Les photographies du globe prises par le satellite géostationnaire Météosat (située à 36000km d'altitude) ce samedi 21 septembre au soir témoignent d'un soleil à la verticale par rapport à l'équateur (la verticalité parfaite sera atteinte demain). Une telle configuration astronomique ne se rencontre que deux fois par an, pour ce que l'on appelle l'équinoxe.

L'équinoxe d’automne se produira officiellement demain à 14h43:36s, heure de Paris.

Image satellite Meteosat lors de l'équinoxe d'automne - 23 septembre 2023 à 08h heure Française - Eumetsat

Une durée du jour et de la nuit égale à 12h en tout point du globe ? Pas tout à fait...

Lors de l'équinoxe, l'idée reçue est celle d'une durée du jour équivalente à celle de la nuit, en tout point du globe, soit environ 12 heures. Ceci n'est pourtant pas tout à fait vrai ! Premier élément, la Terre tourne sur elle-même non pas en 24 heures, mais plus précisément en 23h 56min et 4 secondes. Une durée du jour et de la nuit équivalente nous amènerait donc à 11h58 exactement. Mais dans les faits, les éphémérides donnent une durée du jour supérieure à 12h lors des équinoxes d'automne.

Ceci est dû au fait que le Soleil ne se présente pas comme un point mais bien comme un disque possédant une surface apparente. Ainsi, quand le centre du Soleil passe sous l'horizon, il reste plus de la moitié à voir descendre, ce qui allonge la durée du jour de quelques minutes. A cela s'ajoute la réfraction atmosphérique, faisant que le Soleil reste encore visible plus longtemps, mais aussi le fait que l'orbite terrestre n'est pas parfaitement circulaire (la distance Terre-Soleil varie de 147 à 152 millions de kilomètres).

Au total, il est possible d'observer le Soleil plusieurs minutes supplémentaires lorsque l'on se dirige vers le nord de la planète. En ce 22 septembre, jour d'équinoxe, la durée du jour sera alors de 12h06 à Quito (capitale de l’Équateur), 12h09 à Paris et même 12h17 à Tromso (nord de la Norvège). Pour cette dernière ville, la durée de la nuit tombe tombe à 11h39, et il faudra attendre quelques jours supplémentaires pour obtenir une durée équivalente entre jour et nuit.

Illustration des équinoxes et solstices - Wikipedia

Néanmoins, nous pouvons dire que le soleil se lève presque exactement à l'Est et se couche presque plein Ouest. D'ici le début de semaine à venir, les jours deviendront plus courts que les nuits dans l'hémisphère Nord (et inversement dans l'hémisphère Sud) et ceci jusqu'aux environs du prochain équinoxe de printemps : le jeudi 20 mars 2025 à 10h01:25s (heure de Paris).

A gauche : Solstice d'hiver, les rayons du soleil atteignant la partie sud du globe.
Au centre : Du solstice d'hiver à l'équinoxe de printemps, la lumière du soleil arrive à la perpendiculaire de l'axe du globe.
A droite : De l'équinoxe de printemps au solstice d'été au fur et à mesure de la rotation de la Terre autour du soleil.
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Un demi-soleil aux pôles

Précisément au niveau des deux pôles géographiques, le Soleil ne se couche jamais au moment des équinoxes... mais ne se lève pas réellement non plus! Ainsi, en négligeant la réfraction atmosphérique (qui modifie un peu l'observation en fonction des conditions de l'atmosphère ce jour-là), vous verriez la moitié du Soleil tourner autour de vous, au niveau de l'horizon. En réalité, vous verrez plutôt un soleil aplati et rougeoyant mais complet au niveau de l'horizon.

Schéma du parcours du Soleil à 90° lors de l'équinoxe - Wikipedia

Coucher de soleil au Pôle Sud (un seul par an !) lors de l'équinoxe d'automne du 20 mars 2024 en Antarctique - Krystian Kopka/NOAA

Un soleil au zénith à l'équateur

Si les régions équatoriales sont réputées pour leur soleil très élevé dans le ciel, il n'arrive que deux fois par ans que le Soleil soit réellement à la verticale de l'équateur. Ici, avec un soleil à 90°, les distorsions atmosphériques sont négligeables. Ainsi, vous pourriez observer le Soleil éclairer parfaitement le fond d'un puits au midi solaire.

Schéma du parcours du Soleil à 0° lors de l'équinoxe - Wikipedia

La nuit tombe plus vite en France

Si vous avez sans foutes déjà remarqué que la nuit est longue à tomber en été, c'est dû au fait qu'à nos latitudes, le Soleil ne descend pas très bas sous l'horizon. Le Soleil met donc beaucoup de temps à ne plus éclairer la haute atmosphère (à tel point que le crépuscule astronomique ne tombe jamais à la latitude de Paris près du solstice d'été!).

Moins évident mais tout de même observable si vous y faites attention, ce phénomène est également visible en hiver quand le Soleil ne monte pas très haut et qu'il tarde donc à descendre très bas sous l'horizon. Le Soleil se couche très tôt mais les crépuscules sont longs!

Près de l'équinoxe par contre, le Soleil descend à la fois vite et bas, provoquant des crépuscules parmi les plus courts de l'année! En automne, cette sensation est d'autant plus visible quand vous ressortez d'une période aux longues soirées d'été et où vous passez plus de temps en extérieur.

Graphique illustrant la durée des trois crépuscules en minutes à la latitude moyenne de France métropolitaine (hauteur de Bourges) - Extrait rendu public du livre Le Ciel à l’œil nu en 2018 de Guillaume Cannat à retrouver ici à l'achat >>

Demain commence l'automne calendaire... Mais pas météorologique !

Le calendrier grégorien que nous utilisons base les changements de saison sur des évènements astronomiques, à savoir les deux solstices et les deux équinoxes. Cependant, en météorologie, nous utilisons des valeurs liées au climat. Pour l'automne, il s'agit des trois mois possédant la pente négative la plus forte au niveau des températures, à savoir du 1er septembre au 30 novembre. L'automne météorologique commence donc le 1er septembre quand les températures commencent à avoir une baisse significative par rapport à l'été en moyenne.

Températures normales Min/Max/Moyenne à Paris, le trimestre à la plus forte pente descendante correspond à l'automne météorologique - MeteoVilles

Quand vous parlez automne, tout dépend donc du sujet de conversation ! L'automne pour les professions ou loisirs intimement liés à la nature commence plutôt le 1er septembre. En revanche, pour les milieux plus déconnectés de ces valeurs (et les astronomes), l'automne commence bien le 22 septembre cette année.

Dates des saisons météorologiques et calendaires - Meteo-express.com

Des marées plus fortes aux équinoxes

Si l'automne calendaire est décalé par rapport à l'automne astronomique, cet automne astronomique possède des conséquences bien réelles sur le quotidien, des milieux littoraux en particulier via le phénomène des marées.

La marée est la variation du niveau des mers et des océans, elle est causée majoritairement par les forces gravitationnelles (attraction) de la Lune et du Soleil mais également par d’autre forces secondaires comme par exemple la rotation de la terre sur son axe. Lors de la pleine Lune et de la nouvelle Lune, l’influence de notre satellite s’additionne à celle du soleil (ceux-ci se trouvant sensiblement dans le même axe). A l’inverse, lors du premier et du dernier quartier lunaire, l’amplitude est plus faible car l’alignement n’est plus d’actualité et les forces ne s’additionnent plus.

Ces différences d'attraction sont notées par un coefficient (allant de 0 à 120 environ).

Lorsque le coefficient est élevé, nous parlons de grandes marées (vives-eaux), à l'opposé des marées dites de mortes-eaux lorsque le coefficient est faible.

Schéma des différents stades des marées - via lebrestoisblog

Lors des équinoxes d’Automne et de Printemps, le Soleil exerce une attraction plus forte sur la Terre que durant le reste de l’année en raison de son alignement avec l’équateur. De ce fait, les océans sont plus fortement attirés vers le soleil, ce qui amplifie les marées.

Si l’on ajoute l’influence lunaire (alignement des 3 astres) les marées auront une amplitude encore plus importantes, on parlera alors de grandes marées d’équinoxes (marées de vives-eaux assez hautes et de mortes-eaux assez basses).  A l'inverse, lors des solstices, les marées auront une amplitude plus faible (marées de vives-eaux assez basses et de mortes-eaux assez hautes)

Schéma des marées d'équinoxe - via oceanclock.com

Ainsi, on observe une progression significative de l'amplitude des marées entre le début de l'été et le début de l'automne.

Calendrier des coefficients de marée entre Juin et Septembre 2024 - Marées.info

A l'inverse, leur amplitude diminue à nouveau entre le début de l'automne, et le début de l'hiver.

Calendrier des coefficients de marée entre Septembre et Décembre 2024 - Marées.info