Pourquoi les premiers levers de soleil ont-ils lieu une semaine ou plus avant le solstice d'été ?

La fumée des incendies de forêt au Canada crée un coucher de soleil brumeux à Toledo, Ohio, le 16 mai 2023 (Crédit : @TerryEckmanWx via Storyful).

Cela semble si simple d'après l'astronomie scolaire : le premier jour de l'été est le jour le plus long de l'année, et le premier jour de l'hiver est le plus court. Et bien que cela soit vrai dans la stricte quantité de lumière du jour observée, la réalité ne semble pas toujours suivre la logique.

Par exemple, une grande partie des États-Unis verront leurs premiers levers de soleil une semaine ou plus avant le solstice d'été du 21 juin. Le premier lever de soleil de l'année à Key West, en Floride, a lieu autour du 8 juin. De plus, le soleil se lève plus de 30 minutes plus tôt à Caribou, dans le Maine, à la mi-juin qu'à Seattle, bien que Seattle soit plus au nord où les journées d'été sont censées être légèrement plus longues.

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C'est parce que nous, les humains, préférons travailler avec de beaux chiffres ronds, alors que les alignements planétaires qui nous apportent nos saisons ne le font pas.

Commençons par le puzzle de Key West, qui n'est qu'un petit exemple de ce qui pourrait être inattendu au sujet des levers et couchers de soleil à travers le pays. Pour la majeure partie de l'Amérique, les premiers levers de soleil de l'année se produisent avant le solstice d'été, tandis que les derniers couchers de soleil ne se produisent qu'après le solstice.

Date du premier lever de soleil et du dernier coucher de soleil en été.

(Dr Brian Brettschneider)

Près du solstice d'hiver, cette différence est encore plus perceptible. Selon l'endroit où vous vous trouvez dans le pays, les premiers couchers de soleil peuvent se produire plus près de Thanksgiving que de Noël.

Cependant, les derniers levers de soleil hivernaux (sans tenir compte de l'heure d'été) ne se produiront qu'après la nouvelle année.

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La principale raison pour laquelle les levers et couchers de soleil les plus anciens et les plus récents ne coïncident pas avec les solstices s'explique mieux par l'équation du temps.

Date du premier coucher de soleil et du dernier lever de soleil en hiver.

(Dr Brian Brettschneider)

Pour commencer, la Terre n'est pas parfaitement ronde, pas plus que son orbite autour du soleil. La Terre est plus proche du soleil en janvier (périhélie) qu'en juillet (aphélie) en raison de son orbite de forme elliptique. Ceci, combiné au fait que la Terre change légèrement la vitesse à laquelle elle tourne autour du soleil à différents moments de l'année, est l'explication la plus simple de la raison pour laquelle les solstices n'ont généralement pas les levers et couchers de soleil les plus anciens et les plus récents.

A partir de là, l'explication devient assez complexe. Si vous voulez plonger dans les détails astronomiques, consultez cette explication bien écrite par le Dr Larry Denenberg, diplômé de Harvard.

Mais ces écarts mineurs dans l'orbite terrestre entraînent le déplacement des premiers levers de soleil et des derniers couchers de soleil dans les semaines entourant le solstice d'été de juin. Ainsi, alors que les matinées pourraient devenir sensiblement plus courtes d'ici le 4 juillet, la lumière du soir continue de s'accrocher plus tard que toute l'année.

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À l'inverse, vous profitez probablement déjà de soirées plus longues le jour de Noël et du Nouvel An qu'au début du mois de décembre. Pourtant, cela pourrait prendre jusqu'au début ou à la mi-janvier pour commencer à gagner lentement la lumière du matin. Le premier coucher de soleil se produit plus d'un mois avant le dernier lever de soleil d'hiver dans certaines parties du sud des États-Unis

(Pour une description plus complexe et détaillée, nous vous encourageons à lire l'explication de Denenberg par vous-même ou à rechercher l'équation du temps.)

Cela explique donc pourquoi les heures de pointe du lever et du coucher du soleil sont décalées par rapport aux solstices, mais comment Caribou, qui voit le lever du soleil vers 4 h 37 en juin, obtient-il sa première aube environ 34 minutes avant Seattle, où le soleil n'est pas t jusqu'à 5h11 malgré le fait d'être plus au nord sur la carte où les journées d'été sont plus longues ?

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Le lever du soleil est photographié à Seattle le vendredi 19 mai 2023.

(NWS Seattle/NOAA)

Blâmez la façon dont nous avons défini les fuseaux horaires et comment cela laisse certaines villes mal alignées avec le soleil. Il y a 24 heures dans une journée et 360 degrés de longitude autour de notre planète sphérique, donc chaque fuseau horaire est défini à des intervalles d'environ 15 degrés de longitude lorsque vous faites le tour du globe.

Mais "grossièrement" est la clé de ce mystère.

Pour que nos horloges correspondent au mieux aux positions solaires, vous voudriez être aussi près que possible de ces lignes de longitude à 15 degrés. Pour le fuseau horaire de l'Est, les villes situées juste le long de 75 degrés de longitude ouest sont mieux alignées pour que le soleil soit au "midi solaire" - comme à son point culminant de la journée - à peu près à la même heure que nos horloges indiquent midi. Au fur et à mesure que vous vous éloignez de cette longitude tout en gardant le même fuseau horaire, vous serez décalé par rapport au midi solaire.

Caribou est assez décalé, assis à 68 degrés ouest – à quelques kilomètres seulement des villes canadiennes du fuseau horaire de l'Atlantique qui auraient une heure d'avance. Ainsi, ceux qui vivent à une courte distance en voiture à l'est du Nouveau-Brunswick, au Canada, ne voient pas le soleil percer l'horizon avant environ 5 h 37. Si nous voulions que les horloges de Caribou soient plus précises par rapport à la position du soleil, elles devraient être en un fuseau horaire qui a environ 30 minutes d'avance sur l'heure normale de l'Est. Ensuite, la lumière du jour viendrait à 5h07

Pendant ce temps, Seattle est à 122 degrés ouest, presque centré dans le fuseau horaire du Pacifique. Les horloges y sont à peu près à l'heure parfaite pour la position solaire - le midi solaire en juin est à seulement 7 minutes du midi correspondant. (Bien que techniquement, c'est une heure et 7 minutes de retard en raison de l'ajustement artificiel d'une heure à l'avance pour l'heure d'été.) décalé de 30 minutes pour l'aligner plus étroitement avec le soleil.

PRÉVISION DE LA SAISON DES FEUX ACTIFS POUR LE NORD-OUEST DU PACIFIQUE, LE MIDWEST PENDANT QUE LE SUD-OUEST OBTENU UNE PAUSE

Non. Hormis les bizarreries de chronométrage est et ouest, être plus au nord dans l'hémisphère nord à l'approche du solstice d'été signifie que vos journées sont en effet plus longues que celles au sud. Seattle rattrape la différence en fin de soirée. Le coucher du soleil le 15 juin à Caribou est à 20h28, mais ce n'est que 40 minutes plus tard à Seattle à 21h08

Cela signifie que malgré le démarrage tardif, Seattle a environ 6 minutes de lumière du jour de plus que Caribou à la mi-juin, et tout va bien avec le monde planétaire ensoleillé.

Le coucher de soleil, la pluie et la fumée des incendies de forêt dans le nord-ouest du Pacifique ont créé un coucher de soleil coloré à Seattle le 11 septembre 2022.

(Joe Boomgard- Zagrodnik / Twitter)

(Pour plus de cartes et de graphiques montrant les différences entre les heures de lever et de coucher du soleil sur le continent, consultez le blog du Dr Brian Brettschneider.)