Les tribulations d’un astronome

Aphélie

vendredi 2 juillet 2010 par Guillaume Blanc

Malgré ce que l’on pourrait croire, au ressenti de la chaleur extérieure, notre bonne vieille planète s’éloigne encore un peu du Soleil, pour finalement atteindre sa distance maximale d’ici peu, le 6 juillet 2010 à 13h 29min 58s (heure légale française) très précisément ; distance qui sera alors de 152 096 155,13 km.

En effet, la Terre ne tourne pas autour de son Soleil sur une trajectoire parfaitement circulaire mais sur une ellipse.

Une ellipse est une courbe mathématique fermée qui fait partie de la famille des coniques, coniques parce qu’il s’agit de l’intersection entre un plan et un cône. Vous pouvez voir des coniques en dirigeant le faisceau lumineux d’une lampe de poche sur un mur. Si la lampe est perpendiculaire au mur, vous obtenez un cercle de lumière. En penchant la lampe, le cercle se déforme, vous avez devant vous une ellipse. Si vous continuez, l’ellipse va s’aplatir de plus en plus puis s’ouvrir : vous aurez alors une parabole puis une hyperbole. En fin de compte, une ellipse, c’est un cercle un peu aplati. Il est facile de tracer une ellipse, il suffit de prendre deux points fixes, de fixer les extrémités d’une ficelle à chacun de ces points, de tendre la ficelle avec un crayon, et de le faire glisser le long de la ficelle. La courbe obtenue est une ellipse. Les deux points fixes s’appellent les foyers.

Et donc la Terre parcourt une ellipse autour du Soleil. Le Soleil étant situé à l’un des deux foyers. La Terre n’est pas toujours à la même distance du Soleil au cours de son voyage annuel. Si c’est début janvier qu’elle se trouve au plus près, c’est au début du mois de juillet qu’elle s’en trouve au plus loin.

On appelle ce point l’« aphélie », qui vient des mots grecs signifiant « loin du Soleil. » Il peut sembler paradoxal de se retrouver dans la chaleur estivale tout en étant au plus loin du Soleil. Mais il n’en est rien, car ce n’est pas l’éloignement de la Terre au Soleil qui fait les saisons, mais l’inclinaison de son axe de rotation (pôle nord — pôle sud) sur le plan de son orbite autour du Soleil. Cette inclinaison est telle qu’en été, dans l’hémisphère nord, le Soleil est très haut dans le ciel, et inversement pour l’hiver. Dans l’hémisphère sud, c’est le contraire. Donc, le jour de l’aphélie, si c’est l’été au nord, c’est l’hiver au sud de l’équateur.

Le passage de la Terre au plus près du Soleil, le « périhélie », se fait autour du 4 janvier. Hiver au nord, été au sud. N’allez pas pour autant pas croire que là est la raison du contraste saisonnier plus fort dans l’hémisphère sud : s’il fait plus froid en antarctique qu’en arctique, c’est essentiellement pour d’autres raisons. L’un est un continent, l’autre est une banquise. La présence de la mer tempère un peu la longue nuit polaire au nord.

La différence de distance entre l’aphélie et le périhélie n’est pas très grande : la trajectoire de la Terre est presque circulaire — tout ça pour ça ! Au périhélie elle se trouve à 147 millions de kilomètres du Soleil, soit une variation d’environ trois pourcent. Ceci étant, en fait, la trajectoire de la Terre n’est même pas une ellipse : en effet, la Lune tourne autour de la Terre, c’est le barycentre du système Terre-Lune qui va avoir une trajectoire elliptique. La Terre, elle, tourne autour de ce barycentre, elle va donc osciller de part et d’autre de l’ellipse... Et puis comme rien n’est simple, l’orbite elliptique est elle-même perturbée par les autres planètes, qui vont la déformer un peu. Ce qui fait que les distances de la Terre au Soleil au périhélie et à l’aphélie varient légèrement d’une année sur l’autre.

Et puis comme rien n’est jamais simple en ce bas monde, la forme de l’ellipse varie dans le temps, à cause, justement de ces perturbations induites essentiellement par les grosses planètes du système solaire, Jupiter et Saturne. On dit que l’ « excentricité » varie.

L’excentricité c’est un peu une manière de quantifier le degré d’ellipticité : elle vaut 0 quand on a affaire à un cercle, et elle se rapproche de 1 quand l’ellipse devient très aplatie. Actuellement l’excentricité de la Terre vaut 0.017. Donc, finalement, presque un cercle.

À cause de ses consœurs, l’excentricité de la planète Terre varie dans le temps. En gros, elle oscille avec une période d’une centaine de milliers d’années, pour aller d’une orbite encore plus circulaire (0.005) à une orbite beaucoup plus elliptique (0.058).

Dans notre cas présent, cette ellipticité induit peu de différence entre l’ensoleillement du périhélie et celui de l’aphélie (environ 7 %). En revanche, elle peut devenir très importante quand l’excentricité augmente, exacerbant alors les différences entre aphélie et périhélie, atteignant 23 %. Cette variation de d’excentricité est l’un des paramètres qu’il faut prendre en compte pour étudier les variations séculaires de l’ensoleillement, et donc du climat, connues sous le nom de cycles de Milankovitch.


forum

Accueil | Contact | Plan du site | | Statistiques du site | Visiteurs : 1277 / 549395

Suivre la vie du site fr  Suivre la vie du site Science  Suivre la vie du site Astronomie   ?

Site réalisé avec SPIP 3.0.17 + AHUNTSIC

Creative Commons License

Visiteurs connectés : 4