Solstice d'été et jour le plus long, est-ce totalement la même chose ?

roger15 · 17 juin 2010

Solstice d'été et jour le plus long, est-ce totalement la même chose ?

Bonjour à toutes et bonjour à tous,

Dans quatre jours, le lundi 21 juin 2010, ce sera le solstice d'été. Qu'est-ce que signifie exactement le jour du solstice ? et ce jour du solstice d'été est-il réellement le jour le plus long de l'année ? Ce sujet vise à tenter de répondre à ces deux interrogations.

I) Le moment exact du solstice d'été en 2010 :

Pour connaître ce moment, il y a plusieurs possibilités :

- 1°) consulter les excellentes éphémérides du modérateur de Webastro Kiwi 174 :be: :be: :be: (voir : http://www.webastro.net/index.php?page=ephemerides) : il nous indique que ce serait le 21 juin 2010.

- 2°) consulter l'excellent site Internet de Gilbert Javaux "PGJ - l'Astronomie une Passion à Partager" (voir : http://pagesperso-orange.fr/pgj/juin2010.htm) qui nous indique que ce serait plus précisément le 21 juin 2010 à 11h28 (Temps Universel) ;

- 3°) consulter l'excellent livre papier de Guillaume Cannat "Le guide du Ciel - édition 2010-2010" (16ème année) qui confirme à la page 21 que le solstice d'été se produira le 21 juin 2010 à 11h28 (Temps Universel) ;

- 4°) consulter le très officiel "Guide des Données Astronomiques 2010" (ex "Annuaire du Bureau des Longitudes") établi par le très sérieux IMCCE (Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Ephémérides) qui confirme lui aussi, à la page 122, que le solstice d'été se produira le 21 juin 2010 à 11h28 (Temps Universel).

Et si on voulait une précision de l'ordre de la seconde ? Que faut-il consulter ?

Eh bien, pour cela, il faut se référer à deux "Maîtres" de la Mécanique céleste :

* d'abord au Maître français incontesté de la Mécanique Céleste : Patrick Rocher, brillant calculateur à l'IMCCE. Il a fait paraître sur Internet les "Ephémérides pour 2010" (voir : http://lerma7.obspm.fr/IYA09/doc/pheno2010.pdf). On y apprend à la page 13 que le solstice d'été se produira le 21 juin 2010 à 11 heures 28 minutes 23 secondes (Temps Universel) ;

* ensuite au Maître international incontesté de la Mécanique Céleste : le calculateur belge Jean Meeus. Comme il est âgé de 82 ans (il est né en 1928, voir : http://fr.wikipedia.org/wiki/Jean_Meeus) il n'a pas de site Internet, mais il a publié pas mal d'ouvrages fondamentaux sur la mécanique céleste chez l'éditeur américain Willmann-Bell à Richmond en Virginie. Et parmi ces ouvrages il y a le très intéressant "Astronomical Tables of the Sun, Moon and Planets" :

Au chapitre 3 "Equinoxes and Solstices" Jean Meeus indique, de la page 101 à la page 175, les dates (avec une précision de la secondes) des équinoxes et des solstices entre l'an zéro et l'an 3000 de notre ère. Le problème est que ces dates sont données en "Temps Terrestre" (ex "Temps des Ephémérides" entre 1960 et 1983, puis ex "Temps Dynamique" entre 1984 et 2000), il faut donc faire la correction avec le "Delta Temps" pour obtenir le Temps Universel. A la page 151 on y apprend que le solstice d'été de cette année aura lieu le 21 juin 2010 à 11 heures 29 minutes 31 secondes (Temps Terrestre). Le "Delta Temps" actuel (le 1er mai 2010) était de : + 66,21 secondes (cela signifie en pratique que le "Temps Terrestre" [c'est-à-dire le Temps Universel déconnecté des variations de la rotation de la Terre] est en avance de 66,21 secondes sur le "Temps Universel" ou encore que le "Temps Universel" est en retard de 66,21 secondes sur le "Temps Terrestre"). Donc : 11 heures 29 minutes 31 secondes - 66 secondes = 11 heures 28 minutes 25 secondes. Soit, à deux secondes près le même horaire que celui indiqué par Patrick Rocher.

II) Que signifie exactement le moment du solstice d'été ? :

C'est le moment de l'année où le centre du Soleil lors du passage au méridien s'élève le plus haut au-dessus de l'horizon (du moins pour l'hémisphère Nord).

L'IMCCE indique ceci : « Il existe une autre ligne particulière, la ligne perpendiculaire, dans le plan de l´écliptique, à la ligne des équinoxes. Cette ligne est la ligne des solstices. Lorsque la direction du segment joignant le Soleil à la Terre est parallèle à celle ligne, la Terre se trouve aux solstices. » (voir : http://www.imcce.fr/fr/grandpublic/temps/saisons/presentation_saisons.php).

Cela signifie en pratique que le Soleil est (du moins pour l'hémisphère Nord) le plus haut dans le ciel et donc que les jours sont les plus longs, et donc les nuits les plus cortes.

Voici un schéma qui explique très bien cela :

A quelques minutes près c'est aussi le moment où la longitude écliptique du centre du Soleil atteint 90°, donc il entre dans le signe zodiacal du Cancer (longitude écliptique : 90° - 120°). Selon le logiciel "Guide 8" le centre du Soleil atteindra la longitude écliptique 90,000° le 21 juin 2010 à 11 heures 25 minutes 30 secondes (Temps Universel) et ceci jusqu'à 11 heures 26 minutes 55 secondes (point moyen : 11 heures 26 minutes 12 secondes).

III) Le jour du solstice d'été est-il réellement le jour le plus long de l'année ?

Pour le savoir précisément nous allons prendre un cas précis : la durée du jour, entre le lever du centre du Soleil sur l'horizon théorique et son coucher, pendant les deux jours précédant et les deux jours suivants le jour du solstice d'été : les samedi 19, dimanche 20, lundi 21, mardi 22 et mercredi 23 juin 2010, pour un même lieu, à savoir le clocher de l'église abbatiale de Maurs (Cantal) situé à 02° 11' 55" de longitude Est, 44° 42' 37" de latitude Nord, 287 mètres d'altitude. Les données sont celles du logiciel "Guide 8".

- 1°) samedi 19 juin 2010 :

* lever du centre du Soleil : 04 heures 04 minutes 42 secondes (Temps Universel) ;

* coucher du centre du Soleil : 19 heures 40 minutes 28 secondes (Temps Universel) ;

* durée du jour : 15 heures 35 minutes 46 secondes ;

- 2°) dimanche 20 juin 2010 :

* lever du centre du Soleil : 04 heures 04 minutes 51 secondes (Temps Universel) ;

* coucher du centre du Soleil : 19 heures 40 minutes 44 secondes (Temps Universel) ;

* durée du jour : 15 heures 35 minutes 53 secondes ;

- 3°) lundi 21 juin 2010 (le jour du solstice d'été) :

* lever du centre du Soleil : 04 heures 05 minutes 03 secondes (Temps Universel) ;

* coucher du centre du Soleil : 19 heures 40 minutes 58 secondes (Temps Universel) ;

* durée du jour : 15 heures 35 minutes 55 secondes ;

- 4°) mardi 22 juin 2010 :

* lever du centre du Soleil : 04 heures 05 minutes 16 secondes (Temps Universel) ;

* coucher du centre du Soleil : 19 heures 41 minutes 08 secondes (Temps Universel) ;

* durée du jour : 15 heures 35 minutes 52 secondes ;

- 5°) mercredi 23 juin 2010 :

* lever du centre du Soleil : 04 heures 05 minutes 32 secondes (Temps Universel) ;

* coucher du centre du Soleil : 19 heures 41 minutes 17 secondes (Temps Universel) ;

* durée du jour : 15 heures 34 minutes 45 secondes.

Donc, c'est bien confirmé : le jour du solstice d'été est bien le jour le plus long pour l'hémisphère Nord. :be: :be: :be:

Roger le Cantalien. :rolleyes:

kiwi74 · 17 juin 2010

Belle synthèse Roger

yaplusdenuit · 17 juin 2010

Merci Roger pour cet article que j'ai lu avec intéret !

gglagreg · 17 juin 2010

idem pour moi

:pou:

Gg

GéKa · 18 juin 2010

Voila qui va plaire à madame qui a toujours du mal à faire rentrer ça dans la tète de ses élèves.

Merci pour eux.

astrotophe · 18 juin 2010

Bien Roger mais tu aurais pu en profiter que ce n'est pas le moment où le Soleil se couche le plus tard et se lève le plus tôt.

ecliptic · 18 juin 2010

roger15,

c'est bien d'avoir mis en lumière un des moments les plus importants de l'année

ecliptic

roger15 · 18 juin 2010

Merci à "Kiwi 174", à "Yapludenuit", à "gglagreg", à "Géka" et à "ecliptic" pour vos commentaires élogieux. :be:

Bien Roger mais tu aurais pu en profiter que ce n'est pas le moment où le Soleil se couche le plus tard et se lève le plus tôt.

Bonjour Christophe,

Ça, j'attendais évidemment cette question : « pourquoi le Soleil se couche de plus en plus tard après le jour du solstice ? »

Eh bien, tout simplement à cause de la notion du "temps" de référence pris en compte pour les horaires des levers et des couchers du Soleil. Dans mon sujet j'ai pris le "Temps Universel" (plus exactement le "Temps Universel Coordonné" - UTC) qui est l'heure du temps civil moyen de l'Observatoire de Greenwich.

Mais si on prend le "Temps Solaire Vrai" c'est-à-dire en ne tenant pas compte de la fameuse "équation de temps"), en pratique : l'heure indiquée par l'ombre d'un bâton à trois moments de la journée, au lever, au passage au méridien (lorsque le Soleil est le plus haut dans le ciel), et au coucher du Soleil, on constate que notre étoile se lève le plus tôt et se couche le plus tard exactement le jour du solstice (donc le 21 juin 2010).

Prenons par exemple les horaires des levers et des couchers du Soleil à l'Observatoire de Paris d'après les données indiquées (arrondies à la minute) du "Guide des Données Astronomique pour 2010" (ex "Annuaire du Bureau des Longitudes") aux pages 122 et 124 pour les quinze jours avant et les quinze jours après le jour du solstice d'été, donc du dimanche 6 juin 2010 au mardi 6 juillet 2010.

* dimanche 6 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 51m (TU) ;

- passage au méridien (donc l'heure exacte du "Midi vrai") : 11h 49,3m (TU) [le logiciel astronomique "Guide 8" indique pour ce jour une "équation de temps" de 1 minute 22,9 secondes, donc le Soleil est passé au méridien exactement à : 11h 49,3m + 9 minutes 21 secondes (différence de temps entre les observatoires de Paris et de Greenwich) + 1 minute 22,9 secondes = 12 heures 00 minute 00 seconde en "Temps solaire vrai" de l'Observatoire de Paris].

- coucher du Soleil : 19h 47m (TU) ;

* lundi 7 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 50m (TU) ;

- passage au méridien : 11h 49,5m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 49m (TU) ;

* mardi 8 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 50m (TU) ;

- passage au méridien : 11h 49,7m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 50m (TU) ;

* mercredi 9 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 50m (TU) ;

- passage au méridien : 11h 49,9m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 51m (TU) ;

* jeudi 10 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 49m (TU) ;

- passage au méridien : 11h 50,1m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 51m (TU) ;

* vendredi 11 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 49m (TU) ;

- passage au méridien : 11h 50,3m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 52m (TU) ;

* samedi 12 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 49m (TU) ;

- passage au méridien : 11h 50,5m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 52m (TU) ;

* dimanche 13 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 49m (TU) ;

- passage au méridien : 11h 50,7m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 53m (TU) ;

* lundi 14 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 48m (TU) [c'est le premier jour où le Soleil se lève le plus tôt en "Temps Universel"] ;

- passage au méridien : 11h 50,9m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 54m (TU) ;

* mardi 15 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 48m (TU) ;

- passage au méridien : 11h 51,1m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 54m (TU) ;

* mercredi 16 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 48m (TU) ;

- passage au méridien : 11h 51,3m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 54m (TU) ;

* jeudi 17 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 48m (TU) ;

- passage au méridien : 11h 51,5m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 55m (TU) ;

* vendredi 18 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 48m (TU) ;

- passage au méridien : 11h 51,8m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 55m (TU) ;

* samedi 19 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 48m (TU) [c'est le sixième et dernier jour où le Soleil se lève le plus tôt en "Temps Universel"] ;

- passage au méridien : 11h 52,0m (TU) ;

- coucher du Soleil : 19h 56m (TU) [c'est le premier jour où le Soleil se couche le plus tard en "Temps Universel"] ;

* dimanche 20 juin 2010 :

- lever du Soleil : 03h 49m (TU) ;

- passage au méridien : 11h 52,2m (TU) ;