LA TERRE AU SOLSTICE D'ÉTÉ

tenant de nouveau la ligne des pôles, le jour redevient égal à la nuit : c'est l'équinoxe d'automne. L'été se termine.

C'est ensuite le pôle nord qui passe dans l'ombre, le pôle sud dans la lumière; les jours, dans l'hémisphère nord, deviennent plus courts que les nuits, et continuent à décroître jusqu'au solstice d'hiver (position 4). La saison qui vient de s'écouler est l'automne.

Enfin, l'angle de Taxe terrestre et du cercle d'illumination, après avoir passé par un maximum au solstice, se met à décroître. Les jours augmentent, les nuits diminuent, et nous revenons à 1 équinoxe du printemps. L'hiver a achevé son cours.

On voit, par la figure, que les saisons sont inverses dans les deux hémisphères; que les pôles ont alternativement 6 mois de jour et 6 mois de nuit; que les calottes qui s'étendent à 23^27' des pôles ont un jour ou une nuit perpétuelle pendant plus de 24 heures à l'époque des solstices, et qu'enfin les points situés à cette même distance de l'équateur voient le soleil au zénith à certaines époques. Tous ces faits sont conformes à nos explicatons précédentes (chai3. ix).

Quant à la température, on comprend très bien qu'elle s'élève, dans notre hémisphère, au solstice d'été, et s'abaisse au solstice d'hiver; car, dans le premier cas, cet hémisphère fait f ce le plus possible à la source de chaleur, c'est-à-dire au soleil, et, dans le second, il s'en détourne. L'inverse a lieu dans l'hémisphère sud, dont les saisons sont contraires des nôtres.

Il semble toutefois paradoxal que le plus chaud de l'été arrive pour nous quand la terre est Je plus loin du soleil, et le plus froid de l'hiver quand elle en est le plus près : car notre globe passe à l'aphélie vers le 1" juillet, et au çérihélie vers le 1«"^ janvier (p. 103). C'est que la température dépend beaucoup plus de la façon dont la terre est orientée par rapport au soleil, que des faibles variations de sa distance.

Quoi qu'il en soit, dira-t-on, Tété de l'hémisphère sud doit être plus chaud que celui de l'hémisphère nord, puisque dans le premier la terre est de -^ plus proche du soleil que dans le second; de même l'hiver de l'autre hémisphère paraît devoir être plus rigoureux que le nôtre. 11 n'en est rien cependant, et c'est la loi des aires qui s'y oppose. Au périhélie, c'est-à-dire au fort de notre été, la terre marche plus vite sur son

orbite qu*à Taphélie (p. 104). Si donc notre hr^niîsphere reçoit dans son été des rayons plus ardents que rnémisphère opposé dans le sien, il les reçoit moins longtennps. Nous allons montrer qu'il y a ainsi compensation exacte.

Soit en elîet r le rayon vecteur mené de la terre au soleil, et q la quantité de chaleur que le fçlobe recevrait d'i soleil à Tunité de distance. A la distance r, puisque l'intensité du rayonnement est en raison inverse du

carré de la distance, il en reçoit -^^ Mais, d'après la loi

des aires, r*oi est égal à une constante k, a désignant l'angle décrit par le rayon vecteur dans l'unité de

temps supposée très petite. La fraction ^ s'exprime

donc encore par ^, c'est-à-dire que la terre reçoit des

quantités égales de chaleur pendant que le rayon vecteur parcourt des angles égaux. Il en est ainsi par exemple dans les deux porlions de Tannée qui s'écoulent de l'équinoxe du printemps h Téquinoxe d'automne, et du second au pro nier, puisque l'angle décrit est de 180® dans Tune comme dans l'autre. Ainsi le globe terrestre, dans son ensemble, éprouve des échauffements égaux dans ces deux intervalles, et l'on en peut dire autant de Thémisnhère le plus directement exposé à la source de chaleur, c'est-à-dire Thémisphère nord dans la première période et l'hémisphère sud dans la seconde. Les mêmes observations s appliquent au refroidissement subi par les hémisphères opposés.

Il n'en est pas moins vrai qu'à la même latitude et dans les mêmes circonstances d'exposition, l'impression directe des rayons du soleil est plus forte en été au sud de l'éqiiateur qu'au nord. Par exemple, dans l'inférieur de l'Australie, dit John Herschel, les souffrances endurées par les voyageurs sont terribles et semblent dépasser de beaucoup tout ce qu'ont éprouvé les explorateurs dans les déserts du nord de l'Afrique.

Précession des éqninoxes. Année sidérale et année

tropique. — Nous avons, daus ce qui précède, regardé l'axe de la terre comme ayant une direction invariable. Il reste sensiblement parallèle à lui-même pendant une période de peu d'années, mais, en réalité, il éprouve

PRÉCESSION DES ÉQUrXOXES. ISi

un changement lent de direction qui se manifeste à la longue. Faisons absiraclion, pour un instant, du déplacement de la terre autour du soleil; considérons notre globe comme occupant une position fixe dans l'espace, mais elTectuant sa rotation diurne autour de la ligne des pôles. Cètle ligne fait toujours un angle constant de 23°27' avec l'axe de l'écliptique : mais elle décrit un cône, d'orient en occident, autour de cet axe, en 26 000 ans environ.

On se fait aisément une idée de ce mouvement en observant une toupie qui tourne sur elle-mômt; et dont l'axe est incliné : il peut arriver alors que cet axe,

tout en conseivant la même mcimaison, décrive un cône autour de la verticale CedéplacemenI de l'dxe est très lent relativement à la rotation de la foupie L'axe de la terre se comporte de la même manière

Mais la terre n'occupe pas une position fixe dans l'espace; elle décrit son orbite autour du soleil. On conçoit sans peine que le changement de direction de l'axe se combine avec te déplacement elliptique annuel. La toupie nous donne une représentation parfaite de ce mouvement composé. En effet, ce jouet premièrement pivote sur lui-même : c'est l'image du mouvement diurne de la terre; secondement il parcourt souvent le sol en y traçant des courbes à peu

DOUliLE MOUVEMENT DE lA TERRE.

près circulaires : c'est le mouvement annuel de noire globe; enfin troisièmement, l'axe de la toupie décrit un cône autour de la verticale : c'est la représentation du mouvement de l'axe de la terre autour de l'axe de l'écliptique. Les astronomes appellent ce changement dans la direction de l'axe mouvement de précession^ parce qu'il produit le phénomène appelé précession des équinoxec.

En effet si Taxe de la terre était rigoureusement invariable de direction, la terre effectuerait exactement une révolution sur son orbite pour passer d'un équinoxe du printemps (position 1, fig. 82) au suivant. Mais

Fig. 82. — Precession des équinoxes.

par suite du mouvement conique de son axe AB, qui se fait en sens inverse de la course annuelle, lorsque la terre est revenue à la position 1, le pôle nord se trouve un peu en avant du cercle d'illumination et l'équinoxe est déjà passé. Ainsi le moment de l'équinoxe est avancé par ce déplacement de l'axe : d'où le nom de précession des équinoxes donné au phénomène. On peut dire encore que le point équinoxial se déplace sur l'orbite terrestre en sens inverse du mouvement annuel. Or les mouvements qui s'effectuent de l'ouest à Test, et qui sont les plus fréquemment observés en astronomie, s'appellent mouvements directs; ceux de sens opposé sont dits rétrogrades. 11 y a donc.