Expliquer l’alternance des jours et des saisons

Expliquer l'alternance des jours et des saisons

La Terre est une planète ronde. Cela a été démontré dès l’Antiquité avec les calculs savants du grec Ératosthène, puis les photos satellites modernes nous l’ont prouvé en image. Cette Terre tourne sur elle-même en 24h et tourne autour du Soleil en 365,25 jours, ainsi on connaît tous les 4 ans une année bissextile pour pouvoir récupérer ce 0,25 jour qui manque lors du tour de la Terre autour du Soleil.

I. L’alternance du jour et de la nuit

Comment expliquer le cycle jour-nuit qui se déroule en 24h ?

La Terre tourne sur elle-même en 24h, ce qui veut dire que si l’on fixe un point sur Terre, présent à la surface éclairée par le soleil à un instant T, lorsque la Terre se mettra en rotation selon son axe nord-sud, ce même point se retrouvera alors forcément à un moment donné sur la face non éclairée par le Soleil. Le point sera donc passé du jour à la nuit. Cet axe de rotation nord-sud possède une particularité. En effet, il n’est pas droit par rapport au plan d’orbite de la Terre. L’axe est incliné de 23,3 degrés, ce qui veut dire que la Terre est penchée. Cet axe, appelé l’obliquité, joue un rôle essentiel dans l’alternance des saisons.

II. L’alternance des saisons

Pour expliquer l’alternance des saisons, il faut d’abord détruire certaines idées reçues :

– L’été ou l’hiver ne s’explique pas par le fait que le Soleil produirait plus ou moins de chaleur selon le moment. En effet, ce qui va apporter la chaleur à la surface du globe terrestre sont les rayons lumineux du Soleil. Ses rayons lumineux, pendant les 365,25 jours de rotation que la Terre effectue pour tourner autour du Soleil, émettent la même quantité d’énergie.

– Il est également faux de penser qu’il fait plus chaud en été parce que la Terre serait plus proche du Soleil, et plus froid en hiver car elle en serait plus éloignée. En effet, la Terre se trouve toujours à peu près à 150 millions de kilomètres du Soleil. Comment expliquer l’alternance des saisons ?

La France se situe au 45^e degré de latitude, au-dessus de l’équateur dans l’hémisphère nord.

Sachant que l’axe de rotation de la Terre est de 23,3 degrés, si l’on prend un rayon lumineux, il ne frappera pas la même surface de la Terre selon si l’on est d’un côté ou de l’autre de l’inclinaison terrestre, pour une même quantité d’énergie. Cela veut donc dire que lorsque le rayon lumineux frappe la Terre sur une surface concentrée, de manière frontale, la chaleur sera plus forte, ce sera l’été. À l’inverse, lorsque le rayon lumineux sera plus rasant à la surface du globe et frappera la terre sur une grande surface, son énergie, et donc la chaleur, seront diluées, il va alors faire plus froid, ce sera l’hiver.

L’alternance des saisons est donc dépendante de l’hémisphère sur lequel on se situe. En effet, le 21 juin c’est l’été dans l’hémisphère nord car les rayons lumineux arrivent de façon frontale, mais dans l’hémisphère sud, les rayons vont arriver de façon beaucoup plus rasante et ça sera donc l’hiver. Cette obliquité penchée explique aussi les variations de la durée du jour. Il fait plus longtemps jour dans l’hémisphère nord pendant l’été et il fait plus longtemps nuit dans l’hémisphère nord pendant l’hiver.

Bilan

Il y a donc une alternance du jour et de la nuit car la Terre tourne sur elle-même en 24h et il y a une alternance des saisons car l’axe de la Terre, l’obliquité, est incliné de 23,3 degrés.