D'où viennent les saisons ?

Pourquoi y a-t-il des saisons ?

Les saisons, c’est une histoire de position de la Terre sur son orbite autour du Soleil : l’hiver, on reçoit moins de lumière du Soleil, donc moins de chaleur. Et inversement l’été. L’orbite de la Terre autour du Soleil est une ellipse, que la Terre parcourt en un an. Sa distance par rapport au Soleil varie donc au cours de l’année. Est-ce cette distance qui est à l’origine des saisons ? Non. Si c’était le cas, les saisons seraient les mêmes dans l’hémisphère Nord et dans l’hémisphère Sud. Et en France, c’est justement l’été que la Terre est au plus loin du Soleil.

L’orbite de la Terre est certes elliptique, mais c’est presque un cercle : la Terre est à 150 millions de kilomètres du Soleil, et cette distance ne varie que de 5 millions de kilomètres entre l’été et l’hiver. Si l’on représentait le Soleil par un ballon de football placé au centre d’un terrain de foot, la Terre serait représentée par une tête d’épingle de 2 mm de diamètre. Dans ce cas, la Terre serait placée à environ 24 m du Soleil, c’est-à-dire à mi-chemin des buts, et cette distance ne varierait que de 80 cm entre l’été et l’hiver. Pas de quoi expliquer les changements de saison.

Une répartition différente de l'énergie du Soleil sur la Terre

Pour comprendre ce qui se passe, il faut s'intéresser à la quantité de chaleur ou de lumière que nous recevons du Soleil. Pour simplifier, ne retenons que les rayons du soleil qui chauffent la France, un peu comme un radiateur. Si on prend ces mêmes rayons, et qu’on les glisse jusqu’à l’équateur, ils éclairent une surface plus petite. On utilise le même radiateur pour chauffer une pièce plus petite : il fait plus chaud. Au contraire, si on amène notre radiateur au pôle, il chauffe une surface plus grande : il fait donc plus froid.

La Terre tourne autour de son axe : la France n’est donc éclairée par le Soleil que la moitié du temps (le jour, et pas la nuit). La Terre tourne aussi autour du Soleil, mais ça ne change rien : notre radiateur chauffe toujours toute la France, quelle que soit la position de la Terre autour du Soleil.

L'inclinaison de la Terre

Pour expliquer les saisons, nous n’avons pas encore pris en compte un point essentiel : l’axe de rotation de la Terre est incliné. Au cours de la rotation de la Terre autour du Soleil, tout au long de l’année, l’axe est toujours incliné de la même façon, indépendamment de la position du Soleil. Et donc son inclinaison par rapport au Soleil change. Quand l’axe est incliné vers le Soleil, le radiateur de tout à l’heure éclaire une surface plus petite, et il fait donc plus chaud : c’est l’été. Au contraire, quand l’axe est incliné dans l’autre sens, le radiateur éclaire une surface bien plus grande, et il fait plus froid : c’est l’hiver. La quantité de lumière réservée à la France en été, doit chauffer en hiver, en plus de la France, la Grande-Bretagne et l’Espagne. Pas étonnant qu’il fasse plus froid.

Mais pourquoi 4 saisons ?

Pourquoi pas 2 ou 10 ? Il faut distinguer les saisons astronomiques et les saisons météorologiques. Les astronomes ont une définition bien précise : quand l’axe de la Terre est incliné exactement vers le Soleil, c’est le solstice d’été dans l’hémisphère Nord. Au contraire, quand il est incliné à l’opposé, c’est le solstice d’hiver dans l’hémisphère Nord. Et entre deux, quand l’axe est perpendiculairement au Soleil, ce sont les équinoxes d’automne et de printemps. Et ils définissent ainsi 4 saisons. Les saisons météorologiques sont plutôt une question de culture : dans les zones tempérées, on utilise les saisons astronomiques, mais sous les tropiques par exemple, on ne retient souvent que deux saisons : la saison des pluies et la saison sèche. Le calendrier hindou, lui, compte 6 saisons, et les Chinois en utilisent 24, définies aussi de façon astronomique.