Pourquoi les jours sont plus longs en été (et ce qu'est le soleil de minuit)
Comment l'inclinaison de 23,4° de l'axe terrestre rend les jours d'été longs et ceux d'hiver courts, ce que cela change selon l'endroit où vous vivez et pourquoi les pôles connaissent des mois de soleil de minuit et de nuit polaire.
Le jour le plus long de l’année, Londres reçoit près de 16 heures et 40 minutes de jour ; le plus court, moins de 8 heures. Près de l’équateur, la différence n’est que de quelques minutes. La raison tient à une simple question de géométrie : l’axe de la Terre est incliné.
L’inclinaison, pas la distance
L’axe de la Terre est incliné d’environ 23,4° par rapport à son orbite, et il pointe toute l’année dans la même direction de l’espace (vers l’étoile Polaire). Au fil de la révolution de la Terre autour du soleil :
- en juin, l’hémisphère Nord penche vers le soleil,
- en décembre, il penche à l’opposé.
La distance au soleil varie bien moins qu’on ne le pense : environ 3 % sur l’année, et la Terre en est même au plus près début janvier, en plein hiver boréal. L’inclinaison compte bien davantage, et ce de deux manières.
Pourquoi l’inclinaison allonge les jours
Imaginez que vous suivez un cercle de latitude, disons 50° N, pendant que la Terre tourne. La ligne qui sépare le jour de la nuit (le terminateur) coupe ce cercle en une partie diurne et une partie nocturne. En juin, parce que le Nord penche vers le soleil, le terminateur est incliné de telle sorte que plus de la moitié du cercle est éclairée : environ deux tiers à 50° N, soit environ 16 heures. En décembre, c’est l’inverse, et seul un tiers environ est éclairé.
À l’équateur, le terminateur coupe toujours le cercle en deux moitiés : les jours restent proches de 12 heures toute l’année. Vers les pôles, l’effet s’amplifie, jusqu’à ce que des cercles de latitude entiers soient totalement éclairés ou totalement dans l’obscurité.
| Coordonnées | Solstice de juin | Équinoxe de mars | Solstice de décembre |
|---|---|---|---|
| 0° N | 12 h 7 min | 12 h 7 min | 12 h 8 min |
| 20° N | 13 h 21 min | 12 h 7 min | 10 h 55 min |
| 40° N | 15 h 1 min | 12 h 8 min | 9 h 20 min |
| 50° N | 16 h 22 min | 12 h 10 min | 8 h 4 min |
| 60° N | 18 h 52 min | 12 h 13 min | 5 h 52 min |
| 66.6° N | toute la journée | 12 h 16 min | 2 h 7 min |
| 70° N | toute la journée | 12 h 18 min | aucun |
Pourquoi l’été est aussi plus chaud
L’inclinaison modifie aussi l’angle de la lumière du soleil. En été, le soleil est plus haut dans le ciel : chaque mètre carré de sol reçoit plus d’énergie, et la lumière traverse moins d’atmosphère. Des jours plus longs et un ensoleillement plus direct rendent ensemble l’été chaud. Si les semaines les plus chaudes tombent en juillet et en août plutôt qu’au solstice, c’est parce que les terres, et surtout les océans, mettent des semaines à se réchauffer.
Soleil de minuit et nuit polaire
Le cercle polaire arctique se situe à environ 66,6° N (90° − 23,4°). Au nord de ce cercle, le soleil reste au-dessus de l’horizon 24 heures sur 24 pendant au moins une journée autour du solstice de juin : c’est le soleil de minuit. Pendant au moins une journée autour du solstice de décembre, il ne se lève pas du tout : c’est la nuit polaire.
- Sur le cercle polaire lui-même, cela dure environ un ou deux jours (un peu plus pour le soleil de minuit, car la réfraction relève le soleil).
- À Tromsø (69,6° N), le soleil de minuit dure d’environ le 20 mai au 22 juillet, et la nuit polaire de fin novembre à mi-janvier.
- Au pôle Nord, le soleil se lève une fois par an, vers l’équinoxe de mars, et se couche une fois, vers l’équinoxe de septembre.
La nuit polaire est rarement complètement noire : à midi, le soleil n’est que quelques degrés sous l’horizon, ce qui offre des heures de crépuscule.
À quelle vitesse la durée du jour change
La durée du jour n’évolue pas de façon régulière. Elle change le plus vite autour des équinoxes et le plus lentement autour des solstices. À 46° N (par exemple à Ljubljana), les jours rallongent d’environ 3 minutes par jour fin mars, et de quelques secondes seulement par jour à la mi-juin.
Le calculateur de durée du jour trace cette courbe pour n’importe quel lieu et vous permet de comparer deux endroits, par exemple votre ville et une ville située loin au nord ou au sud.
Questions fréquentes
Les jours d'été sont-ils plus longs parce que la Terre est plus proche du soleil ?
Non. La Terre est en réalité au plus près du soleil début janvier, pendant l'hiver de l'hémisphère Nord. Les saisons et la durée du jour sont dues à l'inclinaison de l'axe terrestre.
Où les jours ont-ils la même durée toute l'année ?
À l'équateur, les jours durent environ 12 heures et 7 minutes tout au long de l'année. Les quelques minutes en plus viennent de la réfraction atmosphérique et de la taille du disque solaire.
Qu'est-ce que le soleil de minuit ?
Au nord du cercle polaire arctique (environ 66,6° N) et au sud du cercle polaire antarctique, le soleil ne se couche pas du tout pendant au moins une journée autour du solstice d'été. Plus on s'approche du pôle, plus cela dure, jusqu'à environ six mois aux pôles eux-mêmes.
À quelle vitesse les jours rallongent-ils au printemps ?
C'est autour des équinoxes qu'ils rallongent le plus vite. À 50° N, les jours gagnent environ quatre minutes par jour fin mars ; à 60° N, environ six minutes. Autour des solstices, la variation ralentit à quelques secondes par jour.