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La Terre au Périhélie.

Cette année, la Terre passe au périhélieGlossaire le 4 janvier à 5 h 03 TUGlossaire. C'est l'occasion de faire quelques réflexions pour meubler nos longues soirées d'hiver.

D'abord, on remarque que ce passage au plus près du Soleil a lieu tout au début de l'hiver, preuve s'il en faut que nos saisons ne sont pas dues à cette distance Terre-Soleil, mais à l'angle que font entre eux le plan de l'équateur terrestre et celui de l'écliptique : l'obliquitéGlossaire. Rappelons que les saisons sont inversées entre les deux hémisphères !

Regardons ce tableau des dates et heures (TU) de passage au périhélie :

3 jan 2000

5 h 19

4 jan 2001

8 h 54

2 jan 2002

14 h 11

4 jan 2003

5 h 03

4 jan 2004

17 h 43

2 jan 2005

0 h 38

4 jan 2006

15 h 31

3 jan 2007

19 h 45

2 jan 2008

23 h 53

4 jan 2009

15 h 32

3 jan 2010

0 h 12

3 jan 2011

18 h 32

5 jan 2012

0 h 34

2 jan 2013

4 h 40

4 jan 2014

11 h 59

4 jan 2015

6 h 38

2 jan 2016

22 h 51

4 jan 2017

14 h 19

3 jan 2018

5 h 37

3 jan 2019

5 h 22

5 jan 2020

7 h 50

2 jan 2021

13 h 53

4 jan 2022

6 h 56

4 jan 2023

16 h 19

Variation de l'écart entre deux passages successifs au périhélie.On remarque que sur cette période la date oscille entre le 2 à 0h38 et le 5 à 7h50. Cette légère variation annuelle de la date du passage de la Terre au périhélie est due au fait que ce n'est pas le centre de la Terre qui gravite autour du Soleil, mais bien le centre de gravité du système Terre-Lune. (Les années bissextiles, introduisent également un léger décalage de 6 heures par an.)

Le temps entre deux passages au périhélie, s'appelle l'année anomalistique. Il vaut en moyenne 365 j 6h 13m 53s

On peut considérer, en négligeant l'influence des autres planètes, que le barycentre Terre-Lune suit une orbite elliptique "parfaite", mais le centre de la Terre, lui, se promène de part et d'autre de cette orbite en suivant les caprices de dame la Lune ! Cette déformation de l'orbite suffit à déplacer le périhélie de quelques jours.

Voici une animation qui présente la trajectoire de la Terre au cours de deux révolutions lunaires du côté du périhélie. Aucune proportion n'est respectée, ce qui a pour effet d'exagérer fortement l'oscillation de la Terre (pointillés rouges) autour de l'orbite du barycentre (en bleu). Le barycentre est représenté par un point noir.

Dans cet exemple, le passage au périhélie de la Terre se produit avant le passage du barycentre Terre-Lune au périhélie de son orbite.

Cliquez avec le bouton droit sur une partie de l'animation pour accéder au menu flash qui permet de la zoomer, vous pourrez alors déplacer l'image dans sa fenêtre.

Il est amusant de remarquer que si l'orbite du système Terre-Lune autour du Soleil était un cercle et non une ellipse, il y aurait un passage de la Terre au périhélie à chaque Pleine Lune.

Dans la réalité, la masse de la Terre étant 81,3 fois plus grande que celle de la Lune, le barycentre se trouve en moyenne à 4671 km du centre de la Terre. Cette valeur est très faible devant la distance entre le barycentre (Terre-Lune) et le Soleil :

Il suffit d'un peu plus de trois jours, au moment du périhélie, pour que le barycentre s'éloigne du Soleil de 5000 km. Ainsi, le passage au périhélie peut se produire quelle que soit la phase de la Lune et non, seulement à la Pleine Lune, comme pourrait le laisser croire l'exagération de l'animation ci-dessus. Il n'en reste pas moins que c'est bien l'influence de la Lune qui peut le déplacer de plus d'un jour autour de la date du périhélie du barycentre du système Terre-Lune.

Passage au périhélie du barycentre Terre-Lune en Temps Universel

4 jan 2000

0 h 15

3 jan 2001

6 h 29

3 jan 2002

12 h 43

3 jan 2003

18 h 56

4 jan 2004

1 h 10

3 jan 2005

7 h 24

3 jan 2006

13 h 38

3 jan 2007

19 h 52

Cette image à très grande échelle montre le déplacement de la Terre pendant 4 jours, centrés sur le passage au périhélie du barycentre. Elle est basée sur la configuration de janvier 2003, avec la Nouvelle Lune environ 1 jour avant ce périhélie du barycentre.
  • Nouvelle Lune le 2 janvier 2003 à 20h24 TU
  • Passage au périhélie du barycentre le 3 janvier 2003 à 18h56 TU
  • Pasage au périhélie de la Terre le 4 janvier 2003 à 5h03 TU

17 ko

Cliquez ici pour agrandir l'image

L'échelle verticale est multipliée par 10, mais on a gardé la forme ronde de la Terre.

Regardons maintenant l'évolution à plus long terme de la date du passage au périhélie du barycentre Terre-Lune :

4 jan 2000

0 h 15

3 jan 2050

23 h 49

4 jan 2100

23 h 23

5 jan 2150

22 h 58

6 jan 2200

22 h 33

7 jan 2250

22 h 08

8 jan 2300

21 h 43

9 jan 2350

21 h 18

Cette fois, on remarque une dérive croissante dans le calendrier. Elle est due au fait que l'année anomalistiqueGlossaire est légèrement plus longue que l'année tropiqueGlossaire d'un peu plus de 25 minutes.

Ainsi, dans environ 10 000 ans, le passage au périhélie se produira au début de l'été. Les saisons de l'hémisphère nord seront plus marquées et il sera alors difficile aux animateurs d'expliquer que l'obliquité en est la cause principale !

Les instants de passage au périhélie de la Terre sont ceux donnés par le logiciel Redshift 4 ; Ceux du périhélie du centre de gravité Terre-Lune sont calculés d'après les Calculs Astronomiques pour Amateurs de Jean MEEUS (chapitre 23)

Je remercie Guillaume Cannat et Jean Meeus qui m'ont aidé à comprendre ces variations de l'année anomalistique.

Jean-Paul Fabry