Mouvements de la Terre

La rotation terrestre (vidéo)		Tout ce qu'on observe à partir de la Terre peut être compris dans la mesure où l'on comprend les mouvements qui animent la Terre. Il y en a 4 : la rotation, la révolution, la précession et la nutation. La rotation est le mouvement où la Terre tourne sur elle-même en 1 journée. La révolution est le mouvement de la Terre autour du Soleil, qui se fait en 365,25 jours. La précession est le mouvement où l'axe de rotation de la Terre change d'orientation, décrivant un cône en 28 000 ans. La nutation est une petite déviation de l'axe de rotation de la Terre causée par l'action des gravités solaire et lunaire. La précession et la nutation ne seront pas étudiées ici (et donc ne sont pas à apprendre).

La rotation est responsable de l'alternance des jours et des nuits. Une rotation de la Terre (360°) dure 23 h 56 minutes et 4 secondes. Une journée dure 24 heures. Qui dit vrai ?

		Il est midi à Montréal, une certaine journée (A). Lorsque la Terre aura fait 360° à partir de ce moment, la Terre aura bougé autour du Soleil et sera rendue à la position (B). Il ne sera pas encore midi, car midi est mesuré lorsque le Soleil est exactement au point le plus haut dans le ciel.

		Il faut donc environ 4 minutes additionnelles (3 min 56 s) pour que la ville revienne vis-à-vis du Soleil, et qu'il soit midi (C). La durée de A à B représente une rotation de la Terre 360°, soit 23h 56min 4s. La durée de A à C représente une journée, soit un peu plus qu'une rotation de la Terre, soit 24 heures.

EN conséquence, les deux sont vrais. Une journée représente la durée entre l'heure de midi d'une certaine journée et midi le lendemain. Ceci représente un peu plus qu'une rotation.

		La mesure de l'heure (vidéo) Les fuseaux horaires sont des tranches de la Terre allant du pôle nord au pôle sud et à l'intérieur duquel l'heure est la même pour tous. Une journée dure 24 heures. La Terre est donc découpée en 24 tranches de 15° chacune. L'heure et la rotation de la Terre (vidéo) En général, la limite entre deux fuseaux voisins s'ajuste à la frontière entre les pays. Certains grands pays couvrent plusieurs fuseaux horaires. Ainsi, il n'est pas la même heure à Vancouver et à Montréal, mais il y a 3 heures de décalage. De même, il peut arriver que des pays n'utilisent pas l'heure du fuseau où ils sont situés. Par exemple, la France devrait utiliser l'heure de l'Angleterre, mais utilise en réalité l'heure de l'Allemagne. Note: le symbole de l'heure est "h" et non "H".

Le Temps Universel Coordonné (UTC) permet de mesurer le temps de façon uniforme sur Terre. Il est mesuré à partir du méridien de Greenwich, en Angleterre. Ainsi, lorsqu'il est midi à Greenwich, on dit qu'il est midi UTC (1200UTC). Ça signifie qu'au même moment, il est midi UTC à Montréal ou midi UTC à Tokyo. Bien sur, cela ne correspond pas du tout à l'heure locale. Pour corriger de problème, on a imaginé les fuseaux horaires.

.		Les fuseaux horaires permettent de combiner une façon de décrire les heures localement et une façon de décrire les heures d'une façon universelle, c'est-à-dire qui est la même pour tous, quelque soit le lieu où l'on est sur Terre. Au Canada, le Conseil National de Recherche du Canada est l'organisme chargé du maintient et de la diffusion de l'heure. C'est lui qui diffuse le fameux signal horaire qui sert quotidiennement à ajuster montres et horloges

La Terre fait sa révolution autour du Soleil en un an. Durant cette période, l'axe de rotation de la Terre pointe toujours dans la même direction (vers l'étoile polaire dans l'hémisphère nord). Par conséquent, l'axe pointe vers le Soleil durant une partie de l'année, et en direction opposée 6 mois plus tard. Ces deux faits - axe de rotation incliné pointant toujours dans la même direction et révolution terrestre - expliquent l'alternance des saisons et la variation de la longueur des jours et des nuits durant l'année. Les saisons et la révolution de la Terre (vidéo)



Les images ci-dessous montrent la Terre aux équinoxes et aux solstices, lorsqu'il est 6h du matin à Montréal.

		Équinoxe de printemps (ÉP) À ce moment, la durée de la nuit est la même que celle du jour : le Soleil se lève à 6h. On voit que Montréal est sur le terminateur, c'est-à-dire la ligne séparant le jour de la nuit. Voici une photo prise de l'espace où l'on voit le terminateur à Paris.

		Solstice d'été (SÉ) À cette date, le côté Nord de l'axe de rotation de la Terre pointe vers le Soleil. On voit que Montréal est nettement dans la zone éclairée. Le Soleil s'est levé environ 1h30 avant 6h. La journée commence très tôt au solstice d'été, et donc le jour est très long. C'est la plus longue journée de l'année dans l'hémisphère nord.

		Équinoxe d'automne (ÉA) On se retrouve dans la même situation qu'à l'équinoxe de printemps, mais de l'autre côté du Soleil.

		Solstice d'hiver (SH) Voici le jour le plus court de l'année. À 6 heures du matin, Montréal est encore dans la zone sombre, c'est encore la nuit. Il faudra attendre environ 1h30 pour que le Soleil ne se lève à Montréal, soit vers 7h30.

À l'équinoxe de printemps (comme à celui d'automne). le Soleil de midi a un angle d'élévation de 45° à Montréal. Ça vent dire que la direction du Soleil à midi et la direction de l'horizon forme un angle de 45°.

Au solstice d'été, le Soleil monte beaucoup plus haut dans le ciel. Son angle d'élévation atteint 69° (à Montréal). Le Soleil ne monte pas haut au jour du solstice d'hiver, car son angle d'élévation à midi n'est que de 22°.

La cause principale des changements saisonniers est la variation de la hauteur du Soleil dans le ciel (à heure fixe). La variation de la longueur du jour y est également pour quelque chose.

Les saisons sont la conséquence de la révolution de la Terre (autour du Soleil) et du fait que l'axe de rotation de la Terre ne pointe pas toujours de la même façon vers le Soleil.

Les changements saisonniers NE SONT PAS causés par la variation de la distance du Soleil. En fait, la Soleil est un peu plus proche de la Terre en hiver.

Lorsque le Soleil est bas dans le ciel, les rayons lumineux arrivent au sol avec un angle plutôt faible (A). Un faisceau lumineux de 1 m de largeur couvrira une zone assez large, disons 6 m². Si le Soleil est plus haut, l'angle des rayons lumineux sera élevé (B), et un même faisceau de 1 m de largeur couvrira une zone plus petite. La même quantité de chaleur sera répartie sur une surface plus petite... la surface sera donc plus chaude.

		C'est la raison pour laquelle il fait plus chaud lorsque le Soleil est plus haut dans le ciel. Ça explique les différences de température entre les pôles et l'équateur, d'une saison à l'autre et même au cours de la journée : c'est plus chaud qu milieu de la journée, lorsque le Soleil est au point le plus haut.

Ces photographies montrent la Terre en janvier (à gauche) et en juillet (à droite). Elles ont été composées à partir de photographies prises par satellites et jointes par la suite. De plus, un traitement numérique a permit d'éliminer les nuages présents.