloignées de l’Équateur et où le Soleil arrive, au moins une par an, à la verticale dans le ciel.
Le cercle polaire est la région la plus éloignée de l’équateur où il existe une alternance quotidienne entre jour et nuit. Au delà, certaines nuits et certains jours ne sont pas marqués par le coucher ou le lever du Soleil.
Pour l’anecdote, sachez que l’inclinaison de la Terre varie très légèrement au fil des siècles.
La position des tropiques et des cercles arctiques varient donc également très légèrement (quelques mètres) au fil des ans. Leur position est d’ailleurs recalculée tous les ans.
Enfin, je rappelle (mais j’espère que c’est inutile) que les saisons ne sont dues qu’à l’inclinaison de la Terre, et pas du tout au fait que la Terre se trouve plus ou moins prés du Soleil. Ceci arrive, mais la variation est trop faible, en plus d’être inversée : dans l’hémisphère nord est on plus éloigné du Soleil en été et plus rapproché en hiver.
L’île Clipperton1, anciennement île de la Passion, est une possession française composée d'un unique atoll situé dans l'océan Pacifique, à 10 677 kilomètres de Paris, à 5 400 kilomètres de Papeete, sur l'île de Tahiti, et à 1 081 kilomètres au sud-ouest de l'État du Michoacán, au Mexique. Son lagon est le seul d'eau douce au monde2.L'Île Clipperton est aussi la seule possession française du Pacifique nord3. Cette île est le quatrième territoire français du Pacifique et le cinquième de l'outremer français par son extension maritime4. https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%
Dates et heures précises des solstices et équinoxes
La page présente les dates précises des équinoxes et des solstices de
l'année courante et des années à venir, jusqu'en 2025. Ces données sont
fournies par l'Institut de mécanique céleste et de calcul des
éphémérides (IMCCE). Les heures indiquées sont les heures locales à Paris.
Principes des solstices et des équinoxes
L'équinoxecorrespond à moment de l'année où le
soleil se trouve au zénith à l'équateur terrestre, la terre se trouve
alors à angle droit (en prenant les pôles) avec les rayons du soleil. Le
jour et la nuit ont alors la même durée.
Le solstice correspond au moment de l'année où les
rayons du soleil touchent la Terre avec l'angle le plus incliné. Le
solstice d'été représente la journée la plus longue, et le solstice
d'hiver la plus courte.
Les images illustrent le fonctionnement des équinoxes dans
l'hémisphère nord (été et hiver sont inversés dans l'hémisphère sud),
source vidéo Youtube.
Notez bien que la terre garde un angle d'inclinaison constant, le
changement d'angle dans la vidéo permet seulement de mieux illustrer le
phénomène.
https://www.youtube.com/watch?v=XY6XWt2HRLA
dimanche 28 avril 2013
l'équation du temps,
Pourquoi
le jour n'a-t-il pas toujours la même durée?
Variations du
jour entre deux levers ou deux couchers de soleil
Le jour, mesuré d'un lever de soleil au suivant, ou
d'un coucher de soleil au suivant, n'a pas une longueur constante au cours de
l'année. Ce phénomène est lié à celui des saisons : la journée raccourcissant de
l'été à l'hiver dans l'hémisphère Nord, le Soleil se lève de plus en plus tard,
puis le mouvement s'inverse après le solstice d'hiver.
Donner l'explication
complète de ce phénomène revient donc à expliquer celui des
saisons.
Pour cela, il faut nous transporter dans l'espace, et
observer la Terre dans son mouvement autour du Soleil.
La cause des saisons est que l'axe de rotation de la Terre n'est pas
perpendiculaire au plan de son orbite autour du Soleil (nommé plan de
l'écliptique), mais incliné d'environ 23 degrés, de sorte que les deux hémisphères
sont inégalement éclairés.
Du 21 mars (équinoxe de printemps) au 23 septembre (équinoxe d'automne), toutes
les latitudes de l'hémisphère Nord passent plus longtemps dans la lumière que
dans l'ombre, avec un maximum au solstice d'été, et vice versa dans
l'hémisphère Sud.
De l'équinoxe d'automne à l'équinoxe de printemps, c'est l'inverse.
C'est seulement aux équinoxes que journée et nuit deviennent égales à toutes
les latitudes.
Quant à la durée du jour compté entre deux levers de soleil, elle est minimale
à l'équinoxe de printemps, lorsque l'avance du soleil levant par rapport à la
veille est la plus importante ; cette avance quotidienne du matin diminue
jusqu'au solstice d'été où elle s'annule (les journées cessant de s'allonger),
puis se transforme en retard croissant, jusqu'à l'équinoxe d'automne, où le
jour compté d'un lever de soleil au suivant est maximal.
Le retard du matin par rapport à la veille décroît ensuite jusqu'au solstice
d'hiver, puis se transforme en avance croissante jusqu'à l'équinoxe de
printemps.
Variations du
jour compté entre deux passages du Soleil au méridien
II reste à expliquer pourquoi la durée du jour compté
entre deux passages du Soleil au méridien n'est pas égale au long de l'année.
Pour cela, nous devons nous intéresser à la forme de l'orbite que décrit
annuellement la Terre autour du Soleil : cette orbite n'est pas un cercle, mais
une ellipse dont le Soleil occupe un des foyers.
Son excentricité est en fait assez faible, c'est-à-dire qu'elle est assez
proche d'un cercle, mais nous l'avons exagérée sur le schéma suivant pour la
commodité de l'explication.
Le caractère elliptique des orbites planétaires est une découverte de
l'astronome Johannes Kepler (1571-1630).
Kepler (2° loi)énonça aussi la loi du déplacement de la Terre et des
autres planètes sur leur orbite, nommée « loi des aires » : si l'on note
"S" le centre du Soleil et "T" celui de la Terre, l'aire
balayée par le rayon ST est proportionnelle au temps.
Elle est donc constante pour un intervalle de temps donné.
Cette loi implique que la Terre se déplace d'autant plus lentement qu'elle est
loin du Soleil (grand rayon ST), et d'autant plus vite qu'elle en est proche
(petit rayon ST).
Actuellement, la Terre atteint le point le plus proche du Soleil (périhélie)
vers le 2 janvier, et le point le plus éloigné (aphélie) vers le 2 juillet
(notez que la proximité du Soleil n'est pas la cause des saisons). Elle
parcourt donc son orbite plus rapidement en hiver qu'en été.
On a représenté ici l'orbite terrestre elliptique avec une excentricité
fortement exagérée.
La Terre est notée T, et le Soleil S.
Le temps mis par la Terre pour aller de T1 à T2 est le même que celui mis pour
aller de T'1 à T'2, car les aires colorées S-T1-T2 et S-T'1-T'2 sont égales.
Cela se traduit par une vitesse plus faible à l'aphélie (T'1) qu'au périhélie
(T1). En quoi ces
variations de la vitesse de la Terre sur son orbite affectent-elles la longueur
du jour ?
La Terre tourne sur elle-même avec une grande
régularité. Quand elle a effectuée une rotation complète, elle reprend la même
position par rapport aux étoiles (c'est le jour sidéral, qui dure environ 23
heures 56 minutes et 4 secondes), mais pas par rapport au Soleil, puisqu'elle a
plus ou moins avancé sur son orbite dans l'intervalle.
Pour que le Soleil repasse au méridien, la Terre doit tourner encore un peu sur
elle-même.
Plus la Terre a avancé sur son orbite, c'est-à-dire plus elle s'est déplacée
vite, plus elle devra tourner sur elle-même pour retrouver la même position par
rapport au Soleil. Du fait de la plus grande vitesse de la Terre en hiver, la
durée qui sépare deux midis vrais consécutifs est plus grande au début de
l'hiver qu'au début de l'été.
Ces variations de la vitesse orbitale de la Terre sont une première cause de
variation de la durée du «rattrapage », et donc de la longueur du jour. Elle
est nommée équation du centre, et correspond à la courbe notée "C"
sur le graphique de l'équation du temps.
En fait, la situation que nous venons de décrire
est compliquée par l'inclinaison de l'axe de la Terre sur le plan orbital (plan
de l'écliptique), qui fait avec le plan équatorial un angle d'environ 23 degrés (Représentation de gauche). Dans l'intervalle d'une rotation de la
Terre, le Soleil semble s'être déplacé sur la voûte céleste le long de
l'écliptique. Or la rotation du plan méridien pour rattraper le Soleil se
mesure dans le plan équatorial. Il faut donc projeter le petit déplacement du
Soleil de l'écliptique sur l'équateur céleste, et la projection orthogonale à
la surface d'une sphère comme la voûte céleste est moins simple que dans le
plan (Représentation de droite).
Même si le Soleil se déplaçait à vitesse égale sur l'écliptique (et nous avons
vu que sa vitesse varie en fait avec les saisons), ce ne serait pas le cas
de sa projection sur l'équateur. Cette différence entre l'angle décrit par le Soleil dans son mouvement
quotidien le long de l'écliptique et l'angle dont a tourné le plan méridien
d'un midi au suivant, mesuré le long de l'équateur, n'est nulle qu'aux
solstices et aux équinoxes. Elle est nommée «réduction à l'équateur», et
correspond à la courbe notée "R" sur le graphique de l'équation du temps
À gauche: On a figuré ici la voûte céleste telle qu'elle
apparaît à la latitude moyenne de la France (45 degrés), en automne, à l'heure
où le point vernal (noté y) se lève sur l'horizon. L'ensemble du ciel semble
tourner autour des pôles célestes, dans le sens inverse de celui de la rotation
de la Terre, et le Soleil, entraîné par ce mouvement apparent, décrit une
trajectoire quotidienne à peu près parallèle à l'équateur céleste (ligne
jaune). À midi vrai, il coupe le méridien céleste, ligne Nord-Sud passant par
le Zénith.
Mais, à cause du mouvement orbital de la Terre, il se déplace en même temps
lentement sur le fond des étoiles, décrivant en une année un cercle nommée écliptique
(cercle orange). Il traverse l'équateur céleste deux fois dans l'année, aux
équinoxes de printemps et d'automne (points y et y'). A droite : La projection orthogonale sur l'équateur céleste du petit
déplacement quotidien du Soleil sur l'écliptique (de A à B) définit l'angle
supplémentaire dont doit tourner le plan méridien, après un tour complet, pour
rattraper le Soleil (de A' à B'). Ces deux quantités ne sont égales qu'aux
solstices et aux équinoxes.
La somme de l'équation du centre et de la réduction à l'équateur (courbes C et
R) donne ce qu'on nomme « l'équation du temps » (courbe E). Elle indique la
différence entre le Soleil « vrai » et un Soleil « moyen », dont la projection
sur l'équateur céleste aurait une vitesse constante. Si l'on veut passer de
l'heure lue sur un cadran solaire à l'heure solaire moyenne, il faut appliquer
cette correction. Sur certains cadrans solaires, cette courbe apparaît repliée
sur elle-même en forme de huit, et elle est alors nommée courbe en huit.
On peut s'étonner de voir apparaître des écarts entre le midi moyen (temps
civil local) et le midi vrai (au Soleil) de l'ordre du quart d'heure, alors que
d'un jour à l'autre, la différence n'excède pas une demi-minute. En fait, une
succession de jours excédentaires de quelques dizaines de secondes fait que
l'écart s'accroît rapidement.
http://olravet.fr/telechargement.php
vendredi 19 avril 2013
Whééé, on va avoir la 3D à la télé !!!
Mais pour cela il faut des lunettes spéciales,UNE image pour chaque œil ! Le cerveau recompose.
Mais, comment ça marche ?
C’est une représentation en images de synthèse(numérique), du relief ou des imagesstéréoscopiques (décalées). Une image différente par œil !
Curieux Cette image passe de + X à – X selon la façon dont on la regarde.
Là, on est dans la diagonale du plan simple, (2 D) X, Y.
Bon, assez rêvé, revenons sur terre !!! Prenons une carte routière, le cadastre ou la carte d’un atlas géographique, c’est du 2 D ! L’échelle est la même, en X ou Y ; longueur, largeur ou … ! Si il n’y a que deux unités, 2D(en géographie,) c’est forcément, et vu de dessus :
-Longueur,
-Largeur.
Mais, il y a la carte IGN ! anciennement dite "d'état major"
Effectivement, ce sont les cartes les plus déraillées au monde, et d’une précision !, mais elles flirtent avec la 3 D ; Leurs détails altimétriques ne font que les embellir et leur donner vie. LES PLUS BELLES !
On les étudiera plus tard, car il y a conflit d’échelles entre X, Y et Z.
On verra par la suite la TOPOGRAPHIE !
Que dit la chanson ? :
Et un pas en avant, un pas en arrière,
Un pas sur le coté, un pas de l’autre coté!
Ça veut dire quoi ?
Bon, c’est midi ; j’ai le soleil dans le dos (hémisphère nord) :
-Un pas en avant, (vers le nord) , (+Y)
-Et un pas en arrière,(vers le sud) , (- Y)
Puis : un pas sur le coté (à gauche) (vers l’ouest), (- X) - Un pas de l’autre coté (à droite) (vers l’est) , (+ X)
Nous sommes sous le soleil (05/05/2013 ou 07/08/2013)
Le trait vertical passant par la France et l’Angleterre (Greenwich) est le méridien d’origine (longitude). Il passe par les pôles nord et sud.
Les cinq traits horizontaux sont des parallèles. L’équateur étant le parallèle d’origine (0°). L'équateur terrestre est un parallèle, une ligne imaginaire tracée autour de la Terre, à mi-chemin de ses pôles. Il marque la séparation entre l'hémisphère nord et l'hémisphère sud. La latitude de l'équateur est par définition de zéro degré. Il s'agit également d'un grand cercle, le seul parallèle qui le soit dans ce cas. (wikipedia)
Il est perpendiculaire à l’axe de rotation. Un peu comme une orange coupée en deux.
la terre est bleue.
La terre est bleue comme une orange Jamais une erreur les mots ne mentent pas Ils ne vous donnent plus à chanter Au tour des baisers de s’entendre Les fous et les amours Elle sa bouche d’alliance Tous les secrets tous les sourires Et quels vêtements d’indulgence À la croire toute autour du cou Un collier de fenêtres Des ailes couvrent les nue.
Les guêpes fleurissent vert L’aube se passe feuilles Tu as toutes les joies solaires Tout le soleil sur la terre Sur les chemins de ta beauté.
Les tropiques sont deux lignes théoriques du globe terrestre, parallèles à l'équateur, dont elles sont séparées de part et d'autre de 23° 26' de latitude : le tropique du Cancer au Nord, et le tropique du Capricorne au Sud (les noms de Cancer et Capricorne ont été attribués selon la position du Soleil dans le zodiaque). On désigne aussi sous le nom de tropiques les régions du monde situées près de ces lignes, en particulier les zones littorales et les îles de ces régions. L'emplacement exact des tropiques varie avec l'inclinaisonde la terre sur son orbite.(wikipedia)
Les SAISONS; les balises. à chacune son zenith ! (waypoint, of course)
L’orbite terrestre n’est pas tout à fait circulaire et la vitesse de déplacement angulaire de la Terre autour du Soleil dépend donc de sa position (deuxième loi de Kepler). En conséquence, les saisons ont une durée inégale :
été boréal (hiver austral), du solstice de juin à l’équinoxe de septembre : 93,7 jours ;
automne boréal (printemps austral), de l’équinoxe de septembre au solstice de décembre : 89,9 jours ;
hiver boréal (été austral), du solstice de décembre à l’équinoxe de mars : 89,0 jours.(wikipedia)
NORD : boréal > septentrional SUD : austral > midi > meridional ZENITH : au dessus de ta tête, la verticale absolue du point où tu es.
L'opposé (sous tes pieds) est le NADIR.
Ne pas confondre avec antipode... Quoique: l e ZENITH de l'un étant le NADIR de l'autre !!!
printemps > Equinoxe (le jour égal à la nuit). Deux fois par an !
le soleil est au dessus de l'équateur. C'est un point vernal.
Ce(s) jour(s) là le soleil se lève exactement à l'est (levant); et se couche à l'ouest (ponant). Une année connait deux équinoxes : le premier entre le 19 et le 21 mars, le deuxième entre le 21 et le 24 septembre (voir plus bas). Par extension[réf. souhaitée], on appelle équinoxes les jours de l'année pendant lesquels se produisent ces passages au zénith. Les dates des équinoxes sont liées par convention à celles du début du printemps et de l'automne. (wikipedia)
puis le soleil escalade les parallèles...
été > Solstice, mais pour le nord seulement. Pour le sud c'est l'hiver !
l'ensoleillement est à son maximum dans l'hémisphère nord,le soleil est au zénith du tropique du Cancer. (facile à retenir caNcer avec un Npour Nord.).
Ce jour là HORS ZONE TROPICALE à midi le soleil indique le sud.
Nous verrons par la suite pour les cas particulier de la zône inter-tropicale.
Le solstice est un événement astronomique qui se produit lorsque la position apparente du Soleil vu de la Terre atteint son extrême méridional ou septentrional.
Les jours avoisinants le solstice d'été sont les plus longs de l'année, tandis que ceux proches du solstice d'hiver sont les plus courts de l'année. Les dates des solstices d'hiver et d'été sont inversées pour les hémisphères nord et sud, ainsi bien sûr que les saisons.
Une année connaît deux solstices : le premier entre le 20 et le 22 juin, le deuxième entre le 20 et le 22 décembre. Par extension, les solstices désignent les jours de l'année pendant lesquels ils se produisent. La date des solstices correspond au début de l'été ou de l'hiver astronomique. (wikipedia)
et il redescend... et de nouveau :
automne > Equinoxe (le jour égal à la nuit).
le soleil est au dessus de l'équateur. C'est un point vernal.
Ce(s) jour(s) là le soleil se lève exactement à l'est (levant); et se couche à l'ouest (ponant).
comme j'ai dit tout à l'heure (Boby Lapointe)
et il descend toujours...
L'hiver > Solstice, mais pour le nord seulement. Pour le sud c'est l'été ! l'ensoleillement est à son minimum dans l'hémisphère nord, le soleil est à la verticale du tropique Capricorne (pour le sud). Ce jour là, dans l'hémisphère nord à midi le soleil, bas sur l'horizon indique le sud,
Nous verrons par la suite pour les cas particulier de la zône inter-tropicale. comme j'ai dit tout à l'heure (Boby Lapointe)
puis le soleil escalade à nouveau les parallèles...
jusqu'à la fin des temps !
Et voila un an de passé !
L'année civile standard n'est que de 365 jours ; l'année tropique est d'environ 365,2422 jours. Les solstices se produisent donc quasiment six heures plus tard d'une année sur l'autre. Les années bissextiles permettent de décaler les dates de solstices d'une journée tous les quatre ans. (wikipedia)
alors, c'est tous les jours chaque année ! (COLUCHE le coucher de soleil.)
Faire avec photo shop, petit soleil sur chaque tropique/equateur.
Faire gif.
sphère céleste, et positionner le Soleil sur celle-ci). Avec cette double visée, qui revient à déterminer le temps sidéral, il est possible de déterminer le moment où le Soleil passe à 90° du point vernal (intersection de l'écliptique et de l'équateur), avec la précision de la mesure (sensiblement, un jour par degré).
