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Club de Découverte des Sciences Astronomiques
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LE SOLEIL AU ZÉNITH DE LA MARTINIQUE

 

Le 20 mars, jour de l’équinoxe de printemps, le Soleil est à l’aplomb de l’équateur, c'est-à-dire qu’il est au zénith (1) au moment de son passage au méridien d’un lieu situé sur l’équateur.

Au fil des jours il surplombera progressivement les lieux de latitude nord.et ainsi, en 2024 il sera au zénith de la Martinique les 28 et 29 avril.

 

 

 

·         (1) Le zénith est le point imaginaire qui se trouve à l’aplomb d’un observateur, c'est-à-dire exactement au- dessus de sa tête. Le point opposé est le nadir.

 

Ce phénomène s’explique en analysant le mouvement de la Terre par rapport au Soleil au cours d’une année.

 

 

 

Ü  En position 1: HIVER. Solstice d’hiver. Le Soleil n’éclaire jamais le pôle Nord, à aucun moment de la journée

Ü  En position 3: ETE Solstice d’été. Il illumine le pôle Nord.

Les positions 2 et 4 correspondent respectivement aux équinoxes de printemps et d’automne. A l’équinoxe de printemps la Terre est au « point vernal » ou point gamma g.

 

Les astronomes définissent la position des objets célestes par deux coordonnées: l’ascension droite et la déclinaison s’apparentant respectivement à la longitude et à la latitude qui permettent de localiser précisément un point sur notre sphère terrestre. 

Dans le cas des astres la sphère de référence est la voûte céleste dont nous sommes le centre et sur laquelle les étoiles semblent être accrochées. La déclinaison mesure la hauteur (angle) d’un astre (étoile, planète, Soleil, Lune, comète etc.) par rapport au cercle équatorial ou équateur céleste.

 

Alors que la déclinaison d’une étoile peut être considérée comme constante; en effet les étoiles paraissent immobiles les unes par rapport aux autres, il n’en est pas de même de la déclinaison du Soleil qui varie au cours d’une année [1].

C’est d’ailleurs cette variation qui est responsable des saisons définies par les astronomes. Elles ne dépendent en aucune façon de la distance Terre - Soleil.  Pour ce qui est du climat des régions tempérées il faut savoir que cette distance est la plus courte en hiver (147 millions de Km le 3 ou 4 janvier) et la plus grande en été (152 millions de Km vers le 5 ou 6 juillet).

 

·         La déclinaison du Soleil est nulle le jour de l’équinoxe de printemps: 20 ou 21 mars et le jour de l’équinoxe d’automne: 22 ou 23 septembre. Le Soleil est alors dans le plan équatorial. Il passe au zénith de l’équateur.

o   Ce jour-là la hauteur du Soleil à midi, en Martinique est de 72°, dans la direction du Sud.

·         Elle croît du 20 mars au 21 juin, jour du solstice d’été où elle atteint sa valeur maximum +23°26’.  Le 21 juin le Soleil est à l’aplomb du tropique du CANCER: tous les lieux de la Terre dont la latitude est égale à 23°26’ nord, correspondant à la déclinaison maximum du Soleil.

o   Ce jour-là, le Soleil à midi en Martinique est à une hauteur de 81°. On l’observe vers le nord.

·         Elle décroît ensuite pour repasser par une valeur nulle en septembre et continue sa décroissance jusqu’à -23°26’ (déclinaison Sud) le 21 ou 22 décembre, jour du solstice d’hiver.  A cette date décembre le Soleil est à l’aplomb du tropique du CAPRICORNE: tous les lieux de la Terre de latitude 23°26’ sud, correspondant à la déclinaison minimum du Soleil.

o   Ce jour- là, en Martinique la hauteur du Soleil au-dessus de l’horizon, à midi, est de 52°, dans la direction du sud..

 

 

Donc entre le 20 mars et le 21 juin, dans sa course ascendante, puis entre le 21 juin et le 22 septembre, dans sa course descendante, la déclinaison du Soleil passera par des valeurs comprises entre +14,4° et 14,9° latitudes extrêmes de la Martinique.  Ci-dessous les passages en 2024

Le schéma ci-dessus indique la trace du centre du Soleil sur la Martinique. Quelques minutes après midi sa hauteur au-dessus de l’horizon est de 90° pour les communes situées sur la ligne horizontale. Elle ne diffère seulement que de 2 à 3 dixièmes de degrés pour les extrémités nord et sud de notre île.

 

 

On remarquera que le Soleil ne passe jamais au zénith de la France métropolitaine et de l’Europe.

 

 

 

 

On notera également qu’à midi, en Martinique le Soleil s’observe en regardant vers le nord entre le 28 ou 29 ou 30 avril et le 12 ou13 ou 14 août et vers le sud en dehors de cette période. En métropole, à midi le Soleil est toujours dans la direction du sud. C’est pour cette raison que les terrasses sont généralement orientées vers le Sud pour mieux profiter des rayons du Soleil.

 

 

En s’éloignant de la Martinique le passage du soleil au zénith pourra être observé aux dates indiquées sur le schéma suivant.

 

 

 

LES HEURES DE PASSAGE AU ZENITH

L’attention des lecteurs a été attirée par les heures d’observation du passage du Soleil au zénith.

- En avril il passe à l’aplomb de la MARTINIQUE entre 12h 01mn et 12h 02mn de nos montres.

- En août il faudra attendre 12h 08 mm voir 12h 10 mn

Ce décalage entre avril et août s’explique par ce que les astronomes appellent « l’équation du temps», qui mesure l’écart entre le temps solaire moyen et le temps solaire vrai, ou encore dit autrement la différence entre l’heure de nos montres dont les aiguilles tournent régulièrement d’un mouvement uniforme et l’heure solaire qui est donnée par un gnomon ou un cadran solaire.

Nous donnerons plus d’explication sur les effets induits par cet écart dans un prochain article.

 

Annexe1 . La mesure du rayon de la TERRE par ERATOSTHENE

 

Il n’est plus besoin de rappeler aux martiniquais que le Soleil passe à l’aplomb de leur tête chaque année, à deux reprises. Une première fois vers la fin avril et une seconde mi-août.

La vérification locale de ce phénomène a été faite il y a plusieurs années lors de manifestations publiques organisées par le CDSA. Il s’agissait de constater, comme l’a fait ERATOSTHENE à SYENE en Égypte, il y a 2.200 ans, que lorsque le Soleil passe au zénith (1) ses rayons tombent à la verticale d’un puits dont le fond reflète alors son disque doré. Cette très vieille expérience, couplée à l’observation de la longueur de l’ombre d’un obélisque situé à ALEXANDRIE, a permis de déterminer le rayon de la terre (6.400 Km) avec une très bonne précision, 200 ans avant J.C.

 

Ératosthène (279 à 195 Av J-C)

Mathématicien, philosophe et astronome grec de l’école d’Alexandrie, naquis à Cyrène et mourut à Alexandrie. Il fut également bibliothécaire de la Grande Bibliothèque d’Alexandrie en Egypte. Alexandrie fut fondée en 330 Av J-C par Alexandre le Grand, et devint sous les Ptolémée le centre artistique et littéraire de l’Orient. Un phare haut de 400 pieds (120 m) éclairait sa rade.

Source  « Les cheveux de Bérénice «  de Denis GUEDJ – Edition du Seuil

 

E.BIDOUX / C.D.S.A mars 2024

 

Bibliographie: Les constellations du zodiaque de Robert CARDE aux éditions EVEIL. La revue des constellations de la S.A.F Histoire d’étoiles de M.F SERRE et P BOURGE. Méthodes de l’astrophysique L. Gouguenheim  Editions Hachette CNRS



[1]Il en est de même de la déclinaison de la Lune et des planètes (astres errants).



 
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