LES SAISONS

Nous devons le temps qu'il fait tous les jours aux différences de température qui règnent dans l'atmosphère. C'est la même chose que de dire que la répartition de l'énergie dans l'atmosphère est inégale. Les phénomènes et facteurs qui interviennent dans l'influence de la température sont nombreux et complexes.

Le soleil est la principale source d'énergie pour l'atmosphère terrestre. La terre fait le tour du soleil en 365,25 jours en décrivant une orbite quasi circulaire et fait un tour sur elle-même en 24 heures selon un axe incliné à 23,5°. Ces caractéristiques astronomiques de notre planète font que nous avons quatre saisons.

Durant le solstice d'hiver, le 21 décembre, la position de la Terre fait en sorte qu'un observateur dans l'hémisphère nord reçoit moins d'énergie solaire que durant l'été. Ceci est dû au fait que les rayons du Soleil parviennent à l'observateur de manière oblique en parcourant une plus grande distance dans l'atmosphère que durant l'été. Plus les rayons parcourent une grande distance dans l'atmosphère et plus l'énergie de ces rayons diminue. 

L’été la Terre est plus éloignée du Soleil qu’en hiver, elle parcourt donc son orbite moins vite. Comme les saisons sont définies astronomiquement quand la Terre atteint les longitudes de 0°, 90°, 180° et 270°, il ne s'écoule pas le même temps entre chaque début de saison, parce que la Terre, ne va pas à la même vitesse sur son orbite selon la distance, qui dépend de la date. L'automne et le printemps ont sensiblement la même durée parce que la Terre parcourt des segments équivalents de son orbite à ces moments, comme "les côtés", si l'on peut dire.

Durée des saisons dans l'hémisphère Nord. 
Pour l'hémisphère Sud tout est l'opposé.

vidéo expliquant la cause des saisons

Les dates des saisons

Il existe plusieurs types de révolutions :

- La révolution tropique

La révolution tropique est la durée qui sépare deux passages de la Terre au point d'équinoxe de printemps. Elle est un peu plus courte que la période sidérale à cause de la précession des équinoxes qui se fait dans le sens rétrograde (50,2877" par an actuellement). Ce mouvement appelé précession des équinoxes est lié au mouvement de l´axe de rotation de la Terre qui décrit un cône dans le sens rétrograde en environ 25.858 ans. Pour la Terre, l'année tropique est de 365,2422 jours (soit 365 jours 5h 48m 46s). L'année astronomique est la durée de l'année tropique.

- La Révolution sidérale

La Révolution sidérale est la période de révolution c'est à dire la durée qui sépare deux passages de la Terre face au Soleil utilisée comme repère fixe. Cette période de 365,2563 jours (365 jours et 6 heures et 9 minutes et 9,50 secondes) est supérieure à la révolution tropique.

Notre calendrier (le calendrier grégorien) est celui qui est le plus proche de la durée révolution tropique de la Terre. Il y a 365 jours, soit 0,2422 jour de retard par ans. C'est pourquoi tous les 4 ans il est ajouté un jour dans l´année en février (année bissextile de 366 jours). 

1 jours est supérieur à 0,2422.X.4.=.0,98688. Le calendrier grégorien a une valeur moyenne de 365,25 jours ce qui est un peu trop grand par rapport à l´année tropique (365,2422). Ce qui crée un décalage de 7,50 jours pour 1000 années. Alors pour être le plus proche de la réalité on n'ajoute pas une année bissextile tous les quatre ans à celles qui sont multiples de 100 sans l´être de 400. Ainsi 1600 et 2000 sont bissextiles, mais pas les années 1700, 1800, 1900 et 2100.

L´évolution de la longueur des saisons

L´orbite du barycentre Terre-Lune tourne dans son plan dans le sens direct à raison d´environ 12" par an (soit une révolution en environ 100.000 ans). Mais au contraire, la précession des équinoxes tourne dans le sens inverse (sens rétrograde) à raison de 50,2877" par an (soit une révolution en environ 25 868 ans). L'ensemble de ces deux mouvements permet de calculer la période du passage du périhélie de la Terre par la direction de l´équinoxe de printemps, qui est d´environ 21.000 ans et nommé précession climatique. Donc tous les 10.500 ans (demi-période de la précession climatique) l´aphélie passe de l´été à l´hiver. Même si ce n'est pas la distance de la Terre au Soleil qui est le facteur le plus important pour la nature des saisons, quand la Terre est à l´aphélie en hiver, ces derniers sont plus rudes. Pour plus d'informations voir les Glaciations

Comme on peut le voir, les saisons ne dépendent pas de la distance entre le Soleil et la Terre. 
Dans l´hémisphère nord, l´hiver n'a pas lieu quand le Soleil est le plus proche de la Terre.

Les effets des saisons

Cycle annuel de la température de l'air en surface (°C), 
obtenu par une simulation de contrôle du MCCG1

Ces résultats ont été obtenus lors d'une expérience de contrôle portant sur plusieurs siècles, et visant à simuler la variabilité naturelle du système couplé. Le modèle reproduit bien le cycle observé des températures annuelles. On notera que l'amplitude de cycle annuel est beaucoup plus importante au-dessus des pôles et des zones terrestres extratropicales qu'au-dessus des océans. On remarquera également des différences dans la forme du cycle annuel, ce qui reflète les propriétés thermiques différentes des zones terrestres, de la glace et de l'eau à la surface de la Terre. Pour plus d'information, reportez-vous à notre page traitant du Modèle couplé de première génération (MCCG1). 

Comme on peut le voir dans l'animation ci-dessus, l'atmosphère a "un temps de retard" par rapport aux solstices d'hiver et d'été, et c'est pourquoi on retrouve les jours les plus chauds de l'année entre le 21 juillet et le 10 août et les plus froids entre le 21 janvier et le 10 février. L'atmosphère emmagasine en effet la chaleur et le froid selon la saison avec un mois d'écart.

On retrouve le même phénomène chaque jour : le soleil atteint son zénith à 12 heures (TU) mais la température atteint son maximum vers 14/15 heures TU, pour les mêmes raisons.

L'évolution de la végétation suivant la saison

La moyenne des précipitations mensuelles de 1961 - 90