Que sont exactement les solstices et les équinoxes ?

définition solstices équinoxes
| Shayanne Gal/Business Insider

Aujourd’hui, 22 septembre 2020, c’est l’équinoxe d’automne, un terme que vous avez certainement déjà entendu maintes fois. Mais savez-vous ce qu’est exactement un équinoxe et quels changements implique ce phénomène ? Lumière sur l’un des événements astronomiques sur lesquels repose le mécanisme des saisons de notre planète.

Un équinoxe, c’est un moment dans l’année où le Soleil traverse le plan équatorial de la Terre ; sa lumière « bascule » ainsi d’un hémisphère à l’autre. Cela arrive deux fois dans l’année, au printemps et à l’automne. Conséquence ? Chaque hémisphère change alors complètement de conditions climatiques pour les six mois suivants : celui qui est au plus proche du rayonnement solaire entame les saisons chaudes, tandis que l’autre entame les saisons froides.

Une question d’inclinaison

Mardi 22 septembre 2020 à 13h 30min 40s UTC (soit à 15h 30min 40s en temps légal français), c’est selon l’Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Éphémérides le moment exact de l’équinoxe d’automne cette année. L’été s’achèvera alors officiellement après 93 jours, 15h 46m 58s. À cet instant, la latitude géocentrique du centre du Soleil sera de -0,18″, son ascension droite sera de 11h 59min 59,995s et sa déclinaison sera de -0,16″. En d’autres termes, le Soleil se trouvera au zénith de l’Équateur.

Pour nous, dans l’hémisphère nord, cet équinoxe annonce l’arrivée de l’automne et des températures fraîches qui le caractérisent. La météo est moins clémente, les jours se font plus courts. À contrario, dans l’hémisphère sud, c’est l’aube du printemps, l’arrivée des beaux jours et des températures plus chaudes.

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Pour illustrer le phénomène et nous permettre de bien comprendre ce qu’il se passe, le Dr James O’Donoghue, spécialiste des planètes à l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale, a créé une animation qui résume parfaitement le fonctionnement de ces événements, ainsi que leur relation avec les solstices. Voyez plutôt :

animation équinoxes solstices
Crédits : James O’Donoghue

Les équinoxes, comme les solstices, sont dus à l’inclinaison axiale de la Terre. En effet, par rapport au Soleil, l’axe de rotation de la Terre est incliné d’environ 23,5° (comme on peut le voir sur l’animation). On comprend ainsi aisément pourquoi, dans notre hémisphère, nous avons froid en hiver et chaud en été : remarquez qu’en hiver, la Terre est inclinée de façon à ce que l’hémisphère nord « s’éloigne » du Soleil et inversement, les latitudes nord sont inclinées vers le Soleil en été. C’est sur cela que repose le mécanisme des saisons.

schéma solstices équinoxes
Les solstices sont les deux jours de l’année où un côté de la Terre est incliné le plus loin possible du Soleil, tandis que l’autre en est le plus proche. Crédits : Shayanne Gal/Business Insider

Au moment des deux solstices, le phénomène est maximal : ce sont les deux jours de l’année où un côté de la planète est incliné le plus loin possible du Soleil, tandis que l’autre en est le plus proche. Résultat : le 21 décembre, l’hémisphère nord reçoit moins de neuf heures de lumière du jour, tandis que l’hémisphère sud en reçoit plus de quinze ! En été, la lumière du soleil est la plus intense, car elle n’a qu’à traverser une courte colonne d’atmosphère, explique O’Donoghue. C’est pourquoi il fait généralement chaud pendant cette saison.

Douze heures de jour, douze heures de nuit

Le terme « équinoxe » vient du latin æquinoctium (qui signifie « nuit égale »). En effet, à cette période de l’année, le jour et la nuit ont la même durée. Car pendant les équinoxes, l’axe de rotation de la Terre n’est pas incliné en direction du Soleil (ni dans le sens inverse). On le voit clairement sur l’animation ci-dessus. Par conséquent, les rayons du Soleil frappent les deux hémisphères de la même façon.

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Autrement dit, chaque point du globe bénéficie ce jour-là de douze heures d’ensoleillement et de 12 heures d’obscurité. De même au moment de l’équinoxe, le Soleil se lève presque exactement à l’est et se couche presque exactement à l’ouest (ce qui n’est pas le cas le reste de l’année). Passé ce moment, les jours vont raccourcir progressivement jusqu’au solstice d’hiver (du moins, dans l’hémisphère nord).

position terre équinoxes
Lors des équinoxes, l’axe de la Terre n’est pas incliné vers le Soleil, ni ne s’en éloigne. La lumière arrive de la même façon sur les hémisphères nord et sud. Crédits : Idarvol/Wikimedia Commons/ CC-BY-SA 1.0

Si vous aviez la chance de vous trouver pile sur l’équateur ce mardi 22 septembre à 13h30 UTC, votre ombre serait pendant un court instant quasi inexistante, car le Soleil apparaîtrait presque directement au-dessus de votre tête (au zénith). Le moment serait toutefois de courte durée, car n’oublions pas que la Terre se déplace autour du Soleil à la vitesse d’environ 107’000 km/h !

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Chaque année, un premier équinoxe a lieu entre le 19 et le 21 mars (l’équinoxe de printemps pour l’hémisphère nord, d’automne pour l’hémisphère sud) ; le second a lieu entre le 21 et le 24 septembre (l’automne pour nous). Pourquoi l’événement ne survient pas toujours le même jour de l’année ? Cette fourchette de dates est due au fait que la Terre tourne autour du Soleil en 365 jours, 5 heures et 46 minutes (et non exactement en 365 jours), ce qui entraîne un décalage d’une année sur l’autre. Fort heureusement, ce décalage est largement compensé par l’existence des années bissextiles, qui comportent 366 jours ; cela permet de compenser la différence temporelle entre une année calendaire et une année solaire, sans quoi les saisons se décaleraient progressivement…

Source : IMCCE

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