C’est l’été. Que représente midi pour vous ? | Terre

Quand est-il midi pour vous ? Ce n’est pas une question aussi facile à répondre que vous le pensez ! Qu’entendez-vous par midi ? Le définissez-vous par votre horloge ou votre montre-bracelet ? Ou par le gargouillement de votre estomac qui vous dit que c’est l’heure du déjeuner ? Eh bien, vous devriez y repenser !

Dans l’hémisphère nord, nous disons généralement que le premier jour de l’été correspond au solstice de juin, qui, en 2020, est tombé le 20 juin. Mais – quel que soit le jour – l’heure de midi dépend en partie de votre emplacement et en partie de votre définition de midi. Le jour du solstice de juin, les ombres de midi sont un peu plus courtes que la veille. C’est parce que, au solstice de juin, l’hémisphère nord de la Terre est incliné le plus vers le soleil pour l’année, et le soleil se lève le plus haut dans notre ciel de l’hémisphère nord, ce qui donne les ombres de midi les plus courtes de l’année.

Notez que j’ai dit midi, plutôt que simplement midi. Habituellement, lorsque la plupart d’entre nous disent midi, nous voulons dire 12 heures sur l’horloge. Mais ce n’est peut-être pas ce que les astronomes entendent par midi.

Au moment du solstice de juin, les ombres sont les plus courtes lorsque le soleil est plein sud dans le ciel. On dit que le soleil traverse le méridien. Mais le passage du soleil au méridien se produit rarement à midi pile, selon l’horloge. L’heure à laquelle le soleil traverse le méridien était autrefois appelée midi pile, car c’est le moment où le soleil est le plus haut dans le ciel. Aujourd’hui, nous, les astronomes, l’appelons parfois temps de transit ou midi solaire local.

J’ai confié à mes élèves un projet dans lequel ils doivent comparer la hauteur du soleil à midi solaire local à celle d’un autre endroit au Nouveau-Mexique. Cela simule une observation faite par Eratosthène il y a plus de 2 000 ans, grâce à laquelle il a obtenu la première mesure précise de la taille de la Terre.

Vous pouvez construire un dispositif simple appelé gnomon (prononcé NO-mun) ou bâton d’ombre pour calculer la hauteur du soleil, avec une trigonométrie simple. Il suffit de mesurer la hauteur du gnomon (H) et la longueur de l’ombre (L) à midi solaire local. La hauteur angulaire du soleil est alors l’arctangente de H/L. Pour être précis, le gnomon doit être très droit, le sol horizontal et les mesures précises. Ici à Denver, il fera environ 73,75 degrés de hauteur. Quelle est la hauteur là où vous habitez ?

Mais avant de pouvoir faire la mesure, vous devez savoir quand se produit le midi solaire local là où vous vous trouvez. Avant l’invention du télégraphe au 19e siècle, chaque localité définissait le midi par l’heure à laquelle le soleil traversait le méridien. En raison de la situation géographique, lorsque le soleil traverse le méridien, comme on le voit à Denver, à Grand Junction (à environ 180 miles à l’ouest), le soleil n’a pas encore atteint le méridien et ne le fera pas avant 14 minutes environ. Il faut environ 14 minutes à la Terre pour tourner suffisamment loin pour amener le soleil au méridien de Grand Junction après qu’il ait passé le méridien de Denver.

À une époque où le moyen de communication le plus rapide était la diligence ou le Pony Express, cette différence de temps n’avait pas d’importance. Mais lorsque la communication quasi-instantanée est devenue disponible avec le télégraphe, les gens ont progressivement réalisé qu’une standardisation du temps était nécessaire. C’est ainsi que le concept de fuseaux horaires a été développé en 1884, mais n’a été adopté officiellement aux États-Unis qu’en 1918.

Mais même en tenant compte des fuseaux horaires, l’heure réelle de passage varie au cours de l’année en raison de la vitesse variable de la Terre sur son orbite autour du soleil. Parfois, la planète doit tourner un peu plus d’un transit à l’autre, et parfois elle doit tourner un peu moins. En effet, la variation de la vitesse de la Terre (due à la distance variable au soleil au cours de l’année) entraîne une modification du mouvement apparent du soleil dans le ciel. Il existe également une variation due à l’inclinaison de la Terre qui affecte le mouvement apparent du soleil dans le ciel. Cela signifie que le soleil réel (qui traverse le méridien à midi solaire local) est jusqu’à 16 minutes plus rapide ou plus lent que le soleil moyen régulier mais fictif qui définit le midi horaire pour les différents fuseaux horaires.

Et puis, bien sûr, il y a la complication de « l’heure d’été », qui ne sauve vraiment rien mais ne fait que décaler les horloges d’une heure.

Maintenant, vous pouvez faire tous les calculs pour déterminer le temps de transit ou le midi solaire local par vous-même, mais vous n’avez pas besoin de vous donner cette peine. Il suffit d’aller sur le site Web de l’Observatoire naval des États-Unis et de le faire calculer pour vous.

Voici quelques exemples de temps de transit typiques, ou de midi solaires locaux, pour le 21 juin, tels que calculés par le site Web de l’Observatoire naval :

* Notez que Phoenix est à l’heure normale, et non à l’heure d’été. Notez également que le moment exact du solstice d’été n’est pas lié à l’heure du midi solaire local.

Oh, et au fait, si vous êtes au soleil – en train de contempler le passage du soleil et l’heure de midi pour vous – n’oubliez pas votre crème solaire.

Ligne de fond : Quelle est la définition de midi ? Une exploration de la façon dont les astronomes pensent à midi.

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