L'alternance des saisons (niveau intermédiaire)

L'alternance des saisons (niveau intermédiaire)

À cause de l'inclinaison axiale de la Terre, l'angle des rayons du Soleil est en changement permanent tout au long de l'année.

Géographie

Mots clés

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Scènes

L'orbite de la Terre

Le changement des saisons est le résultat de l'orbite de la Terre, dont l'axe est incliné, autour du Soleil. L'angle des rayons solaires est en changement constant pendant l'année selon l'emplacement sur Terre, ce qui engendre un réchauffement inégal.

Les rayons solaires ne peuvent atteindre la surface de manière perpendiculaire qu'à midi entre les tropiques, et hors des tropiques cela est impossible.

À cause de l'inclinaison axiale de la Terre, l'angle maximal des rayons solaires (90°) n'est pas toujours à l'équateur, mais se déplace entre les latitudes 23,5° nord et 23,5° sud. Il atteint chacune de ces latitudes une fois par an (lors du Solstice d'Hiver et lors du Solstice d'Eté) mais il se déplace deux fois le long de la bande. Les latitudes s'appellent Tropique du Cancer et Tropique du Capricorne. L'aire entre les deux tropiques est la zone la plus chaude de la Terre, car les rayons solaires y peuvent seulement atteindre la surface de la Terre de façon verticale.

À cause de l'inclinaison axiale de la Terre, à la fois au delà des latitudes 66,5° nord et 66,5° sud, il y a au moins un jour par an où le Soleil ne se couche pas ni ne se lève. Ces deux latitudes sont appelées le Cercle Arctique et le Cercle Antarctique.
Les régions polaires de la Terre (les zones délimitées par les cercles polaires) sont les plus froides, car l'angle des rayons solaires y est le plus faible, et parce qu'une fois par an, les régions subissent une période d'obscurité de 24 heures continues.

Dans les deux zones entre les cercles des tropiques et les cercles polaires l'angle des rayons du Soleil y est de moins de 90°, mais le Soleil s'y lève et s'y couche chaque jour. Les deux régions reçoivent moins de chaleur que les tropiques, mais plus que les régions polaires.

Pendant les équinoxes, le Soleil se lève exactement à l'est et se couche exactement à l'ouest partout sur Terre, et le soleil passe la même quantité de temps au-dessus de l'horizon comme en dessous; par conséquent les jours et les nuits ont la même longueur. Ces jours-là, le Soleil est perpendiculaire à l'équateur.

Au-dessus de chaque tropique, il n'y a qu'un seul jour où le Soleil est perpendiculaire : c'est le solstice.
Ensuite, les tropiques «rendent» le Soleil, ce qui le fait passer plus bas dans le ciel et le «renvoient» vers l'é​quateur. Un an est nécessaire à la Terre pour effectuer un tour autour du Soleil. Par conséquent, les saisons se répètent avec la même fréquence chaque année.

Définitions des notions :

Equinoxe : les deux jours de l'année où la longueur des jours et des nuits sont égales dans les deux hémisphères de la Terre. Ces jours-là, le Soleil est perpendiculaire à l'équateur. L'équinoxe de printemps se produit le 21 mars - le printemps astronomique débute ce jour dans l'hémisphère nord. L'équinoxe d'automne est le 23 septembre - l'automne astronomique commence ce jour-là dans l'hémisphère nord.

Solstice : les deux jours de l'année où le Soleil est à son point le plus élevé et le plus bas au-dessus de l'horizon sur les tropiques. Le 22 juin, le Soleil est perpendiculaire au Tropique du Cancer - l'été astronomique débute ce jour-là dans l'hémisphère nord (dans l'hémisphère sud, l'hiver débute). Le 22 décembre, le Soleil est perpendiculaire au Tropique du Capricorne - l'été astronomique débute ce jour-là dans l'hémisphère sud (et dans l'hémisphère nord, l'hiver débute).

Altitude du Soleil à midi : le point le plus élevé de la trajectoire apparente quotidienne du Soleil dans le ciel ŕ une longitude donnée. Elle change avec les saisons, elle est plus basse en hiver et plus haute en été.

Printemps

Le printemps astronomique commence le 21 mars dans l'hémisphère nord, et se termine le 21 juin. Le 21 mars, les rayons du Soleil touchent la Terre à l'équateur avec un angle droit. Au fil des jours, la zone où les rayons touchent la Terre formant un angle droit se déplace vers le nord et elle se trouve sur le Tropique du Cancer le dernier jour du printemps. L'hémisphère nord se réchauffe de plus en plus.

Pendant ce temps, dans l'hémisphère sud, l'angle du Soleil diminue et la température chute.

Été

L'été astronomique commence le 22 juin dans l'hémisphère nord, le même jour que l'hiver astronomique dans l'hémisphère sud. Ce jour là, le Soleil est directement au-dessus de nos têtes à midi sur le Tropique du Cancer. Cependant, l'angle des rayons solaires est très bas sur le Tropique du Capricorne. Au fil des jours, la zone où le Soleil est directement au-dessus de nos têtes se rapproche de l'équateur. Quand c'est l'été dans l'hémisphère nord, la température augmente plus ici que dans l'hémisphère sud.

L'été dans l'hémisphère nord (et l'hiver dans l'hémisphère sud) se terminent le 23 septembre.

Automne

Le 23 septembre, le Soleil «retourne» vers l'équateur, c'est là que le Soleil est directement au-dessus de nos têtes à midi. L'angle des rayons du soleil diminue graduellement et l'effet de réchauffement diminue aussi jusqu'au 22 décembre.

Dans l'hémisphère sud, cependant, l'angle des rayons du soleil augmente graduellement et l'air se réchauffe de plus en plus.

Hiver

Le 22 décembre, le Soleil est directement au-dessus de nos têtes sur le tropique du Capricorne. Ce jour là, l'été astronomique commence dans l'hémisphère sud, alors que l'hiver commence dans l'hémisphère nord. Au fil des jours, le Soleil «retourne» vers l'équateur.

Quand c'est l'été dans l'hémisphère sud, l'air se réchauffe plus que dans l'hémisphère nord.

L'été dans l'hémisphère sud (et l'hiver dans l'hémisphère nord) se terminent le 21 mars.

Dates nimportantes

Animation

Narration

La température moyenne à un endroit donné de la Terre ne reste pas constante toute l'année. C'est à cause du changement des saisons qui résulte de l'orbite de la Terre autour du Soleil, de la forme sphérique de la Terre et de son inclinaison axiale.

La Terre tourne autour du Soleil sur une orbite elliptique. Il lui faut un an pour faire un tour sur son orbite. Elle est de forme sphérique, ce qui fait que les rayons du Soleil touchent la terre avec des différents angles, ce qui engendre des différences de température.

De l'équateur vers les pôles, l'angle des rayons solaires qui touchent la Terre devient de plus en plus petit. Pendant qu'à l'équateur, l'angle des rayons solaires peut être de 90°, c'est-à-dire un angle droit, aux pôles, cet angle peut être de 0°. Plus cet angle est élevé, plus les rayons solaires chauffent la surface et l'air. Par conséquent, le taux de réchauffement diminue plus on se déplace vers les pôles, et la température chute également.

Cependant, l'orbite de la Terre autour du Soleil et la forme sphérique de notre planète ne sont pas les seules raisons de ces changements saisonniers. L'inclinaison axiale de la Terre y contribue également. Si l'axe de la Terre était perpendiculaire au plan orbital, l'énergie solaire reçue serait constante pendant toute l'année à un point d'une latitude donnée.

En réalité, en décembre, la région entre le Tropique du Cancer et le Cercle Arctique, et en juin la région entre le Tropique du Capricorne et le Cercle Antarctique, l'angle des rayons du Soleil est faible, par conséquent la quantité d'énergie solaire reçue est aussi faible. C'est l'hiver.

En juin, la région entre le Tropique du Cancer et le Cercle Arctique, et en décembre dans la région entre le Tropique du Capricorne et le Cercle Antarctique, l'angle des rayons solaires est près des 90°, ce qui fait que la quantité d'énergie solaire reçue est élevée. C'est l'été. Entre les deux tropiques et près des régions polaires, l'angle des rayons solaires est relativement constant, il n'y a pas de changement important de température pendant l'année.

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