Le printemps revient avec un équinoxe vernal pas si égal de 2021

Le printemps arrivera officiellement samedi matin (20 mars) avec la survenue de l’équinoxe vernal.

Cela se produit lorsque le soleil sera positionné directement au-dessus de l’équateur de la Terre à 09:37 Temps Universel; 5 h 37, heure avancée de l’Est ou 2 h 37, heure avancée du Pacifique. À ce moment particulier, le soleil semblera briller directement au-dessus d’un point situé à 8 kilomètres au sud de Meru, au Kenya; une ville d’environ 241 000 habitants.

À partir de ce moment, jusqu’à l’occurrence du solstice d’été le 20 juin, le soleil semblera migrer vers le nord et la longueur de la lumière du jour dans l’hémisphère nord continuera d’augmenter. À mesure que l’altitude du soleil de midi augmente progressivement, l’arc qu’il traverse le ciel augmentera également. À la date de l’équinoxe, le soleil se lèvera plein est et se couchera plein ouest. Mais au cours des jours et semaines à venir, alors que les rayons directs du soleil se concentrent de plus en plus sur l’hémisphère nord, ses positions de montée et de coucher seront de plus en plus orientées vers le nord du plein est et le nord du plein ouest.

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Votre poing fermé tenu à bout de bras mesure environ 10 degrés de largeur. Le premier jour de l’été, vu du milieu des latitudes nordiques, le soleil ne se lèvera pas plein est, mais 33 degrés (ou un peu plus de « trois poings ») au nord (à gauche) du plein est. Et un peu plus de 15 heures plus tard, il ne se mettra pas plein ouest, mais 33 degrés au nord (à droite) du plein ouest.

Nos saisons ont lieu parce que, lorsque notre planète tourne autour du soleil, son axe est incliné à un angle de 23,5 degrés. Cette inclinaison fait que différentes latitudes sur Terre reçoivent des quantités variables de chaleur et de lumière du soleil tout au long de l’année. Pour l’hémisphère nord, le solstice de juin marque le début de la saison estivale et se produit lorsque les rayons directs du soleil brillent sur cette partie du globe à 23,5 degrés au nord de l’équateur – le soi-disant tropique du cancer. Le solstice de décembre marque le début de l’hiver, lorsque les rayons directs du soleil brillent sur cette partie du globe à 23,5 degrés au sud de l’équateur – appelée le tropique du Capricorne.

Les équinoxes de mars et de septembre se produisent lorsque les hémisphères nord et sud font également face au soleil et que toutes les parties du monde ont le soleil au-dessus de l’horizon pendant exactement 12 heures et sous l’horizon pendant exactement 12 heures.

Jours égaux et nuits égales: l’équinoxe.

Eh bien… ce n’est pas tout à fait vrai.

Inégal jour et nuit

Une complication tournant autour de l’équinoxe vernal concerne la durée du jour par rapport à la nuit. Depuis le lycée, on nous a tous appris que les premiers jours du printemps et de l’automne, ce jour et cette nuit équivaut exactement à 12 heures partout dans le monde. Pourtant, si vous vérifiez les calculs effectués par l’US Naval Observatory ou les tables de lever / coucher du soleil dans n’importe quel almanach réputé, vous constaterez que ce n’est pas le cas. En fait, les jours de l’équinoxe de printemps et d’automne, la durée pendant laquelle le soleil est au-dessus de l’horizon est en fait plus longue que le temps qu’il passe hors de vue sous l’horizon de plusieurs minutes.

Chaque année à cette époque, presque comme sur des roulettes, je recevrai un e-mail de quelqu’un qui étudiait la page météo de son journal, regardant la section répertoriant les heures de lever et de coucher du soleil et remarquant que quelque chose ne va pas. La différence du nombre d’heures séparant le lever et le coucher du soleil le jour de l’équinoxe n’est pas du tout égale.

Découvrez la ville de New York. Comme le montre le tableau ci-dessous, les jours et les nuits sont égaux non pas à l’équinoxe, mais en fait, quelques jours plus tôt, le jour de la Saint-Patrick (17 mars):

Un facteur est que les moments du lever et du coucher du soleil sont considérés lorsque le sommet du soleil, et non son centre, est à l’horizon. Cela seul rendrait l’heure du lever et du coucher du soleil à un peu plus de 12 heures d’intervalle ces jours-ci. Le diamètre apparent du soleil est à peu près égal à un demi-degré.

C’est une illusion

Mais la principale raison pour laquelle cela se produit peut être attribuée à notre atmosphère; il agit comme une lentille et réfracte (plie) sa lumière au-dessus du bord de l’horizon. Dans ses calculs des heures de lever et de coucher du soleil, l’Observatoire naval américain utilise régulièrement 34 minutes d’arc pour l’angle de réfraction et 16 minutes d’arc pour le demi-diamètre du disque solaire. En d’autres termes, le centre géométrique du soleil est en fait à 0,83 ° sous un horizon plat et dégagé au moment du lever du soleil.

Ou, en d’autres termes, lorsque vous regardez le soleil se lever au-dessus de l’horizon au lever du soleil ou descendre sous l’horizon au coucher du soleil, vous regardez en fait une illusion – le soleil n’est pas vraiment là, mais est en fait sous l’horizon.

En conséquence, nous finissons par voir le soleil pendant quelques minutes avant que son disque ne se lève réellement et pendant quelques minutes après qu’il se soit réellement couché. Ainsi, grâce à la réfraction atmosphérique, la durée de la lumière du jour d’un jour donné est augmentée d’environ six ou sept minutes.

Joe Rao est instructeur et conférencier invité à New York. Planétarium Hayden. Il écrit sur l’astronomie pour Magazine d’histoire naturelle, le Almanach des fermiers et autres publications. Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom et sur Facebook.