Durée du jour selon la latitude

Au solstice de juin, Londres reçoit environ 16 heures et 38 minutes de lumière du jour, et une ville située à l’équateur environ 12 heures et 7 minutes.

Le cercle d’éclairement

À tout instant, une moitié de la Terre est éclairée et l’autre est dans l’obscurité. La limite entre les deux, tracée en orange dans le modèle, est un grand cercle appelé cercle d’éclairement ou terminateur. Son plan est toujours perpendiculaire à la direction du Soleil. Comme l’axe est incliné, ce cercle partage généralement les parallèles en deux arcs inégaux. Pendant que la Terre fait un tour par jour, un lieu situé à une latitude donnée parcourt son parallèle, passant une partie du trajet dans la lumière et l’autre dans l’obscurité. La fraction éclairée de ce cercle correspond à la fraction des 24 heures pendant laquelle il fait jour.

L’équateur est un cas particulier. Le cercle d’éclairement le coupe toujours exactement en deux, quelle que soit la saison : le jour et la nuit y durent donc chacun environ 12 heures toute l’année. Éloigne-toi de l’équateur vers l’hémisphère incliné vers le Soleil : une plus grande partie de ton parallèle est éclairée. Va vers l’autre pôle : la partie éclairée diminue. Voilà pourquoi la variation de la durée du jour augmente avec la latitude.

L’équation du lever du Soleil

Tu peux calculer la durée du jour à partir de deux nombres : ta latitude φ et la déclinaison du Soleil δ, qui correspond à la latitude où le Soleil est au zénith ce jour-là. Le Soleil se lève et se couche quand l’angle horaire H vérifie cos H = −tan φ × tan δ. La Terre tourne de 15° par heure : le jour dure donc 2H ÷ 15° heures. Le calculateur solaire de la NOAA utilise une version un peu plus complète, cos H = (cos 90.833° − sin φ sin δ) ÷ (cos φ cos δ), car l’air dévie la lumière solaire au-delà de l’horizon et le lever est compté à partir du bord supérieur du disque solaire, et non de son centre. Cette correction ajoute quelques minutes : c’est pourquoi le modèle affiche 12 h 7 min à l’équateur au lieu d’exactement 12 heures.

Les valeurs du tableau ont été calculées avec la formule de la NOAA pour 2026, la même que dans le modèle. Observe la tendance. À l’équateur, rien ne change. À 23.44° N, les jours le plus long et le plus court diffèrent d’environ 3 heures ; à la latitude de Séoul, d’environ 5 heures ; à celle de Londres, de presque 9 heures ; et à 60° N, de 13 heures. Remarque aussi que, même à l’équinoxe, le jour est partout un peu plus long que la nuit, là encore à cause de la correction liée à la réfraction. Le Bureau de météorologie australien donne la même valeur pour la majeure partie de l’Australie : environ 12 heures et 8 minutes de jour à l’équinoxe.

Lire le graphique

Sur le graphique sous le modèle, tu peux lire la durée du jour à chaque date de l’année pour la latitude choisie. À l’équateur, tu obtiens une ligne horizontale. Aux latitudes moyennes, une courbe régulière atteint son maximum au solstice de juin et son minimum au solstice de décembre dans l’hémisphère nord (c’est l’inverse au sud). Les pointillés indiquent les équinoxes et les solstices. La pente est la plus forte autour des équinoxes : c’est pourquoi la durée du jour semble changer le plus vite en mars et en septembre, et presque pas fin juin.