Pourquoi le soleil est-il froid en hiver ?

Catégorie : Sciences de la Terre Publié : 26 juillet 2013

Le soleil ne se refroidit pas en hiver. Le soleil est une boule de feu géante animée par des réactions nucléaires. La surface du soleil reste à une température incroyablement chaude d’environ 5800 Kelvin toute l’année. La température élevée du soleil l’amène à émettre constamment des quantités prodigieuses de rayonnement thermique dans toutes les directions, principalement sous forme d’ondes infrarouges, de lumière visible et d’ondes ultraviolettes. Ce rayonnement se propage dans tout notre système solaire et réchauffe tout ce qu’il touche.

Des régions de la terre sont plus froides en hiver parce que l’inclinaison de la terre fait que la lumière du soleil est répartie sur une plus grande surface et est donc plus faible par unité de surface dans ces régions. Certaines personnes pensent que la terre est plus froide en hiver parce qu’elle est plus éloignée du soleil, mais cette idée est fausse. En fait, la terre est plus éloignée du soleil en été dans l’hémisphère nord, et non en hiver. Mais la distance au soleil n’a pas beaucoup d’effet sur la quantité de lumière solaire que la terre reçoit, car la distance au soleil ne change pas vraiment beaucoup. La terre se trouve à environ 150 000 000 de kilomètres du soleil. Au cours d’une année, la distance entre la terre et le soleil change tout au plus de 5 millions de kilomètres. Pour mettre cela en perspective, l’orbite de la terre autour du soleil tout au long de l’année est représentée ci-dessous à l’échelle. Vous ne pouvez pas le dire, mais à cette échelle, la terre est à 302 pixels du soleil quand elle est au point le plus à gauche de son orbite et à 298 pixels du soleil quand elle est au point le plus à droite.

L’orbite de la terre autour du soleil, avec toutes les tailles et tous les emplacements à l’échelle. Le point blanc près du centre est le soleil, et la ligne bleue est la trajectoire de la terre tout au long de l’année. La terre elle-même n’est pas visible car à cette échelle, elle ne fait que 0,02 pixel de large. La distance entre la terre et le soleil est plus ou moins constante tout au long de l’année. Image du domaine public, source : Christopher S. Baird.

L’axe de rotation de la terre est incliné d’environ 23 degrés par rapport à son orbite autour du soleil. Cela signifie qu’en été, l’hémisphère nord est incliné vers le soleil et en hiver, l’hémisphère nord est incliné loin du soleil. Lorsqu’une région de terre est inclinée vers le soleil en été, cela signifie que le soleil passe plus de temps plus haut dans le ciel et que la lumière du soleil reçue par ce point de terre est plus directe. En revanche, lorsque ce point de la terre est incliné vers le soleil en hiver, le soleil est en général plus bas dans le ciel, et il reçoit moins de lumière directe. Un ensoleillement moins direct signifie que la lumière du soleil arrive à un angle faible, de sorte qu’elle est étalée sur une plus grande surface lorsqu’elle frappe la surface. Parce qu’elle est étalée sur une plus grande surface, la lumière du soleil d’hiver a moins de puissance par unité de surface, et réchauffe donc moins la terre, ce qui entraîne des hivers froids.

Comme on le voit ici, l’hémisphère nord reçoit moins de lumière du soleil par unité de surface lorsqu’il est incliné par rapport au soleil et connaît le froid de l’hiver. Dans le même temps, l’hémisphère sud reçoit plus de lumière solaire par unité de surface car il est incliné vers le soleil et subit la chaleur de l’été. La lumière du soleil est représentée par des faisceaux jaunes pour illustrer l’effet de l’angle sur l’étalement. Image du domaine public, source : Christopher S. Baird.

Il est intéressant de noter que lorsque l’hémisphère nord est incliné vers le soleil, l’hémisphère sud est incliné vers l’extérieur. Cela signifie que lorsque le nord connaît l’été, le sud connaît l’hiver et lorsque le nord connaît l’hiver, le sud connaît l’été. L’effet de l’angle d’ensoleillement sur la température est plus facilement visible aux extrêmes. Près du pôle sud et du pôle nord, le soleil est toujours très bas dans le ciel, et la lumière du soleil arrive toujours avec un angle très faible. Par conséquent, les pôles sont généralement très froids. En revanche, près de l’équateur, le soleil est toujours haut dans le ciel vers midi et la lumière du soleil est très directe. Par conséquent, les régions proches de l’équateur sont généralement très chaudes.