Les tropiques et le point subsolaire

À Honolulu, à 21.3° N, le Soleil de midi se trouve exactement au zénith deux fois par an : vers le 26 mai et le 15 juillet.

Le point sous le Soleil

À chaque instant, il existe un seul endroit sur Terre où le Soleil se trouve exactement au zénith, à 90°. Les géographes l’appellent le point subsolaire. Sa latitude est la déclinaison du Soleil, la valeur affichée sous « Soleil au zénith à ». Du fait de la rotation terrestre, le point subsolaire fait le tour de la planète vers l’ouest une fois par jour. Comme la Terre parcourt son orbite avec un axe incliné, il se déplace aussi vers le nord et le sud au fil de l’année, sans jamais s’éloigner de plus de 23.44° de l’équateur.

Le calendrier du point subsolaire suit celui des saisons. À l’équinoxe de mars, il franchit l’équateur en allant vers le nord. Au solstice de juin, il atteint sa latitude la plus septentrionale, 23.44° N, le tropique du Cancer, puis repart en sens inverse. À l’équinoxe de septembre, il franchit de nouveau l’équateur, vers le sud, et au solstice de décembre, il atteint 23.44° S, le tropique du Capricorne. Le mot solstice vient du latin et signifie « le Soleil s’arrête », car le Soleil semble y marquer une pause avant de repartir.

La hauteur du Soleil à midi en tout lieu

Une fois la latitude subsolaire δ connue, tu peux facilement calculer la hauteur du Soleil à midi à n’importe quelle latitude φ : 90° moins la différence de latitude, soit 90° − |φ − δ|. Si tu te trouves au point subsolaire, la différence est nulle et le Soleil est à 90°. Pour chaque degré de latitude dont tu t’en éloignes, le Soleil de midi descend d’un degré. À l’équateur, à l’équinoxe, il est à 90°. À Sydney (33.9° S), au solstice de décembre, il atteint 90° − |−33.9° + 23.44°| ≈ 79.5°, contre seulement 32.7° environ au solstice de juin.

La vie sous les tropiques

La bande comprise entre les deux tropiques est la seule région de la Terre où le Soleil peut se trouver exactement au zénith. En tout point situé à l’intérieur, cela arrive deux fois par an, lors du passage du point subsolaire vers le nord puis à son retour. Honolulu, à 21.3° N, est proche du tropique du Cancer : ses deux dates, vers le 26 mai et le 15 juillet, ne sont donc espacées que de sept semaines. Près de l’équateur, les deux dates sont séparées d’environ six mois et proches des équinoxes.

Comme le Soleil de midi est toujours haut sous les tropiques, l’énergie reçue chaque jour varie beaucoup moins au fil de l’année qu’aux latitudes plus élevées. La durée du jour change elle aussi très peu. C’est pourquoi, dans de nombreuses régions tropicales, les températures diffèrent peu entre l’« été » et l’« hiver ». Les saisons dépendent plutôt des pluies. Le Bureau de météorologie australien, par exemple, distingue dans le nord tropical une saison humide (d’octobre à avril) et une saison sèche (de mai à septembre), plutôt que quatre saisons fondées sur la température.

Tu peux utiliser cette relation à l’envers, comme le faisaient les marins. Mesure la hauteur du Soleil à midi, cherche la déclinaison pour cette date dans un almanach, et tu obtiens ta latitude : φ = δ ± (90° − hauteur à midi). Si le point subsolaire est à l’équateur et que le Soleil de midi se trouve à 60° au-dessus de l’horizon sud, tu es à 30° au nord de l’équateur. Les navigateurs ont procédé ainsi avec un sextant pendant des siècles avant le positionnement par satellite.