🌍 Pourquoi il y a des saisons
Il fait chaud en été parce que la Terre est plus près du Soleil ? Raté : elle en est au plus près début janvier, en plein hiver chez nous ! Le vrai coupable, c'est l'inclinaison de l'axe de la Terre. Change la date, la latitude, redresse l'axe… et regarde le Soleil de midi monter, descendre, et parfois oublier complètement de se coucher.
🧪 Mode d'emploi : règle les curseurs (à droite, ou sous l'animation sur téléphone), lance avec ▶, observe les mesures et relève les 🎯 défis. Le bouton ⛶ agrandit l'animation, idéal sur téléphone à l'horizontale.
Ce que tu vois
- L'axe de la Terre garde toujours la même direction dans l'espace (vers l'étoile Polaire). En juin, le pôle Nord penche vers le Soleil ; en décembre, il penche de l'autre côté.
- Quand le Soleil est haut, un même faisceau de lumière éclaire une petite surface : chaque mètre carré reçoit beaucoup d'énergie. Quand il est bas, la lumière s'étale et chauffe moins.
- En été, ton parallèle passe plus de temps du côté jour (partie jaune) : les journées sont plus longues et le sol a plus de temps pour se réchauffer.
- Au-delà du cercle polaire (66,56°), le parallèle peut être entièrement au jour (jour polaire) ou entièrement dans la nuit (nuit polaire).
- La distance Terre-Soleil varie peu (de 147 à 152 millions de km, soit environ ± 1,7 %) et elle est la plus petite début janvier : elle n'explique pas les saisons.
Expériences à faire
- Compare la hauteur du Soleil à midi à Paris le 21 juin et le 21 décembre : de combien diffère-t-elle ? Pourquoi environ 2 × 23,44° ?
- À l'équateur, la durée du jour change-t-elle au fil de l'année ?
- Que se passe-t-il aux équinoxes (vers le 20 mars et le 23 septembre), quelle que soit la latitude ?
- Mets l'axe à 90°, presque comme Uranus : à quoi ressemblerait un été à Paris ?
- Le 21 décembre, les journées sont-elles longues ou courtes à Sydney (33,9° S) ? Clique sur la latitude et tape −33,9. Essaie aussi ta propre ville !
La physique derrière l'animation
- Déclinaison du Soleil δ (latitude où il passe au zénith à midi) : sin δ = sin ε × sin λ, avec ε = 23,44° l'inclinaison de l'axe et λ la position de la Terre sur son orbite (longitude écliptique du Soleil). δ varie entre −23,44° et +23,44°.
- Hauteur du Soleil à midi : h = 90° − |φ − δ|, avec φ la latitude ; dans l'hémisphère Nord, hors de la zone intertropicale, cela donne h = 90° − φ + δ.
- Durée du jour : cos H0 = − tan φ × tan δ et durée = 2H0 / 15 (en heures, H0 en degrés, car la Terre tourne de 15° par heure). Si − tan φ × tan δ est inférieur à −1 : jour polaire ; s'il dépasse 1 : nuit polaire. La réfraction de l'atmosphère, négligée ici, allonge le jour de quelques minutes.
- Puissance reçue par mètre carré de sol : P = P0 × sin h, où P0 est la puissance reçue sous un Soleil au zénith : la même lumière se répartit sur une surface 1 / sin h fois plus grande.
- Les dates et la distance Terre-Soleil sont calculées pour l'année 2026 avec les formules approchées du mouvement apparent du Soleil (précision de l'ordre de 0,01°).
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