Les raisons des saisons

Le changement de saison est l'un de ces phénomènes que les gens tiennent pour acquis. Ils savent que cela se produit dans la plupart des endroits, mais n'arrêtez pas toujours de penser à la raison pour laquelle nous avons des saisons. La réponse réside dans le domaine de l'astronomie et des sciences planétaires.

La principale raison des saisons est que l'axe de la Terre est incliné par rapport à son plan orbital. Considérez le plan orbital du système solaire comme une plaque plate. La plupart des planètes tournent autour du Soleil sur la "surface" de la plaque. Plutôt que d'avoir leurs pôles nord et sud directement perpendiculaires à la plaque, la plupart des planètes ont leurs pôles inclinés. Cela est particulièrement vrai pour la Terre, dont les pôles sont inclinés de 23,5 degrés.

La Terre peut avoir une inclinaison en raison d'un impact important dans l'histoire de notre planète qui a probablement causé la création de notre Lune. Au cours de cet événement, la Terre infantile a été frappée assez lourdement par un impacteur de la taille de Mars. Cela l'a fait basculer pendant un certain temps jusqu'à ce que le système s'installe. 

La meilleure théorie sur la formation de la Lune dit que la Terre infantile et un corps de la taille de Mars appelé Theia sont entrés en collision au début de l'histoire du système solaire. Les restes ont été projetés dans l'espace et finalement fusionnés pour former la Lune. NASA / JPL-Caltech 
 

Finalement, la Lune s'est formée et l'inclinaison de la Terre s'est stabilisée aux 23,5 degrés qu'elle est aujourd'hui. Cela signifie que pendant une partie de l'année, la moitié de la planète est inclinée loin du Soleil, tandis que l'autre moitié est inclinée vers lui. Les deux hémisphères reçoivent toujours la lumière du soleil, mais l'un l'obtient plus directement lorsqu'il est incliné vers le soleil en été, tandis que l'autre l'obtient moins directement en hiver (lorsqu'il est incliné). 

Ce diagramme montre l'inclinaison axiale de la Terre et comment elle affecte les hémisphères qui sont inclinés vers le Soleil à travers différentes parties de l'année. NASA / CMGlee

Lorsque l'hémisphère nord est incliné vers le soleil, les habitants de cette partie du monde vivent l'été. Dans le même temps, l'hémisphère sud reçoit moins de lumière, donc l'hiver s'y produit. Les solstices et équinoxes sont principalement utilisés dans les calendriers pour marquer le début et la fin des saisons mais ne sont pas eux-mêmes liés aux causes des saisons.

Changements saisonniers

Notre année est divisée en quatre saisons: été, automne, hiver, printemps. À moins que quelqu'un vive à l'équateur, chaque saison offre des conditions météorologiques différentes. Généralement, il fait plus chaud au printemps et en été, et plus frais en automne et en hiver. Demandez à la plupart des gens pourquoi il fait froid en hiver et chaud en été et ils répondront probablement que la Terre doit être plus proche du Soleil en été et plus éloignée en hiver. Cette semble pour faire sens commun. Après tout, lorsque quelqu'un s'approche d'un feu, il ressent plus de chaleur. Alors, pourquoi la proximité du Soleil ne provoquerait-elle pas la saison estivale chaude?

Bien qu'il s'agisse d'une observation intéressante, elle conduit en fait à une mauvaise conclusion. Voici pourquoi: la Terre est la plus éloignée du Soleil en juillet de chaque année et la plus proche en décembre, donc la raison de la "proximité" est fausse. De plus, quand c'est l'été dans l'hémisphère nord, l'hiver se passe dans l'hémisphère sud, et vice versa. Si la raison des saisons était uniquement due à notre proximité avec le Soleil, alors il devrait être chaud dans les hémisphères nord et sud à la même période de l'année. Cela n'arrive pas. C'est vraiment l'inclinaison qui est la principale raison pour laquelle nous avons des saisons. Mais, il y a un autre facteur à considérer.

Toutes les planètes ont une inclinaison axiale, y compris les géantes gazeuses. L'inclinaison d'Uranus est si grave qu'elle "roule" autour du Soleil de son côté. NASA

Il fait trop chaud à midi aussi

L'inclinaison de la Terre signifie également que le Soleil semble se lever et se coucher dans différentes parties du ciel à différentes périodes de l'année. En été, le soleil culmine presque directement au-dessus de lui, et généralement sera au-dessus de l'horizon (c'est-à-dire qu'il y aura de la lumière du jour) pendant une plus grande partie de la journée. Cela signifie que le Soleil aura plus temps pour chauffer la surface de la Terre en été, la rendant encore plus chaude. En hiver, il y a moins de temps pour chauffer la surface et les choses sont un peu plus froides.

Les observateurs peuvent généralement voir ce changement de position apparente du ciel assez facilement. Au cours d'une année, il est assez facile de noter la position du Soleil dans le ciel. En été, il sera plus haut et se lèvera et se placera à des positions différentes de celles de l'hiver. C'est un excellent projet que n'importe qui peut essayer, et tout ce dont ils ont besoin est un dessin ou une image approximative de l'horizon local à l'est et à l'ouest. Les observateurs peuvent regarder le lever ou le coucher du soleil chaque jour et marquer les positions du lever et du coucher du soleil chaque jour pour avoir une idée complète.

Retour à proximité

Alors, est-ce important de savoir à quel point la Terre est proche du Soleil? Eh bien, oui, dans un sens, c'est le cas, tout simplement pas comme les gens s'y attendent. L'orbite de la Terre autour du Soleil est seulement légèrement elliptique. La différence entre son point le plus proche du Soleil et le plus éloigné est un peu plus de trois pour cent. Ce n'est pas suffisant pour provoquer d'énormes fluctuations de température. Cela se traduit par une différence de quelques degrés Celsius en moyenne. La différence de température entre l'été et l'hiver est beaucoup plus que ça. Ainsi, la proximité ne fait pas autant de différence que la quantité de lumière solaire que la planète reçoit. C'est pourquoi il est faux de supposer simplement que la Terre est plus proche pendant une partie de l'année qu'une autre. Les raisons de nos saisons sont faciles à comprendre avec une bonne image mentale de l'inclinaison de notre planète et de son orbite autour du Soleil.

À retenir

• L'inclinaison axiale de la Terre joue un rôle important dans la création de saisons sur notre planète.
• L'hémisphère (nord ou sud) incliné vers le soleil reçoit plus de chaleur pendant ce temps.
• La proximité du soleil n'est PAS une raison pour les saisons.

Sources

• "L'inclinaison de la Terre est la raison des saisons!" Commentaires sur l'albédo de glace: comment la fonte des glaces fait fondre plus de glace - Windows to the Universe, www.windows2universe.org/earth/climate/cli_seasons.html.
• Greicius, Tony. "Une étude de la NASA résout deux mystères sur la Terre vacillante." NASA, NASA, 8 avril 2016, www.nasa.gov/feature/nasa-study-solves-two-mysteries-about-wobbling-earth.
• «En profondeur | Terre - Exploration du système solaire: science de la NASA. » NASA, NASA, 9 avril 2018, solarsystem.nasa.gov/planets/earth/in-depth/.

Sous la direction de Carolyn Collins Petersen.