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Saison

Introduction

Animation montrant les différentes saisons sur Terre.


La saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud,...). D'une durée d'environ trois mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) (voir le tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) Solstice (Le solstice est un événement astronomique qui se produit lorsque la position apparente du Soleil vu de la Terre atteint son extrême méridional ou septentrional.) et Équinoxe (Les équinoxes de mars et de septembre sont les deux moments de l'année où le jour et la nuit sont approximativement de même durée. Lors des équinoxes, le soleil se lève exactement à l'Est et se couche exactement à l'Ouest. En...) ci-dessous), la saison (La saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de la température. D'une durée d'environ trois mois...) joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert...) un rôle déterminant sur l'état de la végétation (La végétation est l'ensemble des plantes (la flore) sauvages ou cultivées qui poussent sur une surface donnée de sol, ou dans un milieu aquatique. On parle aussi de "couverture végétale".) qui dépend essentiellement de facteurs climatiques. L'expression : fruits et légumes de saison illustre parfaitement l'influence de la saison sur l'état de la végétation.

D'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) astronomique, une saison correspond à l'intervalle de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) que la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...) occupe sur une portion de l'espace lors de sa révolution autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres...) du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée...). C'est l'inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un autre. Il décrit l'angle entre le plan de l'orbite et le plan de référence...) de l'axe des pôles combinée à la révolution de la Terre autour du Soleil, qui fait qu'il se produit une alternance des saisons ; qui proviennent de la variation d'ensoleillement induite par l'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;) changeante vis à vis du rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées), le Soleil rayonne des ondes électromagnétiques dont le spectre s'étend des ondes décamétriques aux rayons gamma en passant par la...). Elles correspondent aux périodes qui séparent le passage de la Terre à certains points de son orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) ou, réciproquement, du Soleil à certains points de la sphère céleste (La sphère céleste est une sphère imaginaire de rayons quelconques et dont le centre est occupé par la Terre. Ce concept astronomique, hérité de l'antiquité,...), et que la mécanique céleste (La mécanique céleste est un terme qui désigne la description du mouvement d'objets astronomiques tels que les étoiles et planètes à l'aide des théories physiques et...) désigne par les équinoxes et les solstices.

Ainsi, dans les zones de climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie...) tempéré, les saisons astronomiques correspondent grossièrement à quatre phases d'évolution du climat dans l'année : printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le début de l'année) est l'une des quatre saisons des...), été, automne (L'automne est l'une des quatre saisons des zones tempérées. Elle se place entre l'été et l'hiver.), hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.). Dans les zones de climat tropical, on parle également de saisons mais dans le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive...) de saison des pluies et de saison sèche.

Variations climatiques et mécanique céleste

Les variations climatiques saisonnières sont créées par un double facteur : d'une part la révolution de la Terre autour du Soleil, et d'autre part l'inclinaison de l'axe nord-sud de rotation journalière de la Terre par rapport au plan de son orbite autour du Soleil (écliptique).

En fonction de la position de la Terre par rapport au Soleil sur son orbite, la zone qui reçoit les rayons du Soleil de façon perpendiculaire (En géométrie plane, on dit que deux droites sont perpendiculaires quand elles se coupent en formant un angle droit. Le terme de perpendiculaire vient du latin per-pendiculum (fil à plomb) et...) se modifie donc. Plus les rayons arrivent proches de la perpendiculaire (c?est-à-dire plus le Soleil est proche du zénith), plus il fait chaud.

Alternance des saisons dans l'hémisphère Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.).

Pour un observateur terrestre, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au long de l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.), le Soleil, bien que fixe, semble osciller autour de l'équateur, de sorte qu'il éclaire perpendiculairement et successivement, comme l'indique la table située ci-dessous :

  1. l'équateur, vers le 20 ou 21 mars, à l'équinoxe de printemps (hémisphère nord) ou d'automne (hémisphère sud) ;
  2. le tropique (Les tropiques sont la partie géographique du globe limitée en latitude par les deux tropiques : le tropique du Cancer dans l'hémisphère nord et le tropique du Capricorne dans...) du Nord, vers le 20 ou 21 juin, au solstice d'été (hémisphère nord) ou d'hiver (hémisphère sud) ;
  3. l'équateur, de nouveau, vers le 22 ou 23 septembre, à l'équinoxe d'automne (hémisphère nord) ou de printemps (hémisphère sud) ;
  4. le tropique du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.), vers le 21 ou 22 décembre, au solstice d'hiver (hémisphère nord) ou d'été (hémisphère sud).

Les noms des saisons et les variations climatiques sont donc inversés dans les deux hémisphères.

Du nord au sud (ou de haut en bas) : le tropique du Cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce dernier est menacée. Ces cellules...), l'équateur et tropique du Capricorne.
Date et heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences (« heure solaire » employé pour...) (UTC) des solstices et des équinoxes
au début du XXIe siècle
Année Équinoxe
de mars
Solstice
de juin
Équinoxe
de sept.
Solstice
de déc.
jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée...) heure jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le...) heure jour heure jour heure
2001 20 13:31 21 07:37 22 23:04 21 19:21
2002 20 19:16 21 13:25 23 04:55 22 01:15
2003 21 01:00 21 19:10 23 10:46 22 07:04
2004 20 06:48 21 00:57 22 16:30 21 12:41
2005 20 12:33 21 06:46 22 22:23 21 18:35
2006 20 18:25 21 12:25 23 04:03 22 00:21
2007 21 00:07 21 18:06 23 09:50 22 06:07
2008 20 05:48 20 23:59 22 15:44 21 12:03
2009 20 11:43 21 05:45 22 21:18 21 17:46
2010 20 17:31 21 11:29 23 03:09 21 23:38
2011 20 23:20 21 17:16 23 09:04 22 05:29
2012 20 05:14 20 23:08 22 14:48 21 11:11
2013 20 11:01 21 05:04 22 20:44 21 17:11
2014 20 16:56 21 10:51 23 02:28 21 23:02
2015 20 22:45 21 16:38 23 08:20 22 04:48
2016 20 04:40 20 22:34 22 14:21 21 10:44
2017 20 10:28 21 04:23 22 20:01 21 16:27
Référence : IMCCE
Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter...) de mécanique céleste de calcul des éphémérides.












Effets thermiques des saisons

Selon une idée reçue assez courante, les saisons dépendraient de la distance Terre-Soleil, la Terre étant plus proche du Soleil en hiver qu'en été. Cette idée est fausse, car elle n'explique ni les variations de la durée du jour, ni l'inversion des saisons entre les hémisphères austral (Le mot austral (du latin australis) est un adjectif qualifiant ce qui se situe dans l'hémisphère sud.) et boréal. La distance moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques sans...) Terre-Soleil est de 150 millions de km avec une variation annuelle de + ou - 2,5 millions de km (soit 1,6 %). Actuellement, la Terre est au plus proche du Soleil (périhélie) vers le 3 janvier et au plus loin (aphélie) vers le 4 juillet, soit respectivement (pour l'hémisphère nord) environ 2 semaines après le solstice d'hiver (pour le périhélie), et le solstice d'été (pour l'aphélie). C'était l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un...) il y a 12 900 ans, selon le cycle de précession des équinoxes (La précession des équinoxes est le lent changement de direction de l'axe de rotation de la Terre.).
De par la variation de la distance Terre-Soleil, les saisons devraient avoir un contraste plus grand dans l'hémisphère sud (L'hémisphère sud ou hémisphère austral est la moitié du globe terrestre qui s'étend entre l'équateur et le pôle Sud. En astronomie, ce terme désigne la partie du ciel située au sud de...) par rapport à l'hémisphère nord. Seulement, très souvent des effets locaux (proximité des océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage...), vents dominants?) viennent contredire cette prévision.
Cette variation a une autre conséquence, car la Terre se déplace plus vite autour du Soleil lorsqu'elle en est plus près. De ce fait, la saison sur laquelle tombe le 3 janvier est la plus courte. Un calcul simple à partir de la table ci-dessous le démontre : 92 jours pour le printemps, 94 jours pour l'été, 90 jours pour l'automne, 89 jours pour l'hiver. C'est vrai pour les saisons de l'hémisphère nord, alors que pour le sud, c'est l'été qui est la saison la plus courte et l'hiver la plus longue.

L'effet de ce phénomène sur les différences de climat entre les deux hémisphères est une question intéressante, qui donne dans le cas de la Terre un résultat surprenant :

  • La différence de température globale, qui serait d'environ 4 °C entre le périhélie (Le périhélie est le point de l'orbite d'un corps céleste (planète, comète, etc.) qui est le plus rapproché du Soleil...) et l'aphélie (L'aphélie est le point de l'orbite d'un objet (planète, comète, etc.) où il est le plus éloigné de l' étoile, autour duquel il tourne.) avec une surface uniforme, est en fait étonnamment inversée !
    ? C'est lorsque la Terre est au plus proche du Soleil que sa surface est (globalement) la plus froide !
    Ceci est dû principalement au déséquilibre du rapport terre/océan entre les 2 hémisphères : l'hémisphère sud étant à 90 % marin. Le phénomène de l'inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle). Ainsi, un corps immobile ou en mouvement rectiligne uniforme (se déplaçant sur une...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents phénomènes physiques, en...) élevée des océans (effet de la capacité thermique (La capacité thermique (ou capacité calorifique) d'un corps est une grandeur permettant de quantifier la possibilité qu'a un corps d'absorber ou restituer de l'énergie par échange thermique au...) élevée de l'eau) dominerait les autres effets (ex : albédo (L'albédo est le rapport de l'énergie solaire réfléchie par une surface sur l'énergie solaire incidente. On utilise une échelle graduée de 0 à 1,...) différent).
    ? La température globale intégrée de la Terre serait ainsi plus élevée à l'aphélie (qu'au périhélie) de 2,3 °C.
Effets thermiques des saisons
Diagram was calculated (Abscisse: 21. of each month)
Calculation based on data published by Jones et al.
The picture shows Figure 7 as published by Jones et al.

Autre exemple :

  • Avec une surface plus uniforme (albédo, inertie thermique), la forte excentricité (Cet article décrit l'excentricité en mathématiques et en psychologie.) de l'orbite de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour...) Mars impose des différences de température globale de plus de 20 °C, entre l'aphélie et le périhélie de cette planète.
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