Inclinaison de l'axe

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L’inclinaison de l’axe est une grandeur qui mesure l’angle entre l’axe de rotation d’une planète (ou d’un satellite naturel d’une planète) et son plan orbital.

Dans le système solaire, les planètes ont des orbites qui se situent toutes à peu près dans le même plan. Celui de la Terre est appelé l’écliptique. Une exception notable concerne cependant Pluton, dont l’orbite inclinée de 17° 2' par rapport à l’orbite terrestre fait qu’elle n’appartient pas vraiment à ce plan commun.

Chaque planète tourne autour de son axe de rotation, ce qui entraîne la succession des jours locaux à chaque planète. Comme rien n’est simple, cet axe fait un angle particulier avec le plan orbital de la planète. Dans le cas de la Terre, cet angle est d’environ 66°,56 ou 66° 34'. Mais on parle plus couramment de l'inclinaison de l'écliptique sur le plan de l'équateur terrestre; cette inclinaison, complément de la précédente, vaut 23°,44 ou 23°26'. Cette dernière valeur est plus connue, et par simplification de langage on assimile parfois inclinaison de l'axe et inclinaison de l'écliptique.

C’est cet angle qui entraîne la succession des saisons. En été, la partie nord du globe terrestre voit le Soleil plus haut à midi dans le ciel que la partie sud, et c’est l’été dans le nord. Car comme les rayons solaires arrivent sur Terre avec un angle plus proche de 90°, une même unité de surface reçoit plus de rayons lumineux qu’à midi dans le sud à la même époque. Du fait de cette inclinaison, le Soleil se lève plus tôt, se couche plus tard, et les jours sont plus longs. Les rayons dans le sud sont beaucoup plus inclinés et arrosent une plus grande surface, donc ils distribuent moins de chaleur par unité de surface et c’est l’hiver. Le Soleil paraît aussi plus bas sur l’horizon et les jours sont plus courts, le soleil se lève plus tard et se couche plus tôt. Ces effets sont d’autant plus prononcés que la latitude de l’observateur est grande. À l’équateur l’effet est strictement nul, et la durée du jour et de la nuit ne varie pas (même si la position du Soleil dans le ciel varie). Aux pôles, l’effet est extrême, si bien que le jour et la nuit y durent six mois chacun.

D’un point de vue astronomique, on peut noter quatre points particuliers sur la trajectoire d’une planète en fonction de son inclinaison. Lorsque l’inclinaison est maximale et le côté nord de l’axe de la Terre penche vers le Soleil, c’est le solstice d’été, le jour le plus long pour l’hémisphère Nord. Le Soleil à midi est au zénith du tropique du Cancer, qui a une latitude de 23° 26' nord. C’est le jour le plus court pour l’hémisphère Sud. Lorsque l’inclinaison est maximale et le côté sud de l’axe de la Terre penche vers le Soleil, c’est le solstice d'hiver, le jour le plus court pour l’hémisphère Nord. Le soleil à midi est au zénith du tropique du Capricorne, qui a une latitude de 23° 26' sud. C’est le jour le plus long pour l’hémisphère Sud. Les deux autres points correspondent aux équinoxes de printemps et d’automne. L’axe se trouve alors dans le plan orthogonal à la direction du Soleil ; la durée des jours est égale à celle des nuits, au nord comme au sud, et le soleil à midi est au zénith de l’équateur.