LES SAISONS ASTRONOMIQUES

Fig. 103. — Planète dont Taxe est perpendiculaire.

lentement de Téquateur aux pôles. Il n'y a pour ainsi dire qu'une

lone tempérée sur toute la

planète.

Supposons au contraire que Taxe de rotation soit œuché sur le plan dans lequel la planète se meut. Au solstice a, le soleil se trouve à lextrémité de Taxe^ et plane directement sur le pôle : l'équateur a le minimum de température. Un quart d'année plus tard^ le soleil se trouve sur Téquateur. Après la demi* année écoulée^ c^est l'autre pôle qui a le soleil à son zénith. Puis il repasse de nouveau par Téquateur^ avant de revenir sur le pôle par lequel nous avons commencé, a^ Dams cette situation^ dont la planète Vénus approche singulièrement^ son inclinaison étant de 75 degrés, les saisons sont à leur maximum d*effet; chaque point du globe est soumis tour à tour à la rigueur du plus grand froid et à Tardeur de la plus haute température. Il n'y a pas de zones tempérées, mais des zones torrides et glaciales empiétant sans cesse l'une sur Tautre.

Supposons enfin qu'au lieu d'être dans la première ou dans la seconde de ces positions extrêmes. Taxe de rotation soit dans une situation

* . '-I* • • 1* jr Fig. 105. ~ Planète dont Taxe est incliné.

intermédiaire, incliné par °

exemple de 67 degrés : nous avons dansjce cas des saisons qui^

Fig. 104.— Planète dont Taxe est couché.

sans être extrêmes , sont néanmoins très-sensiblement marquées. C^est le cas de la planète que nous habitons. Son axe de rotation fait avec Técliptique l'angle que je viens d'inscrire, c est-à dire que son équateur est incliné sur le plan de l'écliptique suivant un angle de 23 degrés. C'est cette obliquité de l'écliptique qui nous donne nos saisons.

L'axe de rotation de la Terre restant toujours parallèle à luimême^ pendant le cours entier de la translation du globe autour du Soleil^ on voit qu'aux deux positions extrêmes de l'orbite, le pôle nord et le pôle sud se présentent tour à tour au Soleil sous un angle maximum de 23 degrés. C'est l'époque des solstices. Au solstice du pôle nord, c'est-à-dire d'été pour notre hémisphère, le 21 juin, le soleil s'élève jusqu'à 23 degrés au-dessus de Thorizon de ce pôle. L'opposé arrive au solstice d'été du pôle sud, qui est le solstice d'hiver pour le nôtre et arrive le 21 décembre.

Le 20 mars, à l'époque de l'équinoxe de printemps, le plan de Téquateur passe par le Soleil. Les deux pôles de la planète sont alors symétriquement placés par rapport au Soleil, et le cercle de séparation de l'hémisphère éclaire et de l'hémisphère obscur est précisément un méridien. Il en résulte que chaque point du globe, emporté par la rotation diurne, décrit dans la lumière la moitié de la circonférence, et dans l'ombre l'autre moitié: la durée du jour est partout égale à celle de la nuit.

Mais à mesure que la Terre va s'avancer dans son cours, comme l'axe garde la même situation, le pôle nord s'offre de plus en pluîJ aux ravons solaires, et le cei-cle de rotation diurne d'une latitude boréale fait progressivement un plus long chemin dans la lumim* que dans l'ombre. La durée du jour surpasse celle de la nuit, et en même temps que la durée d'exposition au Soleil, par conséquent la quantité de chaleur reçue.

Tel est le simple mécanisme des saisons. Examinons ce qui se passe dans la distribution de la température.

Le 21 mare, Thorizon de Paris, par exemple, comme toute autre surface de notre hémisphère, est échauffé pendant douze heures consécutives; mais en même temps cette surface est refroidie par voie de rayonnement vers l'espace, pendant les mêmes douze lieures de jour et pendant les douze heures de nuit qui leur succèdent, c'est-à-dire en tout pendant vingt-quatre heures. 11 n'est pan ])0ssible de dire a priori si la perte surpasse le gain; mais exanii* nons ce qui se ])asse le 22 mars.

Ce jour-là, les rayons solaires échaufferont rhorizon pendant un

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peu plus de douze heures. Quant au refroidissement par rayoD- Dément, il s'opérera comme la veille, pendant vingt-qualre heures. Or, ce qui prouve incontestablement que l'action échauCTante, quoique ne s'exerçant que pendant environ douze heures, est supérieure, à cette époque de l'année, à l'action refroidissante, que l'horizon a plus gagné qu'il n'a perdu, c'est qu'abstraction faite des circonstances accidentelles, la température du 22 mars surpasse généralement celle du 21 .

Nous arriverons au même résultat en comparant la température du 23 à celle du 22, et ainsi de suite.

1.68 rayons calorifiques du Soleil produisent des effets de plus en plus considérables jusqu'au 21 juin, parce qu'ils exercent leur

Fig. 106. — U iranilation

action pendant des périodes graduellement plus longues, les jours augmentant sans cesse de longueur jusqu'à l'époque du solstice. Toutefois cette cause, quoique prépondérante, n'est pas la seule qui occasionne les effets en question.

Considérons l'inclinaison sous laquelle les rayons solaires tombent BUT la généralité des objets dont l'horizon de Paris se compose, à midi, par exemple. Cette inclinaison, comptée à partir de la surface, va en croissant jusqu'au 21 juin ; donc, les rayons absorbés, ceux qui seuls peuvent contribuer à réchauffement des objets terrestres, comme nous l'avons vu, iront chaque jour en augmentant vers le solstice.

l^ne troisième cause d'échauffement également influente doit

être signalée ici^ ajoute Arago. Le Soleil peut être considère comme le centre d^une sphère d'où partiraient des rayons dans toutes les directions imaginables. Or^ si à une certaine distance du centre de cette sphère on suppose un horizon d*une étendue déterminée exposé à l'action de ces rayons divei^nts, cet horizon en embrassera un nombre d'autant plus considérable qu il se présentera à eux dans une direction plus voisine de la perpendi culaire. Qui ne voit que dans tous les midis compris entre le 21 mars et le 21 juin^ un horizon quelconque dans nos climats se présente en effet aux rayons solaires dans des directions de plus en plus voisines de la perpendiculaire?

Ainsi, en résumé, depuis le 21 mars jusqu'au 21 juin, l'horizon de Paris reçoit de jour en jour plus de rayons solaires ; ces rayons arrivent avec plus d'intensité, sous des inclinaisons de pins en plus favorables pour l'absorption; enfin, leur action a chaque jour une plus grande durée.

L'accroissement de température ne s'arrête pas au 21 juin. En efi'et, les jours restant plus longs que les nuits, notre hémisphère continue de recevoir plus de chaleur pendant le jour qu'il n en perd pendant la nuit; cependant les rayons solaires devenant de plus en plus obliques, diminuent graduellement d'intensité; on arrive vers le 1 5 juillet à égalité entre le gain et la perte. C'est le maximum de la température annuelle.

Maintenant, il est certain que, depuis cette époque jusqu*aa 21 décembre, les jours deviennent de plus en plus courts ; que Taction solaire va sans cesse en diminuant; que ces rayons arrivent de plus en plus affaiblis, parce qu'ils traversent des couches atmosphériques plus étendues et moins diaphanes; que l'inclinaison de la lumière à midi et à des heures voisines de ce moment de la journée, par rapport à cet horizon ou à tout autre situé dans l'atmosphère nord, et comptée à partir de sa surface, devient de plus en plus grande, et est alors moins propre à l'absorption; que cet horizon reroit une quantité de rayons solaires sans cesse décroissante. De toutes ces raisons réunies, il résulte que la température de l'horizon de Paris et de tout autre horizon situé dans rhémisphère nord, doit toujours aller en diminuant; mais il n* est pas évident de soi-même qu'il y aura compensation, le 21 décembre, jour du solstice d*hiver, entre le rayonnement vers l'espace et les causes échauffantes, qui ont été sans cesse en s'affaiblissant

L'observation montre, en effet, qu'à Paris la compensation parfuite n'arrive qu'après le 2 janvier; c'est, abstraction £aiite des