Solstice d'hiver 2018, rappel de quelques points peu connus.

Solstice d’hiver 21 décembre 2018

Le solstice (du latin solstitium, à traduire par « soleil qui ne bouge plus ») aura lieu exactement ce vendredi 21 décembre à 23h 22mn 44s.

D’un point de vue astronomique, ce solstice d’hiver est donc le moment où la position apparente du soleil atteint son extrême méridional. C’est le moment où l’inclinaison de l’axe de rotation de la terre est le plus favorable à l’hémisphère sud et le moins favorable à l’hémisphère nord en termes de luminosité.

En ce 21 décembre à Paris, le soleil à son zénith (à 11h49) est au plus bas de l’année : 17°44 au-dessus de l’horizon. Par contre, le soleil est à la verticale du Tropique du Capricorne (hémisphère sud).

Quand il est au plus haut, au solstice d’été, le 21 juin de cette année à Paris, notre soleil apparaissait à 66°36 au-dessus de l’horizon. Le soleil était à la verticale du Tropique du Cancer (hémisphère nord).

Chaque Tropique est à 23° 26’ 14’’ de part et d’autre de l’équateur. Cela correspond au degré d'inclinaison de l'axe de rotation de notre planète dans son parcours elliptique autour du soleil.

Ce 21 décembre est donc le jour le plus court de l’année 2018.

Sa durée va être de 8 heures et 14 minutes à Paris. À partir du 22 décembre, les jours vont donc rallonger, mais attention, cela ne va pas être spectaculaire sur les jours prochains, cela va bouger de quelques secondes (on gagne 6 secondes le 22, par rapport au 21, puis 11 secondes le 23, par rapport au 22 !), mais chaque jour un peu plus.

D'où le "solstitium" de nos ancêtres latins, car ils observaient qu'au retournement (les jours vont à nouveau rallonger en hiver et les jours vont à nouveau raccourcir en été) la durée du jour ne bougeait quasiment pas : de quelques secondes par jour contre environ 4 minutes aux alentours des équinoxes. 

Donc, ça ne bouge pas beaucoup autour du solstice, mais en plus ce n'est pas du tout réparti équitablement entre le matin et le soir.

C’est le 11 décembre que le soleil s’est couché le plus tôt de l’année à 16h53. Le 21 décembre, il se couche 3 minutes plus tard, les jours rallongent donc le soir déjà 10 jours avant le solstice.

Et ce ne sera que le 31 décembre que le soleil se lèvera le plus tard de l’année à 8h43. Le 21 décembre, il se lève encore 2 minutes plus tôt, les jours diminuent donc le matin jusqu’à 10 jours après le solstice.

Quelques précisions sur la durée du jour.

La durée du jour définie comme étant l'espace de temps séparant l'aurore (lever du soleil) du crépuscule (coucher du soleil), cette durée va varier en fonction de ce que l'on va considérer comme étant l'aurore et le crépuscule.

Ainsi, la définition du coucher du soleil peut revêtir plusieurs définitions :

• Crépuscule standard : Soleil à 0° sous l'horizon (le haut du disque tangente l'horizon)
• Crépuscule civil : Soleil à 6° sous l'horizon
• Crépuscule nautique : Soleil à 12° sous l'horizon
• Crépuscule astronomique : Soleil à 18° sous l'horizon

Si vous consultez plusieurs sites Internet, vous pourrez donc trouver pour le même jour des durées différentes.

La durée du jour définie au sens large comme étant le temps que met le Soleil pour faire apparemment le tour de la Terre nous semble immuable et dure naturellement 24 heures !

Ben, en fait, non !

Pour pouvoir compter le temps d'une manière uniforme tout au long de l'année, on a donc des journées de 24 heures, soit 86.400 secondes.

Mais cette durée du jour solaire est une durée moyenne. La durée réelle d'un jour solaire varie en fait en fonction de la trajectoire de la Terre autour du Soleil. Or cette trajectoire n'est pas un cercle parfait, mais une ellipse, assez proche du cercle, mais pas tout à fait.

Vers le 16 septembre, la durée réelle du jour solaire est au minimum. Ce n'est pas une durée de 86400 secondes, mais de 86.379 secondes (21 secondes de moins). Et la durée maximale, on la trouve le 22 décembre avec 30 secondes de plus que les 86.400 secondes.

Et tout ceci évolue légèrement au fil du temps ! Sous l'effet de la Lune, des mouvements des marées qu'elle induit sur Terre, notre planète ralentit sa rotation sur elle-même petit à petit.

Donc, la durée du jour augmente un peu, mais vraiment un peu à l'échelle de la vie humaine, puisque le ralentissement correspond à 2 millisecondes par siècle !

Mais à l'échelle des temps géologiques, cela donne des différences plus conséquentes. Il y a 100 millions d'années (au Jurassique), la durée moyenne du jour était de 23 heures et la Terre faisait donc sa course elliptique autour du Soleil en 380 jours.

Voici un tableau instructif (source Wikipedia) :

Date	Période géologique	Nombre de jours par an11	Durée du jour12
Présent	Actuelle	365	24 heures
− 100 millions d'années	Jurassique	380	23 heures
− 200 millions d'années	Permien	390	22,5 heures
− 300 millions d'années	Carbonifère	400	22 heures
− 400 millions d'années	Silurien	410	21,5 heures
− 500 millions d'années	Cambrien	425	20,5 heures
− 1200 millions d'années	Sténien	493,2	17,7 heures
− 2500 millions d'années	Archéen	714	12,3 heures
− 4500 millions d'années (âge de la Terre)	Hadéen	1434	6,1 heures

Le soleil se lève à l'est et se couche à l'ouest : pas si sûr !

Une autre curiosité à observer sur le solstice, c’est le moment de l’année où le soleil se lève le moins à l’est et se couche le moins à l’ouest.

En fait le soleil se lève exactement à l’est que seulement deux jours par an, au moment des équinoxes de printemps et d’automne.

De l’équinoxe d’automne jusqu’au solstice d’hiver, le lever et le coucher du soleil se sont décalés petit à petit vers le sud, mais à partir du 22 décembre, ce sera le retour progressif vers l’axe est-ouest jusqu’à l’équinoxe de printemps.

De l’équinoxe de printemps jusqu’au solstice d’été, le lever et le coucher du soleil se décaleront peu à peu vers le nord. Et on aura le même lent retour vers l’axe est-ouest qui s’amorcera dès le lendemain du solstice d’été pour s’achever à l‘équinoxe d’automne.

Faites un repère visuel ces jours-ci à l'endroit où le soleil apparait le matin (un arbre par exemple, ou un poteau électrique, une maison). Pareil le soir, repérez l'endroit précis du coucher du soleil. Vous comparerez ces repères avec ceux que vous ferez fin mars au moment de l'équinoxe.

Le 20 mars 2019, votre repère du matin indiquera exactement l'est et vous verrez que votre repère du 22 décembre n'était pas du tout au même endroit, mais était décalé vers le sud-est. Pareil pour le repère du soir, vous observerez le même angle de décalage vers le sud-ouest.