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Mais pourquoi les 4 saisons?

Une saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de la température. D'une durée d'environ trois mois (voir le tableau Solstice et Équinoxe ci-dessous),

la saison joue un rôle déterminant sur l'état de la végétation qui dépend essentiellement de facteurs climatiques. L'expression : fruits et légumes de saison illustre parfaitement l'influence

de la saison sur l'état de la végétation.

Saison / Cernes des arbres

D'un point de vue astronomique, une saison correspond à l'intervalle

de temps durant

lequel la Terre occupe une portion de l'espace de sa révolution (rotation)

autour du Soleil.

C'est l'inclinaison de l'axe des pôles combinée à la révolution de la Terre

autour du Soleil,

qui fait qu'il se produit une alternance des saisons ; qui proviennent

de la variation d'ensoleillement induite par l'orientation changeante

vis-à-vis du rayonnement solaire.

Elles correspondent aux périodes qui séparent le passage de la Terre à certains

points de son orbite ou, réciproquement, du Soleil à certains points de la

sphère céleste, et que la mécanique céleste désigne par les équinoxes

et les solstices.

Ainsi, dans les zones de climat tempéré, les saisons astronomiques

correspondent grossièrement à quatre phases d'évolution du climat

dans l'année : printemps, été, automne, hiver. Dans les zones de

climat tropical, on parle également de saisons mais dans le sens

de saison des pluies et de saison sèche.

Variations climatiques et mécanique céleste

Alternance des saisons dans l'hémisphère Nord.

Les variations climatiques saisonnières sont créées par un double

facteur : d'une part la révolution de la Terre autour du Soleil, et

d'autre part l'inclinaison de l'axe nord-sud de rotation journalière

de la Terre par rapport au plan de son orbite autour du Soleil (écliptique).

En fonction de la position de la Terre par rapport au Soleil sur son orbite,

la zone qui reçoit les rayons du Soleil de façon perpendiculaire se modifie

donc. Plus les rayons arrivent proches de la perpendiculaire

(c’est-à-dire plus le Soleil est proche du zénith), plus il fait chaud.

Pour un observateur terrestre, tout au long de l'année, le Soleil,

bien que fixe, semble osciller autour de l'équateur, de sorte qu'il

éclaire perpendiculairement et successivement, comme l'indique

la table située ci-dessous :l'équateur, vers le 20 ou 21 mars

à l'équinoxe de printemps (hémisphère nord) ou d'automne (hémisphère sud) ;

le tropique du Nord, vers le 20 ou 21 juin, au solstice d'été(hémisphère nord)

ou d'hiver (hémisphère sud) ;l'équateur, de nouveau, vers le 22

ou 23 septembre, printemps (hémisphère sud) ;à l'équinoxe

d'automne (hémisphère nord) ou le tropique du Sud,

vers le 21 ou 22 décembre, au solstice d'hiver (hémisphère nord)

ou d'été (hémisphère sud).

Du nord au sud (ou de haut en bas) : le tropique du Cancer, l'équateur et tropique du Capricorne.

Les noms des saisons et les variations climatiques sont donc

inversés dans les deux hémisphères.

Effets thermiques des saisons

Selon une idée reçue assez courante, les saisons dépendraient

de la distance Terre-Soleil, la Terre étant plus proche du Soleil en

été qu’en hiver. Cette idée est fausse, car elle n’explique ni les

variations de la durée du jour, ni l’inversion des saisons entre les

hémisphères austral et boréal. La distance moyenne Terre–Soleil

est de 150 millions de kilomètres avec une variation annuelle de plus

ou moins 2,5 millions de kilomètres (soit 1,6 %). Actuellement, la Terre

est au plus proche du Soleil (périhélie) vers le 4 janvier et au plus loin

(aphélie) vers le 4 juillet, soit environ 2 semaines après les solstices

respectivement de décembre et de juin. L’instant du périhélie arrivant

en moyenne¹ 25 min 7,278 s plus tard² chaque année, le périhélie

était simultané avec le solstice de décembre il y a très approximativement

800 ans et sera simultané avec le solstice de juin dans très

approximativement 9 700 ans³.

La vitesse de la Terre dépendant de sa position

(deuxième loi de Kepler), les saisons ont une durée inégale :

• printemps boréal (automne austral), de l’équinoxe de mars au
•  solstice de juin : 92,7 jours ;
• été boréal (hiver austral), du solstice de juin à l’équinoxe
• de septembre : 93,7 jours ;
• automne boréal (printemps austral), de l’équinoxe de
•  septembre au solstice de décembre : 89,9 jours ;
• hiver boréal (été austral), du solstice de décembre à
•  l’équinoxe de mars : 89,0 jours.

De par le léger retard annuel du périhélie, l’hiver et le

printemps boréaux (été et automne austraux) voient leur durée

diminuer progressivement tandis que l’été et l’automne boréaux

(hiver et printemps austraux) voient leur durée augmenter

progressivement ; lorsque le périhélie sera à mi-parcours

entre le solstice de décembre et l’équinoxe de mars

(dans très approximativement 1 800 ans), l’hiver boréal

(été austral) sera au plus court avant d’augmenter tandis

que l’été boréal (hiver austral) sera au plus long avant de diminuer.

Effets thermiques des saisons
Diagramme calculé à partir des données de Jones et al.4	Figure 7 publiés par Jones et al.4

De par la variation de la distance Terre-Soleil, les saisons devraient avoir

un contraste plus grand dans l’hémisphère sud que dans l’hémisphère nord.

Cependant, des effets globaux (masses océaniques, différence d’albédo)

et locaux (proximité des océans, vents dominants, …) viennent contredire

cette prévision. Ainsi, au lieu d’avoir une température globale

(moyennée sur l’ensemble de la surface terrestre) 4 °C plus élevée

au périhélie qu’à l’aphélie (cas d’une surface uniforme), la Terre a

une température globale 2,3 °C plus faible au périhélie qu’à l’aphélie⁵.

Cela est dû principalement à la différence du rapport terre/océan entre

les deux hémisphères (hémisphère sud marin à environ 80 %,

hémisphère nord marin à environ 60 %) et à l’inertie thermique

élevée des océans, entraînant un déphasage thermique d’environ 6 mois.

Par comparaison, la planète Mars, de par l’absence d’océan et une

surface plus uniforme ainsi que la forte excentricité de son orbite,

présente une température globale plus de 20 °C plus élevée au périhélie qu’à l’aphélie.

Saison astronomique et calendrier

Dans la tradition européenne, le début des saisons est défini par

les solstices et les équinoxes dans l'hémisphère nord : le printemps

débute à l'équinoxe de mars (vers le 21 mars), l'été au solstice de juin

(vers le 22 juin), l'automne à l'équinoxe de septembre (vers le 23 septembre),

l'hiver au solstice de décembre (vers le 21 décembre). La journée la plus

courte de l'année est donc le 21 décembre et la plus longue le 22 juin.

Lors des deux solstices, la durée du jour passe par un extremum et

varie peu d'une journée à l'autre. À l'inverse, la durée du jour varie le

plus vite d'un jour à l'autre au voisinage des équinoxes.

Dans cette tradition, le jour le plus long et ayant la plus forte incidence

des rayons du soleil est considéré comme le début de l'été. Ce fait tient

compte d'une réalité : le 21 avril, il peut encore geler et le 23 août, il y a

encore des canicules : pourtant l'insolation de ces deux jours est

quasiment égale. En France, le jour en moyenne le plus chaud est vers

le 20 juillet et le plus froid vers le 20 janvier. C'est l'inertie thermique qui

induit un retard entre déclinaison du Soleil et température. Si on compare

la Terre à une casserole sur une cuisinière, le solstice d'été

(21 juin en France ou 21 décembre en Australie) correspond à

une casserole relativement chaude sur une flamme réglée au maximum.

Si on baisse juste un peu la flamme (ce qui correspond à la diminution

progressive de la durée de l'ensoleillement au cours des mois d'été)

la température continue quand même à augmenter.

Il en va autrement en Orient. Les solstices et les équinoxes sont

considérés comme le milieu des saisons. Ainsi, le 21 juin étant le

milieu de l'été et non le début, l'été commence donc vers le 6 mai,

l'automne vers le 6 août, l'hiver vers le 6 novembre, le printemps

vers le 6 février (qui marque la période du nouvel an chinois).

Ceci est peut-être la conséquence d'un moindre retard thermique

en climat continental qu'en climat océanique, où l'eau a un fort

effet de tampon thermique.

Cette explication semble d'autant plus logique que la Russie

admet une définition intermédiaire des saisons, à mi-chemin entre

la conception européenne et la conception chinoise : printemps :

1^er mars, été : 1^er juin ; automne : 1^er septembre ; hiver : 1^er décembre.

La structure de l'année calendaire en quatre saisons ne s'applique pas

partout ; elle est caractéristique des régions de la zone tempérée.

En revanche, entre les deux tropiques par exemple, le Soleil est

toujours suffisamment proche de la perpendiculaire pour que la

différence de température entre été et hiver ne soit pas très

marquée. Il n'y a alors souvent que deux « saisons »

(au sens climatique) : une saison des pluies et une saison sèche,

et le climat y est tropical (ou parfois désertique, selon la situation géographique).

• Dans la zone tempérée, on parle de saisons pleines (été, hiver),
• et de mi-saisons (printemps, automne).
• Une « marchande de 4 saisons » est une personne qui vend
• dans les rues sur une carriole, des fruits et légumes de saison.
•  Par exemple :

• des choux et des oranges en hiver,
• des salades et des cerises au printemps,
• des aubergines et des pêches en été,
• des citrouilles et des pommes en automne.

• La saison est aussi, dans le domaine de la culture et
• du tourisme, la période de l'année propice aux activités ;
• dans les théâtres, elle commence en septembre ou
• octobre pour se terminer en mai.

Fêtes et célébrations

Très schématiquement dans les différentes traditions boréales,

depuis des millénaires, chaque nouvelle saison est marquée par une fête :

• Pâques pour le printemps,
• la Saint Jean pour l'été,
• Toussaint, Oktoberfest (en Allemagne) ou
•  la Saint Dimitri (en Roumanie) pour l'automne,
• Noël pour l'hiver.

Ces fêtes avaient, dans le monde rural, une énorme importance

tant sociale que religieuse. De nos jours, l'accent est plutôt mis

sur leur aspect festif et/ou commercial.

Inspiration artistique

Les saisons ont depuis toujours inspiré les artistes comme les peintres,

les compositeurs…

Les quatre saisons de Vivaldi en sont sans doute l'illustration musicale

la plus connue, mais on peut aussi citer, par exemple,

Les Saisons (œuvre pour piano seul) de Tchaïkovski.

Le quattro stagioni (en français Les quatre saisons) est le nom donné aux quatre concertos pour violon, composés par Antonio Vivaldi, Opus 8, n^o 1-4, qui ouvrent le recueil Il cimento dell'armonia e dell'invenzione — « La confrontation entre l'harmonie et l'invention ». L'opus 8 de Vivaldi a été édité en 1725 à Amsterdam par Michel Le Cène, mais il est admis que la composition de ces quatre concertos est antérieure de plusieurs années. L'œuvre connut un grand succès dans toute l'Europe notamment à Londres et à Paris où les concertos furent interprétés au début de l’année 1728 au Concert Spirituel.

Allegro
Par des chants et par des danses,
Le paysan célèbre l'heureuse récolte
Et la liqueur de Bacchus
Conclut la joie par le sommeil.

Adagio molto
Chacun délaisse chants et danses :
L'air est léger à plaisir,
Et la saison invite
Au plaisir d'un doux sommeil.

Allegro
Le chasseur part pour la chasse à l'aube,
Avec les cors, les fusils et les chiens.
La bête fuit, et ils la suivent à la trace.

Déjà emplie de frayeur, fatiguée par le fracas des armes
Et des chiens, elle tente de fuir,
Exténuée, mais meurt sous les coups.