Astronomie

Cycle de saison < Année ?

Cycle de saison < Année ?

Est-il possible pour l'axe d'une planète de précéder ou d'osciller de telle sorte que son cycle de saison soit de durée moindre que son année ? La précession gyroscopique donnera ainsi des saisons à l'un ou l'autre hémisphère au cours d'une révolution possiblement centenaire autour de son étoile. La précession de la Terre est beaucoup plus longue que sa période de révolution, mais est-il possible que celles-ci puissent être inversées et qu'une planète soit encore habitable ?


Est-il possible pour l'axe d'une planète de précéder ou d'osciller de telle sorte que son cycle de saison soit de durée moindre que son année ?

Pour cela, certainement oui, si vous modifiez certains paramètres. Sur la page Wikipédia d'Axial Precision, vous trouverez l'ensemble des équations et des paramètres qui vous permettent de calculer le taux de précession pour l'axe de la Terre. Principalement, la précession de la Terre est causée par une variété de facteurs, mais principalement due à la Lune et au Soleil (et donc aux paramètres orbitaux/corporels associés). Si vous regardez ces équations et commencez à y ajuster les valeurs, vous constaterez que vous pouvez forcer la période de précession axiale à être inférieure à une "année". Je vais passer en revue et construire un tel système.

Mais d'abord, je dois déterminer les paramètres orbitaux de la planète de telle sorte qu'elle ait une période de révolution de 100 ans. Ceci est obtenu en utilisant la troisième loi de Kepler, reliant la période orbitale, la distance orbitale et la masse du Soleil (et de la Terre, mais c'est négligeable). La forme pertinente de l'équation, pour nos besoins, est la suivante :

$$P^2 = frac{a^3}{M_{mathrm{Sun}}}$$

où $P$ est la période orbitale en années, $a$ est la distance orbitale en AU (1 AU est la distance entre la Terre et le Soleil), et $M_{mathrm{Sun}}$ est la masse du Soleil en unités de masses solaires. Si vous dictez que $P=100 mathrm{years}$, alors je trouve que je peux définir $a = 10 mathrm{AU}$ et $M_{mathrm{star}} = 0.1 M_{ odot}$ et rendre cette équation vraie. Cela signifie que cette nouvelle planète orbite autour d'une étoile 10 fois moins massive que notre propre étoile (ce qui en fait une naine rouge) et 10 fois plus loin que la Terre. Mon choix de paramètres est fortuit et vous pourriez certainement trouver d'autres paramètres qui fonctionnent également.

Maintenant, compte tenu de ces paramètres ci-dessus, nous pouvons essayer de calculer le taux de précession pour cette nouvelle planète. Je suppose que cette nouvelle planète a une lune en orbite, tout comme la Terre. Les deux équations importantes pour calculer le taux de précession de la Terre doivent tenir compte des contributions du Soleil et de la Lune. Les équations sont données par :

$$P_{mathrm{Sun}} = frac{3}{2}left(frac{GM_{mathrm{Sun}}}{a_{mathrm{Terre}}(1-e_{mathrm {Terre}})^{3/2}} ight)left(frac{(CA)}{C}frac{cos epsilon}{omega} ight)$$

$$P_{mathrm{Lune}} = frac{3}{2}left(frac{GM_{mathrm{Lune}}(1-1.5sin^2 i_{mathrm{Lune}}) }{a_{mathrm{Lune}}(1-e_{mathrm{Lune}})^{3/2}} ight)left(frac{(CA)}{C}frac{cos epsilon}{omega} ight)$$

Dans ces équations, $G$ est la constante gravitationnelle, $M$ est la masse en kg, $a$ est la distance orbitale en mètres, $e$ est l'excentricité orbitale, $i$ est l'inclinaison du plan orbital de la Lune par rapport à à l'écliptique, $(CA)/C = 0,003273763$ est une mesure de la forme de la Terre, $epsilon$ est l'angle de l'axe de la Terre, nominalement 23,43928$^mathrm{o}$, et enfin $omega$ est le vitesse de rotation en rad/s.

En branchant toutes les valeurs du système Terre-Lune-Soleil (que vous pouvez trouver sur la page wiki), vous trouvez que $P_{mathrm{Sun}} + P_{mathrm{Moon}} = 7.789 imes 10 ^{-12} mathrm{rad/s}$ et pour convertir en échelle de temps, vous pouvez multiplier par $2 imes10^{-7}$. Cela vous donne la période de précession nominale de la Terre d'environ 26 000 ans.

Compte tenu de tout cela, nous pouvons commencer à jouer avec des paramètres pour que la période de précession de notre nouveau système soit inférieure à 100 ans. J'ai déjà dit que $a_{mathrm{Terre}}$ est 10 fois plus grand et que $M_{mathrm{Sun}}$ est 10 fois plus petit donc nous pourrions obtenir la période de 100 ans. J'ai découvert que je pouvais apporter les modifications supplémentaires suivantes.

  • La Lune est maintenant 5,8 fois plus massive que notre Lune.
  • La Lune est maintenant à un quart de la distance de notre Lune.
  • La planète tourne deux fois plus vite.

Avec ces changements, je trouve que la période de précession tombe à environ 50 ans, soit une demi-orbite. Vous pouvez continuer à jouer avec les chiffres pour obtenir un résultat différent.

Une considération importante ici est de savoir si un tel système est susceptible de se former ou non. Je pense que, étant donné le système que j'ai créé, ce n'est pas en dehors du domaine des possibilités. Il est peu probable qu'un système planétaire aussi grand, presque binaire soit si éloigné d'une petite étoile, mais je ne pense pas que ce soit impossible. La vraie difficulté ici est que vous avez réglé la période orbitale sur une si longue échelle de temps. Si vous deviez assouplir cela un peu à quelque chose de beaucoup plus court (disons 10 ans), vous obtiendriez un système plus réaliste (et probablement habitable).

La précession de la Terre est beaucoup plus longue que sa période de révolution, mais est-il possible que celles-ci puissent être inversées et qu'une planète soit encore habitable ?

Certes, rien ne dit qu'une planète avec une période de précession plus courte que la période de révolution est inhabitable. Ce qui la rendra inhabitable, c'est d'être trop loin de l'étoile. Le temps orbital extrême que vous avez fourni nécessitait d'avoir une planète probablement trop éloignée de l'étoile pour être dans la "zone habitable". Il vous suffit de jouer avec tous les paramètres et de trouver quelque chose qui correspond à tous vos besoins.

Une autre chose à considérer est que si une planète a une lune aussi grande et proche que celle que j'ai construite, cela entraînera probablement un ralentissement de la vitesse de rotation de la planète sur des échelles de temps (astronomiques) courtes. Le taux de rotation des planètes a un effet significatif sur le taux de précession et le ralentir sur de courtes périodes peut signifier que votre système ne maintient pas le taux de précession sous la période de rotation pendant trop longtemps.


Arrêt lunaire mineur et Harvest Moon

Chaque année à cette époque, nous, dans l'hémisphère nord, avons notre pleine lune des récoltes, la pleine lune la plus proche de l'équinoxe d'automne. En 2016, la pleine Harvest Moon arrive le 16 septembre à 1905 UTC. Le phénomène Harvest Moon consiste en ce que la lune semble presque ou entièrement pleine et se lève près de l'heure du coucher du soleil, pendant plusieurs soirées d'affilée. Cela diffère de la plupart des pleines lunes, qui se lèvent en moyenne environ 50 minutes plus tard chaque nuit. En 2016, cependant, le phénomène annuel de la Harvest Moon sera un peu moins grand que d'habitude en raison de ce qu'on appelle un arrêt lunaire mineur. Il s'agit de l'inclinaison de l'orbite de la lune par rapport au plan de l'équateur terrestre, qui détermine quand et où à l'horizon nous voyons le lever de la lune. Suivez les liens ci-dessous pour en savoir plus :

Calendrier d'arrêt lunaire au National Museum of the American Indian à Washington D.C. Image via l'utilisateur Flickr catface3.

Inclinaison de l'orbite de la Lune vers l'équateur de la Terre. Contrairement à la lune de la Terre, de nombreuses lunes du système solaire orbitent au-dessus de la équateur de leurs planètes respectives. Si notre lune faisait de même « orbite autour de l'équateur de la Terre », alors la lune se lèverait à l'est et se coucherait à l'ouest tous les jours. Cependant, l'orbite de notre lune est inclinée par rapport au plan de l'équateur terrestre. Notre lune orbite autour de la Terre sur presque le même plan que la Terre orbite autour du soleil (alias le plan de l'écliptique).

C'est pourquoi, à mesure qu'elle se lève et se couche chaque jour, la lune de la Terre passe environ deux semaines à se lever et à se coucher. Sud d'est et d'ouest, puis deux semaines de lever et de coucher Nord de plein est et ouest.

Cette inclinaison de l'orbite de la lune crée également le grand défilé des nuits au clair de lune, la lune se levant près de l'heure du coucher du soleil - le phénomène Harvest Moon - que nous avons mentionné plus tôt.

En règle générale, pendant plusieurs nuits autour de la lune des récoltes, il y aura des lunes brillantes ascendantes à l'est, au moment du crépuscule. C'est comme si, au mois de la Harvest Moon, nous avions une pleine lune plusieurs nuits de suite.

Mais cette année, cet effet est atténué, car cette année n'est qu'un an après l'année d'arrêt mineur de 2015, lorsque la lune a basculé au sud et au nord de l'équateur céleste dans son cycle d'arrêt de 18,6 ans. Quand la lune a atteint son arrêt sud – le plus au sud – le 21 septembre 2015, il n'était que 18,134 o au sud de l'équateur. Une quinzaine de jours plus tard, lorsque la lune a basculé sur son arrêt du nord – le plus au nord – c'était seulement 18,140 o au nord de l'équateur le 3 octobre 2015.

Cette année ne sera pas très différente, car la lune oscillera de 18,451 o au sud à 18,475 o au nord de l'équateur céleste au cours de la période de quinze jours entre le 10 septembre et le 23 septembre 2016.

À mi-chemin entre l'arrêt sud du 10 septembre 2016 et l'arrêt nord le 23 septembre 2016, l'hémisphère nord aura sa pleine lune des récoltes le 16 septembre 2016. La lune se dirige vers l'est sur son orbite – ainsi que vers le nord. Chaque jour, la lune se lève plus au nord le long de l'horizon est, et c'est ce qui est responsable du phénomène de pleine lune de récolte dans l'hémisphère nord. Lorsque la lune se lève plus au nord par rapport à la veille, la lune se lève également plus tôt que la moyenne 50 minutes plus tard chaque jour.

Mais cette année, en 2016, le mouvement vers le nord des levers de lune le long de l'horizon oriental n'est pas aussi important qu'il pourrait l'être, en raison de l'arrêt lunaire mineur. Les plusieurs nuits de clair de lune du crépuscule à l'aube que vous attendez normalement de la Harvest Moon ne sont pas aussi omniprésentes que les autres années.

Récapituler: La pleine lune des récoltes de septembre 2016 se produit lorsque l'inclinaison orbitale de la lune par rapport à l'équateur est presque au minimum dans le cycle d'arrêt de 18,6 ans de la lune. L'inclinaison plus faible du plan orbital de la lune, par rapport au plan de l'équateur terrestre, réduit l'impact de Harvest Moon en 2016. Voir les impacts du cycle lunaire de 18,6 ans Harvest Moon, ci-dessous, pour une explication plus complète.

Le tableau ci-dessous permet d'illustrer les heures de lever de la lune pour Fairbanks, en Alaska. L'azimut indique 90 o lorsque la lune se lève plein est, plus de 90 o lorsqu'elle se lève au sud de plein est et moins de 90 o en montant au nord de plein est.

Fairbanks, Alaska (65 o latitude nord)

Pleine Lune des Récoltes 2016 : 16 septembre

Le cycle lunaire de 18,6 ans a un impact sur Harvest Moon. L'inclinaison de la trajectoire orbitale de la lune par rapport au plan de l'équateur terrestre change au cours d'un cycle de 18,6 ans. Par exemple, en 2006 et à nouveau en 2025, la lune dans ses déplacements mensuels oscille d'environ 28,5 degrés au sud à 28,5 degrés au nord de l'équateur terrestre. Parfois, cette inclinaison extrême est appelée un arrêt lunaire majeur. La plus grande inclinaison de l'orbite de la lune accentue l'effet de la lune des moissons.

Tout au long de l'année 2016, en revanche, les voyages mensuels de la lune emmènent la lune d'environ 18,5 o au sud à 18,5 o au nord de l'équateur terrestre. Cette faible inclinaison de l'orbite de la lune par rapport à l'équateur céleste agit pour réduire l'effet de la lune des moissons.

Nous n'avons donc qu'un an après l'année d'arrêt lunaire mineure en 2015. Par conséquent, la diminution de l'inclinaison de l'orbite de la lune par rapport à l'équateur diminue l'impact de cette année 2016 Harvest Moon. En fait, la prochaine grande année d'arrêt lunaire n'aura pas lieu avant 2025. (Voir le tableau au bas de cet article.)

Le plan de l'orbite lunaire est incliné à 5 o par rapport à l'écliptique (plan de l'orbite terrestre). Dans une année où l'orbite de la lune coupe l'écliptique au point d'équinoxe de mars, allant du nord au sud, nous avons une année d'arrêt lunaire mineure. Ainsi, les points d'arrêt lunaire sont 5 o plus proches de l'équateur que les points de solstice (23,5 o – 5 o = 18,5 o de déclinaison).

Qu'est-ce qu'une Harvest Moon ? La pleine lune qui se produit le plus près de l'équinoxe d'automne (l'équinoxe de septembre de l'hémisphère nord/l'équinoxe de mars de l'hémisphère sud) bénéficie de la désignation de Harvest Moon. La pleine lune des récoltes viendra le 16 septembre 2016, dans l'hémisphère nord et dans l'hémisphère sud le 12 mars 2017.

Il n'y a pas de Harvest Moon à l'équateur et pas assez pour le dire dans les régions tropicales du globe. Vous devez vraiment être bien au nord (ou au sud) des tropiques pour observer le plus grand défilé de nuits au clair de lune de l'année au moment de l'équinoxe d'automne. Plus vous habitez au nord ou au sud de l'équateur terrestre, plus la procession des nuits au clair de lune accompagnant la saison des récoltes est longue.

Le terme Harvest Moon pourrait être d'origine européenne, car l'Europe du Nord est beaucoup plus proche de l'Arctique que des tropiques. Avant l'avènement de l'éclairage artificiel, les gens planifiaient une activité nocturne autour de la lune, sachant que la lune fournit un clair de lune du crépuscule à l'aube la nuit de la pleine lune. Mais les agriculteurs d'autrefois savaient également que la lune des récoltes - la pleine lune la plus proche de l'équinoxe d'automne - pouvait être invoquée pour fournir un éclairage lunaire du crépuscule à l'aube pendant plusieurs jours consécutifs aux latitudes tempérées moyennes, ou même aussi longtemps qu'une semaine d'affilée aux latitudes de l'extrême nord.

Cette aubaine de clair de lune dans la saison de la lumière du jour décroissante reste l'héritage de la Harvest Moon.

Belle photo crépusculaire d'une Harvest Moon par Amy Simpson-Wynne en Virginie.

Quelques particularités de la Harvest Moonrise Dans l'hémisphère nord, la lune se lève plus au nord le long de l'horizon chaque soir pendant un certain nombre de jours après l'apparition de la pleine lune des récoltes. Ce mouvement vers le nord le long de l'horizon réduit le temps de décalage entre les levers de lune successifs, de sorte que la lune se lève à ou près de l'heure du coucher du soleil pendant plusieurs jours de suite.

Soit dit en passant, dans l'hémisphère sud, la pleine lune des récoltes aura lieu en mars 2017, alors que la lune se déplace au maximum vers le sud de nuit en nuit.

En fait, il est même possible que la lune se lève plus tôt que la veille au cours d'une année d'arrêt majeur ou à proximité de celle-ci aux hautes latitudes nord (ou sud). Pour un excellent exemple, voir le graphique ci-dessous pour Anchorage, en Alaska, indiquant les heures de lever de la lune en septembre 2025, une année d'arrêt lunaire majeure.

Notez également les heures de lever de la lune pour septembre 2016 à Anchorage, en Alaska, pendant l'année de l'arrêt lunaire mineur. De toute évidence, l'arrêt lunaire mineur diminue l'impact de la Harvest Moon.

Seattle, Washington (48 o latitude nord)

Pleine Lune des Récoltes 2016 : 16 septembre * Pleine Lune des Récoltes 2025 : 7 septembre

Date en 2016 Lever de la lune Coucher de soleil Date en 2025 Lever de la lune Coucher de soleil
16 septembre 19h31 19h20 7 septembre 19h42 19h39
17 septembre 20h04 19h18 8 septembre 19h59 19h37
18 septembre 20h37 19h16 9 septembre 20h17 19h35
19 septembre 21h18 19h14 10 septembre 20h38 19h33

Anchorage, Alaska (61 o latitude nord)

Pleine Lune des Récoltes 2016 : 16 septembre * Pleine Lune des Récoltes 2025 : 7 septembre

Harvest Moon par Annie Lewis en Espagne.

Bottom line: L'inclinaison réduite de l'orbite de la lune vers l'équateur de la Terre raccourcit la procession des nuits au clair de lune accompagnant la Harvest Moon de cette année.


Saison

Une saison est une période de l'année qui se distingue par des conditions climatiques particulières. Les quatre saisons (printemps, été, automne et hiver) se succèdent régulièrement. Chacun a ses propres modèles de lumière, de température et de temps qui se répètent chaque année.

Dans l'hémisphère nord, l'hiver commence généralement le 21 ou le 22 décembre. C'est le solstice d'hiver, le jour de l'année avec la période de clarté la plus courte. L'été commence le 20 ou 21 juin, le solstice d'été, qui a le plus de lumière du jour de tous les jours de l'année. Le printemps et l'automne, ou l'automne, commencent aux équinoxes, des jours où la lumière du jour et l'obscurité sont égales. L'équinoxe de printemps ou de printemps tombe le 20 ou le 21 mars et l'équinoxe d'automne est le 22 ou 23 septembre.

Les saisons dans l'hémisphère nord sont à l'opposé de celles de l'hémisphère sud. Cela signifie qu'en Argentine et en Australie, l'hiver commence en juin. Le solstice d'hiver dans l'hémisphère sud est le 20 ou le 21 juin, tandis que le solstice d'été, le jour le plus long de l'année, est le 21 ou le 22 décembre.

Les saisons se produisent parce que la Terre est inclinée sur son axe par rapport au plan orbital, le disque plat invisible où la plupart des objets du système solaire orbitent autour du soleil. L'axe de la Terre est une ligne invisible qui traverse son centre, d'un pôle à l'autre. La Terre tourne autour de son axe.

En juin, lorsque l'hémisphère nord est incliné vers le soleil, les rayons du soleil le frappent une plus grande partie de la journée qu'en hiver. Cela signifie qu'il obtient plus d'heures de lumière du jour. En décembre, lorsque l'hémisphère nord est incliné à l'opposé du soleil, avec moins d'heures de lumière du jour.

Les saisons ont une énorme influence sur la végétation et la croissance des plantes. L'hiver a généralement un temps froid, peu de lumière du jour et une croissance limitée des plantes. Au printemps, les plantes poussent, les feuilles des arbres se déploient et les fleurs s'épanouissent. L'été est la période la plus chaude de l'année et a le plus de lumière du jour, donc les plantes poussent rapidement. En automne, les températures chutent et de nombreux arbres perdent leurs feuilles.

L'année à quatre saisons n'est typique que dans les latitudes moyennes. Les latitudes moyennes sont des endroits qui ne sont ni près des pôles ni près de l'équateur. Plus on s'éloigne vers le nord, plus les différences de saisons sont importantes. Helsinki, en Finlande, connaît 18,5 heures de lumière du jour à la mi-juin. À la mi-décembre, cependant, il fait jour moins de 6 heures. Athènes, en Grèce, dans le sud de l'Europe, a une plus petite variation. Il a 14,5 heures de lumière du jour en juin et 9,5 heures en décembre.

Les endroits proches de l'équateur connaissent peu de variations saisonnières. Ils ont à peu près la même quantité de lumière du jour et d'obscurité tout au long de l'année. Ces endroits restent chauds toute l'année. Près de l'équateur, les régions connaissent généralement une alternance de saisons des pluies et de saisons sèches.

Les régions polaires connaissent des variations saisonnières, bien qu'elles soient généralement plus froides que d'autres endroits sur Terre. Près des pôles, la quantité de lumière du jour change considérablement entre l'été et l'hiver. À Barrow, en Alaska, la ville la plus septentrionale des États-Unis, il fait jour toute la journée entre la mi-mai et le début août. La ville est plongée dans l'obscurité totale entre mi-novembre et janvier.

Illustration par Mary Crooks

Saisons en Alaska
Parfois, les saisons sont déterminées à la fois par des activités naturelles et artificielles. Dans l'État américain de l'Alaska, les gens aiment dire qu'il y a trois saisons : « l'hiver, l'hiver calme et la saison de la construction ».

Ritu
Un ritu est une saison du calendrier hindou traditionnel, utilisé dans certaines parties de l'Inde. Il y a six ritu : vasanta (printemps) grishma (été) varsha (pluie ou mousson) sharat (automne) hemant (pré-hiver) et shishira (hiver).

C'est la saison
Le mot « saison » peut être utilisé pour désigner une période de l'année où une activité ou un processus est autorisé à se produire. Les saisons peuvent être naturelles, comme la saison des ouragans, qui est la période de l'année où les ouragans sont le plus susceptibles de se développer. Les saisons peuvent également être créées artificiellement, comme la saison de la chasse, qui est la période de l'année où une communauté permet aux gens de chasser certains animaux sauvages.

Saisons météorologiques
Les météorologues, des scientifiques qui étudient le temps, divisent chacune des saisons en trois mois entiers. Le printemps commence le 1er mars, l'été le 1er juin, l'automne le 1er septembre et l'hiver le 1er décembre.


La terre et le soleil

Le cycle des saisons est causé par l'inclinaison de la Terre vers le soleil. La planète tourne autour d'un axe (invisible). À différents moments de l'année, l'axe nord ou sud est plus proche du soleil. Pendant ces périodes, l'hémisphère incliné vers l'étoile connaît l'été, tandis que l'hémisphère incliné à l'opposé du soleil connaît l'hiver, selon la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

À d'autres endroits du voyage annuel de la Terre, l'axe n'est pas incliné vers ou à l'opposé du soleil. Pendant ces périodes de l'année, les hémisphères connaissent le printemps et l'automne.

La définition astronomique des saisons se rapporte à des points précis du voyage de la Terre autour du soleil. Les solstices d'été et d'hiver, les jours les plus longs et les plus courts de l'année, se produisent lorsque l'axe de la Terre est le plus proche ou le plus éloigné du soleil. Le solstice d'été dans l'hémisphère nord a lieu vers le 21 juin, le même jour que le solstice d'hiver dans l'hémisphère sud, selon la NOAA. Le solstice d'été du sud a lieu vers le 21 décembre, le solstice d'hiver du nord. Dans les deux hémisphères, le solstice d'été marque le premier jour de l'été astronomique, tandis que le solstice d'hiver est considéré comme le premier jour de l'hiver astronomique.

Les équinoxes sont un autre jour important pendant le voyage de la Terre autour du Soleil. Ces jours-là, l'axe de la planète est pointé parallèlement au Soleil, plutôt que vers ou loin de lui. Le jour et la nuit pendant les équinoxes sont censés être presque égaux. L'équinoxe de printemps, ou vernal, pour l'hémisphère nord a lieu vers le 20 mars, le même jour que l'équinoxe d'automne du sud. L'équinoxe de printemps dans l'hémisphère sud se produit vers le 20 septembre, lorsque les habitants du nord célèbrent l'équinoxe d'automne. L'équinoxe de printemps marque le premier jour du printemps astronomique pour un hémisphère, tandis que l'équinoxe d'automne marque le premier jour de l'automne. [Infographie : Explication des solstices et des équinoxes de la Terre]

Mais les changements de temps précèdent souvent ces points significatifs. Les saisons météorologiques se concentrent sur ces changements, adaptant les saisons aux trois mois qui les inaugurent le mieux. De décembre à février marque l'hiver météorologique dans l'hémisphère nord et l'été météorologique dans le sud. Mars, avril et mai sont considérés comme le printemps ou l'automne, selon l'endroit, tandis que juin à août sont les mois d'été pour le nord et d'hiver pour le sud. Septembre, octobre et novembre concluent le cycle, inaugurant l'automne dans les régions du nord et le printemps dans le sud, selon la NOAA.

Les saisons peuvent apporter une grande variété à l'année pour les endroits qui les vivent pleinement. Le temps dans chacun peut permettre aux gens de se livrer à des activités qu'ils ne peuvent pas effectuer dans d'autres - ski en hiver, natation en été. Chaque saison apporte avec elle ses propres dangers potentiels, mais aussi sa propre marque de beauté.

Rapports supplémentaires d'Alina Bradford, contributrice de Live Science.


Faits sur l'orbite de la Terre, les saisons et les cycles 038 ⧂

La Terre tourne autour du Soleil à plus de 107 000 kilomètres à l'heure et se rapproche le plus du Soleil aux alentours de Noël, mais vous ne le sauriez jamais ! Son inclinaison axiale provoque les saisons aller et venir et les oscillations axiales à long terme (et d'autres changements dans son orbite) entraînent Les cycles glaciaires de 100 000 ans de la Terre! Vous pouvez profiter de la lecture et tout apprendre à ce sujet ici!

Faits intéressants sur l'orbite, les saisons et les cycles de la Terre !

Pour la majorité de l'histoire humaine (jusqu'à il y a quelques centaines d'années) On croyait que la Terre était le centre de l'univers et que tout tournait autour d'elle ! En fait, la Terre n'est vraiment que la 3 ème planète du Soleil autour de laquelle tout le système solaire orbite finalement.

  • orbites terrestres à une distance moyenne de 149,6 millions de kilomètres du Soleil, dans un domaine de l'espace que les scientifiques appellent souvent « la zone habitable ». Cela signifie que la Terre orbite près du milieu d'une zone qui reçoit juste assez d'énergie du Soleil pour maintenir l'eau de surface à l'état liquide. Comme dans l'histoire de Boucle d'or et des trois ours, la planète Vénus est trop proche du Soleil (donc trop chaude) et Jupiter est trop loin (donc trop froid), mais La Terre est juste !
  • Aucune orbite n'est un cercle parfait et l'orbite de la Terre autour du Soleil n'est pas différente. Le 4 janvier de chaque année, la Terre est légèrement plus proche du Soleil (appelée périhélie) à une distance de 147,1 millions de km (91,4 millions de milles). Six mois plus tard, au cours de la première semaine de juillet, la Terre est plus éloignée du Soleil à une distance de 152,1 millions de km (94,5 millions de milles).
  • La légère différence de distance du Soleil signifie que l'hémisphère sud reçoit 6,9% d'énergie solaire en plus pendant son été que les étés dans l'hémisphère nord lorsque la Terre est plus éloignée du Soleil !
  • Malgré ce que vous avez peut-être entendu, les saisons de la Terre ne sont pas causées par la distance de la Terre au Soleil ! Les saisons sont causées par l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre - cette ligne imaginaire passant par chacun des pôles autour desquels tourne la Terre !
  • Actuellement, la Terre tourne à un angle de 23,4° par rapport à son orbite autour du Soleil.
  • Cette «inclinaison axiale» fait qu'un hémisphère est davantage pointé vers le Soleil à certaines périodes de l'année. Cela signifie que pendant six mois, un hémisphère connaît des jours plus longs que l'autre, il fait donc plus chaud en raison de la lumière solaire supplémentaire ! Il en résulte que les saisons alternent entre l'été et l'hiver chaque année lorsque la Terre tourne autour du Soleil.
  • Si la Terre tournait de haut en bas, alors qu'elle tournait autour du Soleil, nous n'aurions pas de saisons !

Cycles terrestres à long terme

Les caractéristiques orbitales de la Terre ne sont pas fixes sur de longues périodes de temps (En savoir plus sur les orbites). Au cours de milliers d'années, la forme orbitale de la Terre, l'inclinaison axiale et la direction dans laquelle pointe l'axe changent. Cela conduit à de légères variations dans la quantité de zones d'énergie de la surface de la Terre reçoit.

Un scientifique très intelligent nommé Milutin Milankovitch a calculé la façon dont ces cycles changent au fil du temps et comment ils sont liés aux variations du climat de la Terre. Ces trois changements dans les caractéristiques orbitales de la Terre (connus sous le nom de cycles de Milankovitch) provoquent la formation des cycles à long terme des périodes glaciaires de 100 000 ans !

    le forme de l'orbite terrestre passe de presque circulaire à légèrement elliptique (de forme ovale) au cours de

Ces changements de l'orbite et de l'axe de rotation de la Terre sont causés par les influences gravitationnelles du Soleil, de la Lune, de Jupiter, de Saturne et de leurs forces de marée. Mais ne vous inquiétez pas, nous sommes actuellement dans une période « chaude » du cycle climatique, donc une autre ère glaciaire n'est pas attendue avant plus de 50 000 ans !


Cycle de saison < Année ? - Astronomie

L'axe de la Terre est incliné par rapport à la perpendiculaire au plan de l'écliptique de 23,45°. Cette inclinaison est ce qui nous donne les quatre saisons de l'année - printemps, été, automne (automne) et hiver. Comme l'axe est incliné, différentes parties du globe sont orientées vers le Soleil à différents moments de l'année.

L'été est plus chaud que l'hiver (dans chaque hémisphère) parce que les rayons du Soleil frappent la Terre sous un angle plus direct en été qu'en hiver et aussi parce que les jours sont beaucoup plus longs que les nuits en été. Pendant l'hiver, les rayons du Soleil frappent la Terre à un angle extrême, et les jours sont très courts. Ces effets sont dus à l'inclinaison de l'axe de la Terre.

Solstices
Les solstices sont des jours où le Soleil atteint ses déclinaisons nord et sud les plus éloignées. Le solstice d'hiver a lieu le 21 ou le 22 décembre et marque le début de l'hiver (c'est le jour le plus court de l'année). Le solstice d'été a lieu le 21 juin et marque le début de l'été (c'est le jour le plus long de l'année).

Équinoxes
Les équinoxes sont des jours où le jour et la nuit sont de durée égale. Les deux équinoxes annuels se produisent lorsque le Soleil traverse l'équateur céleste.

L'équinoxe de printemps a lieu fin mars (c'est le début du printemps dans l'hémisphère nord et le début de l'automne dans l'hémisphère sud) l'équinoxe d'automne a lieu fin septembre (c'est le début de l'automne dans l'hémisphère nord et le début de printemps dans l'hémisphère sud).


Les saisons astronomiques

Les gens ont utilisé des phénomènes naturels périodiques observables pour marquer le temps pendant des milliers d'années. La rotation naturelle de la Terre autour du soleil constitue la base du calendrier astronomique, dans lequel nous définissons des saisons avec deux solstices et deux équinoxes. L'inclinaison de la Terre et l'alignement du soleil sur l'équateur déterminent à la fois les solstices et les équinoxes.

Les équinoxes marquent les moments où le soleil passe directement au-dessus de l'équateur. Dans l'hémisphère nord, le solstice d'été tombe le ou vers le 21 juin, le solstice d'hiver le ou vers le 22 décembre, l'équinoxe de printemps ou de printemps le ou vers le 21 mars et l'équinoxe d'automne le ou vers le 22 septembre. Ces saisons sont inversées mais commencer aux mêmes dates dans l'hémisphère sud.

Parce que la Terre fait le tour du soleil en 365,24 jours, un jour supplémentaire est nécessaire tous les quatre ans, créant ce que nous appelons l'année bissextile. Cela fait également varier la date exacte des solstices et des équinoxes. De plus, la forme elliptique de l'orbite de la Terre autour du soleil fait varier la durée des saisons astronomiques entre 89 et 93 jours. Ces variations dans la durée et le début de la saison rendraient très difficile la comparaison cohérente des statistiques climatologiques pour une saison particulière d'une année à l'autre. Ainsi sont nées les saisons météorologiques.


Tableau 4 : Résumé des éclipses solaires dans les séries Saros -13 à 190

Le nombre d'éclipses dans chaque série est répertorié, suivi des dates calendaires des première et dernière éclipses dans le Saros. Enfin, la séquence chronologique des types d'éclipses dans la série est tabulée. Le nombre et le type d'éclipses varient d'une série de Saros à l'autre comme en témoigne la diversité des séquences. Notez que les tableaux ne font aucune distinction entre les éclipses ombrales/antumbrales centrales et non centrales. Les abréviations suivantes sont utilisées dans les séquences d'éclipse :

le Catalogue de la série Solar Eclipse Saros contient des liens vers 181 pages Web, chacune répertoriant les détails de toutes les éclipses d'une série particulière de Saros :


Activité en classe - Sciences humaines et sociales (HASS) Année 5

Dans cette activité en classe, les élèves créeront un calendrier de ressources saisonnier basé sur l'observation et la recherche des cycles de vie de la flore et de la faune locales, puis relieront ces cycles à l'apparition annuelle des étoiles saisonnières.

Liens avec le curriculum

Cette ressource traite de la description de contenu suivante du programme australien :

  • Types de ressources (naturelles, humaines, capital) et les façons dont les sociétés les utilisent pour satisfaire les besoins et les désirs des générations présentes et futures (ACHASSK120)

Cette ressource traite des extraits suivants de la norme de réussite pour la 5e année en sciences humaines et sociales (HASS) :

  • identifier et décrire les interconnexions entre les personnes et les caractéristiques humaines et environnementales des lieux, et entre les composants des environnements
  • identifier les effets de ces interconnexions sur les caractéristiques des lieux et des environnements
  • reconnaître que des choix doivent être faits lors de l'allocation des ressources
  • élaborer des questions pour une enquête
  • localiser et collecter des données et des informations à partir d'un éventail de sources pour répondre aux questions d'enquête
  • interpréter les données pour identifier et décrire les distributions, les schémas et les tendances simples, et pour déduire des relations, et suggérer des conclusions basées sur des preuves

Activité &ndash Examen des calendriers saisonniers

Durée suggérée : activité et discussion de 30 à 45 minutes

Ressources requises : Ordinateur, accès Internet, copie imprimée ou en ligne Calendriers des saisons autochtones du CSIRO 10

  1. Rendez-vous sur le site Web des calendriers des saisons autochtones du CSIRO et consultez les différents calendriers disponibles en ligne.
  2. Students should compare calendars from two or more regions and discuss the below questions as a class:
    1. What do these calendars focus on in relation to community needs? Food, water, weather?
    2. How do these calendars help the people live sustainably?
    3. How are these resources linked to Aboriginal and Torres Strait Islander Peoples' connection to the land?
    4. Do these calendars feature an astronomical component? If not, why?
    1. The first is the Coalsack nebula, which is a dark space in the Milky Way next to the Southern Cross (they can read about it online). When is it visible in the dawn sky from Bathurst and Melville Islands (Tiwi country)? (They can use Stellarium to examine this).
      1. Teacher note: it is only visible during the wet season from November to March. Therefore, that would be a useful indicator of that season, which is noted in Tiwi traditions. 11 In Tiwi traditions, a group of star-women make their camp within the Coalsack. Since it is only visible during the wet season, they do not have any camp fires. It&rsquos also the reason the Coalsack doesn&rsquot appear to have any stars in it.
      1. Teacher note: the Pleiades rise at dawn in June. Pure dingoes generally breed from March to June, meaning the first litters are birthing in May and June, since the gestation period is about 9 weeks. Wallaby&rsquos breed from January to February, and borth after 28 days. They stay in the pouch for another two months, meaning they start roaming about around May and June, the time dingoes are pursuing them for food.

      Teachers can discuss with the students the needs of the people reflected in the calendar, and how the stars can inform seasonal change related to animal behaviour.

      Remarques

      1 Hamacher, D.W., Tapim, A., Passi, S. and Barsa, J. (2018). &lsquoDancing with the stars&rsquo &ndash Astronomy and Music in the Torres Strait. In: N. Campion and C. Impey (eds) Imagining Other Worlds: Explorations in Astronomy and Culture, Sophia Centre Press. Lampeter, UK. pp. 151-161.

      2 Clarke, P.A. (2009). Australian Aboriginal ethnometeorology and seasonal calendars. History & Anthropology, 20(2), 79&ndash106.

      4 Hamacher, D.W. (2015). Identifying seasonal stars in Kaurna astronomical traditions. Journal of Astronomical History and Heritage, 18(1), 39-52.

      6 Leaman, T.M., Hamacher, D.W. and Carter, M.T. (2016). Aboriginal Astronomical traditions from Ooldea, South Australia, Part 2: Animals in the Ooldean sky. Journal of Astronomical History and Heritage, 19(1), 61-78.

      7 Leaman, T.M. and Hamacher, D.W. (2014). Aboriginal Astronomical traditions from Ooldea, South Australia, Part 1: Nyeeruna and &lsquoThe Orion Story&rsquo. Journal of Astronomical History and Heritage, 17(2), 180-191.

      8 Johnson, D.D. (2011). Interpretations of the Pleiades in Australian Aboriginal astronomies. Dans Archaeoastronomy & Ethnoastronomy &ndash Building Bridges Between Cultures, edited by Clive Ruggles. Cambridge University Press, pp. 291-297.

      9 Fuller, R.S., Anderson, M.G., Norris, R.P. and Trudgett, M. (2014). The Emu sky knowledge of the Kamilaroi and Euahlayi peoples. Journal of Astronomical History and Heritage, 17(2), 171-179.

      11 Mountford, C.P. (1958) The Tiwi. London: Phoenix House, pp. 175-177.

      The development of these resources was funded through an Australian Government initiative delivered by the University of Melbourne's Indigenous Studies Unit. The resources include the views, opinions and representations of third parties, and do not represent the views of the Australian Government. They have been developed as a proof of concept to progress the inclusion of Aboriginal and Torres Strait Islander content in Australian classrooms. In drawing on the material, users should consider the relevance and suitability to their particular circumstances and purposes.


      Comparison With Modern Science

      The standard values for the tropical year and annual precession in longitude determined by Simon Newcomb for the epoch 1900.0, mean noon at Greenwich December 31st 1899 are:

      One tropical year=365.2421988
      Precession in one year=50".2564

      The sidereal year and its precessional constant may be derived from these values.

      1 sidereal year (1900.0) = 360° 360° - 50".2564 × 365.2421988 + 1
      = 366.2563627 diurnal revolutions of the Earth
      Precession in longitude in one year = 50".2564 × 365.2563627 365.2421988
      = 50".2583

      The following shows the astronomical quantities used in the construction of Hindu cosmological time cycles with those of Simon Newcomb for the epoch 1900.0

      hindouNewcombDifference
      Constant of Precession50".4 / year50".2583 / year0".1417 / year
      Sidereal Year (Solar)365.2563795365.25636271.4 seconds / year
      Tropical Year365.2421756365.2421988-2.0 seconds / year

      The sidereal year in the above table refers to the number of solar civil days it takes for the earth to orbit the sun in relation to any particular star. The former is a sidereal-diurnal relation and the later is a sidereal-solar relation. The very close agreement between the length of the year as measured by Hindu cosmological time cycles and that determined by modern science, together with the demonstrated great antiquity of the cycles, shows that the rotation of the Earth is not being sensibly retarded by "tidal friction" or any other cause.


      Voir la vidéo: LES SAISONS DE L ANNÉE (Juillet 2021).