Comment sont définis les solstices

Les termes des saisons sont associés à des durées qui commencent à des dates bien précises associées à des positions Terre-Soleil remarquables:

à un ou deux jours près suivant la date exacte des équinoxes et solstices (à cause des années bissextiles entre autre).

Dans ce sens astronomique, ces termes s'appliquent aux deux hémisphères. Mais il est d'usage aussi d'utiliser ces termes dans le sens saisons météorologiques, été : saison chaude, hiver : saison froide. Dans ce sens, il faut bien préciser si l'on est dans l'hémisphère nord ou sud.

Source - © 1996 Foundations of Earth Science, F. Lutgens, E. Tarbuck, Ed. Prentice Hall., modifié

Figure 2. Position de la Terre sur son orbite autour du Soleil

Notez que cet orbite est très proche d'un cercle.

Les solstices et équinoxes sont des dates précises qui encadrent les saisons. Celles-ci sont des espaces de temps divisant l'année en quatre périodes: printemps, été, automne et hiver. Solstices et équinoxes correspondent donc à des époques et à positions remarquables de la Terre sur son orbite autour du Soleil.

L'axe de rotation de la Terre est incliné de 23°27' par rapport à la normale au plan de l'écliptique (plan de l'orbite de la Terre). Il reste parallèle à lui-même pendant la rotation de la Terre autour du Soleil.

Ainsi, le Soleil parait, au cours de l'année, se déplacer par rapport aux étoiles et osciller de part et d'autre du plan équatorial (voir variations de l'inclinaison des rayons du Soleil dans l'animation).

Les positions remarquables se produisent donc aux moments où le Soleil est:

Source - © 1996 Foundations of Earth Science, F. Lutgens, E. Tarbuck, Ed. Prentice Hall, modifié Figure 3. Solstice de décembre

Source - © 1996 Foundations of Earth Science, F. Lutgens, E. Tarbuck, Ed. Prentice Hall, modifié Figure 4. Équinoxes de mars et septembre

Représentation de la Terre et son ensoleillement au solstice d'hiver et aux équinoxes de printemps et d'automne:

Ces changements d'inclinaison du Soleil par rapport à l'horizon, le font donc voir, lors de son mouvement diurne, soit haut sur l'horizon, en été (chez nous), soit bas, en hiver. C'est l'inverse pour l'hémisphère sud.

Si on regarde le Soleil tous les jours, à la même heure, entre décembre et juin, on constate que le Soleil s'élève sur l'horizon.... Il atteint sa hauteur maximale le 21 juin puis redescend jusqu'au 21 décembre. À partir de cette date, il ne descend pas plus bas mais entame alors sa remontée et ainsi de suite. D'où l'étymologie latine du mot solstice, sol : soleil et stare : s'arrêter dans le mouvement par rapport à l'équateur.

Ces changements d'inclinaison ont aussi pour conséquence directe, les changements de la durée des jours et des nuits tout au long de l'année (voir figures). Et en conséquence, ses deux effets, hauteur du Soleil et durée des jours, sont deux les principaux facteurs des variations d'ensoleillement au cours de l'année.

Le tableau ci-dessous vous donne la durée du jour en fonction de la latitude, pendant les solstices et les équinoxes. Cette durée dépend directement de la position de la Terre sur son orbite.