Education rayonnement solaire climatologie
CLIMATOLOGIE DU RAYONNEMENT SOLAIRE EN EUROPE
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LA HAUTEUR DU SOLEIL
La hauteur angulaire du soleil au-dessus de l'horizon est communément
appelée hauteur du soleil ou élevation du soleil.
C'est l'angle formé par la visée de l'horizon et la visée du
soleil. Cet angle est nul au lever ou coucher du soleil et maximal
lorsque le soleil est à son zénith.
La hauteur du soleil est également une fonction de la latitude. Plus
la latitude est élevée, plus la hauteur du soleil maximale est
faible. Par exemple, à 30 ° de latitude nord (la latitude du Caire
ou d'Agadir), la hauteur maximale est égale à 37 ° au 15 décembre.
Elle n'est plus que de 7 ° à 60 ° de latitude nord (la latitude
d'Oslo, Helsinki ou Saint-Petersbourg). Le 15 juin, la hauteur
maximale est de 83 ° à la latitude 30 °N et de 53 ° à la latitude 60 °N.
La durée du jour varie en fonction de la saison. Dans l'hémisphère nord, elle est maximale au solstice d'été, c'est-à-dire le
21 juin. Elle est minimale au solstice d'hiver, c'est-à-dire le
22 décembre.
La durée du jour varie également en fonction de la latitude. Tout le
monde connaît le soleil de minuit. Aux très hautes latitudes,
supérieures à 70 °, et au mois de juin (ou décembre pour
l'hémisphère sud), le soleil ne se couche pas
durant plusieurs jours. Il reste à une hauteur approximativement
constante. Le pendant est qu'en décembre (ou juin pour
l'hémisphère sud), le soleil apparaît peu
ou pas du tout : c'est la nuit permanente.
Le 22 décembre, la durée du jour est d'environ 10 h à 30 °N ; elle est
de moins de 6 h à 60 °N. Le
22 juin, à 30 °N, la durée du jour est de 14 h, soit une
augmentation de 4 h par rapport au solstice d'hiver. Par
contre, cette durée du jour augmente beaucoup plus à
60 °N par rapport à l'hiver et atteint 19 h, soit
environ 13 h supplémentaires de jour.
Exercice 1. Vérifier la constance de la durée du jour
à l'équateur. (Lancer l'applet Java, mettre
la latitude du lieu à 0, puis effectuer les calculs pour
quatre dates clés: 21 juin, 23 septembre, 22 décembre
et 20 mars).
Exercice 2. Observer comme les jours sont longs dans l'hémisphère
nord dans la période autour du solstice d'été
boréal, c'est-à-dire le 21 juin. Vérifier
que pour une latitude donnée, le soleil atteint son point
culminant de l'année (effectuer les calculs pour les
jours avoisinants). Observer les azimuts lors des lever
et coucher du soleil. Vérifier l'existence du jour permanent
(soleil de minuit) pour les très hautes latitudes.
Exercice 3. Que se passe-t-il dans l'hémisphère sud,
pour cette période de l'été boréal
(hiver austral) ?
Exercice 4. Observer les similitudes de durée du jour pour
un hémisphère quelconque entre les équinoxes
d'automne (23 septembre) et de printemps (20 mars). Qu'observe-t-on
sur les azimuts aux lever et coucher du soleil ?
Exercice 5. Qu'observe-t-on dans la période du solstice d'hiver
boréal (22 décembre) pour l'hémisphère
nord ? Pour l'hémisphère sud ?
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13-12-2008
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