Les saisons,
ce n’est pas une question de distance entre la Terre et le Soleil
Dans la zone tempérée de l’hémisphère Nord où nous nous trouvons, le printemps, l’été, l’automne et l’hiver rythment l’année. Ces quatre saisons, bien marquées, sont caractérisées chacune par des évolutions de la végétation et des températures moyennes quotidiennes.
Ailleurs sur le globe terrestre, le phénomène “saisons” existe mais se manifeste de manières très différentes.
Qui douterait que le Soleil soit à l’origine de ces changements d’une saison à l’autre ?
Nous vous proposons de découvrir comment il intervient.
Quelques informations qui éliminent absolument l’intervention du facteur “distance Terre-Soleil”
Cette distance est de 152 millions de km quand débute notre été et de 147 millions de km quand l’hiver commence chez nous dans l’hémisphère Nord ! Concluant pour exclure un effet de la distance ? Pas si sûr ! Car dans l’hémisphère Sud ça va dans l’autre sens ! Quand c’est l’hiver chez nous c’est l’été là-bas !
De plus 5 millions de km plus près rapportés à 150 millions ce n’est pas énorme : cela fait seulement un peu plus de 3% d’écart. Ce n’est pas suffisant pour expliquer un phénomène “saisons” si important dans ses conséquences.
Négliger la différence est encore plus évident si on représente la trajectoire de la Terre autour du Soleil.
Impossible de croire encore à l’importance de la variation de la distance Terre-Soleil et à son influence sur les saisons !
Une expérience pour montrer comment le Soleil intervient dans les changements de saisons
Pour mettre en évidence cette intervention, vous aurez besoin de :
- un tube de carton
- un support orientable (une lampe de bureau orientable convient ou une « poignée » bricolée avec du fil de fer pour manipuler le tube)
- une feuille de papier blanc
- du ruban adhésif
et surtout d’une journée ensoleillée !
Installation du dispositif pour des observations à faire tout au long d’une journée
Fixez le tube de carton sur le support orientable avec du ruban adhésif ou tenez-le par la poignée (photo 1).
Installez ce dispositif face au Soleil et orientez le tube jusqu’à obtenir une tache de lumière entourée d’une ombre fine du tube (photo 2).
Les rayons de Soleil sont alors bien parallèles à l’axe du tube et ce dernier isole ainsi un faisceau de rayons, le même tout au long de l’expérience quand l’ombre du tube est bien fine.
Observez maintenant l’ombre du tube sur la feuille de papier dessin placée sur un support horizontal (sol ou table). Quand la mise au point est faite (ombre fine photo 3), dessinez le contour de la tache de lumière sur la feuille de papier.
Au bout de 3 heures, recommencez la mise en place du tube et le dessin du contour de la tache de la lumière (en un autre endroit du papier). Puis une autre fois encore plus tard dans la journée (photo 4).
Vos constats
Vous constatez que cette variation de forme est directement liée à la hauteur du Soleil dans le ciel (qui est bien montrée par l’inclinaison du tube) : le matin ou à son coucher, le Soleil est proche de l’horizon et la tache est très allongée (le tube est peu incliné sur l’horizontale), tout au long de la matinée la tache est de moins en moins ovale (le tube doit être redressé), à midi sa forme est proche d’un disque (le tube se rapproche de la verticale), pour ensuite s’ovaliser à nouveau de plus en plus jusqu’au coucher du Soleil.
En même temps vous observez que la tache lumineuse correspondante est d’autant moins éblouissante que l’ovale devient plus aplati et plus grand.
Vous remarquez que la forme de la tache lumineuse varie d’un petit ovale au contour presque circulaire à un grand nettement plus elliptique. Vous pouvez découper les différentes taches selon le tracé que vous avez enregistré et les superposer pour comparer leur surface.
C’est comme pour la confiture ! Avec une cuillerée de confiture, certains préfèrent la tartiner en couche épaisse sur une petite tranche de pain, d’autres en couche plus fine sur une large tranche.
Conclusion Locale Provisoire (CLP) :
La même quantité de lumière venant du Soleil, celle qui passe dans le tube, s’étale sur une surface plus ou moins grande selon l’inclinaison des rayons du Soleil par rapport au papier : plus le rayonnement reçu par la Terre est étalé, moins il est important par unité de surface.
Cette conclusion, tirée d’une observation faite sur une journée, est transposable à l’année entière en lui associant un constat que vous avez certainement fait, le Soleil monte plus haut et reste plus longtemps dans le ciel en été qu’en hiver : l’explication des saisons se trouve dans cette différence !
À présent vous êtes sans doute convaincus que la variation de la distance Soleil-Terre n’est pas à l’origine des saisons sur la Terre.
Mais alors, à quoi sont-elles dues ?
On vous l’a probablement déjà dit au cours de votre scolarité, mais vous ne vous l’êtes pas approprié. Et vous n’êtes pas le seul dans ce cas ! Voyez si vous vous retrouvez dans les témoignages de l’article … (lien avec l’article sur les saisons.)
Nous vous proposerons bientôt un “Menu du Jour“ consacré au duo Soleil et Terre.