Géométrie solaire

 

Azimut

L'azimut solaire est l'angle mesuré dans le sens des aiguilles d'une montre entre le point cardinal Sud (dans l'hémisphère nord) ou Nord (dans l'hémisphère sud) et la projection sur le plan horizontal local de la droite reliant la terre au soleil. L'angle est mesuré dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord et dans le sens contraire dans l'hémisphère sud, en utilisant les projections sur le plan horizontal du point d'observation.azimut.gif (7530 octets)
Note : l'azimut solaire est négatif le matin (direction Est), nul ou égal à 180° à midi et positif l'après-midi (direction Ouest), sur tout le globe. Il diffère de l'azimut géographique, lequel est toujours mesuré dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du Nord, indépendamment de l'hémisphère du point d'observation.

Déclinaison

La déclinaison solaire est l'angle formé par la droite reliant la terre au soleil et le plan équatorial (positif vers le nord).
La déclinaison est égale à zéro aux équinoxes et varie de + 23,45° (22 juin) à - 23,45° (22 décembre).

Les équinoxes sont les deux dates de l'année où le soleil traverse le plan équatorial : sa déclinaison est alors nulle et les durées du jour et de la nuit sont égales. L'équinoxe d'automne intervient vers le 22 septembre et l'équinoxe de printemps vers le 22 mars, dans l'hémisphère Nord.
Dans l'hémisphère Nord, le solstice d'été (vers le 21 juin) est la période au cours de laquelle la durée qui sépare le lever et le coucher du soleil cesse de croître (maximum 16 h 8 mn).
Le solstice d'hiver (vers le 21 décembre) est la période au cours de laquelle cette durée cesse de décroître (minimum 8h 12mn).
Les saisons sont inversées dans l'hémisphère Sud.
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Hauteur solaire

L'hauteur solaire est l'angle entre la droite joignant le centre du disque solaire au point d'observation et le plan horizontal passant par le point d'observation.

Le Zénith est le point le plus élevé de l'hémisphère céleste, se trouvant directement à la verticale de l'observateur.

Heure solaire

L'heure solaire est l'heure de la journée déterminée par le mouvement apparent du Soleil, égale à 12h00 au midi vrai. Pour obtenir l'heure légale, il faut lui additionner l'équation du temps, la correction de longitude et éventuellement l'heure d'été.
Le midi vrai ou midi solaire est l'heure locale à laquelle le soleil passe au méridien du point d'observation.
L'angle horaire du Soleil est l'angle formé entre la projection du soleil sur le plan équatorial à un moment donné et la projection du Soleil sur ce même plan au midi vrai.

La Terre est sur une orbite elliptique et sa vitesse au cours de l’année n’est pas constante. L'équation du temps indique la correction qui permet de passer du temps solaire vrai (du jour) au temps solaire moyen. Cette correction varie de + ou - 16 minutes au cours de l'année. Cela veut dire que le Soleil peut passer au méridien avec 16 minutes d'avance ou de retard par rapport au temps moyen.

Le fuseau horaire est une bande de 15° de longitude de large s'étendant du pôle nord au pôle sud, permettant de décomposer le globe terrestre en 24 tranches horaires. 
Chaque fuseau est centré sur un méridien multiple de 15°. Le méridien d’origine est celui de Greenwich, qui définit le Temps Universel. Ce fuseau occupe les longitudes +7,5° à -7,5°. Chaque pays utilise en principe l’heure du fuseau le plus proche en longitude, mais ce n’est pas le cas en Europe où la plupart des pays (dont la France) ont adopté le fuseau UT + 1 h. 
L'heure légale est le temps moyen du fuseau horaire de rattachement, augmenté éventuellement de l'heure d'été. C'est l'heure de la montre.

Un cadran solaire est un appareil avec une surface portant des divisions correspondant aux heures du jour et qui, d'après la projection de l'ombre d'une tige éclairée par le soleil, indique l'heure. Voir aussi la page l'Heure Solaire
Le style est une tige dont l’ombre marque l’heure sur un cadran solaire. Le style est parallèle à l’axe des pôles de la Terre.
Un gnomon est un cadran solaire primitif, constitué d'une simple tige dont l'ombre se projette sur une surface plane. On doit l'invention au philosophe grec Anaximande de Milet, 6 siècles avant notre ére.

Un diagramme solaire permet de visualiser l'azimut et l'hauteur du soleil suivant les heures de la journée et les saisons. La superposition des masques aux trajectoires du soleil sur le diagramme solaire, permet l'implantation d'un bâtiment à l'endroit le plus favorable.
Un héliodon est un appareil de simulation du mouvement du soleil, utilisé dans l'étude des ombres portées sur des bâtiments ou des champs de capteurs, généralement composé d'une source de lumière intense représentant le soleil placée à quelque distance d'une table mobile pouvant supporter une maquette. Le mouvement apparent du Soleil est simulé en faisant varier l'inclinaison et l'orientation de la table. La position de la source de lumière peut être ajustée verticalement pour simuler la variation de la déclinaison solaire. Photo Héliodon Mobile Voir aussi Boutique.
Un hélioscope est un instrument ayant le même but que l'héliodon, mais dont la table est fixe, horizontale, et la source lumineuse mobile en azimut et en élévation. Photo Hélioscope

 

Équateur

L'équateur est une ligne fictive de séparation entre l'hémisphère nord et l'hémisphère sud, définie par un plan perpendiculaire à l'axe des pôles.
Le méridien est le plan du lieu passant par l'axe des pôles.
La latitude est l'éloignement par rapport à l'équateur, mesuré en degrés d'arc le long du méridien du lieu (en °N ou en °S)
La longitude est l'éloignement par rapport au méridien d'origine, mesuré en degrés d'arc le long de l'équateur (en °E ou en °O).

Soleil

 

Le Soleil est une étoile autour de laquelle gravite la Terre. Son énergie provient des réactions thermonucléaires de fusion de l'hydrogène en hélium. Sa température superficielle moyenne est estimée à 5.800 K. Image soleil.
La surface lumineuse habituellement visible, ou photosphère, est d'environ 100 km d'épaisseur.
La chromosphère est la couche inférieure de l'atmosphère solaire, entre la photosphère et la couronne.
Les taches solaires sont des taches sombres sur la surface de la photosphère. Elles ont une très grande diversité de forme et d'étendue, qui correspondent à des zones plus froides.
Les observateurs comme Galilée, ont vu que les taches se déplaçaient au fil du temps, toujours dans le même sens, ainsi montrant la rotation du Soleil. Voir Le Soleil tourne sur lui-même

Le globe solaire limité par la photosphère a un rayon égal à 696.000 km, soit environ 109 fois le rayon équatorial de la Terre. Sa densité moyenne n'est que de 1,41 de sorte que sa masse est seulement 333.000 fois celle de la Terre, pour un volume 1.300.000 fois plus important. 
La distance moyenne de la Terre au Soleil est voisine de 150 millions de km. Le rayonnement solaire met environ 8 minutes pour nous parvenir. 

Le périhélie est le point de l'orbite d'une planète le plus proche du Soleil.
La aphélie est le point de l'orbite d'une planète ou d'une comète le plus éloigné du Soleil.

Trajectoire

Un dispositif de poursuite du Soleil permet de maintenir un appareil orienté en permanence en direction du Soleil. Il peut être à moteur ou à opération manuelle.
Une monture équatoriale est un dispositif de poursuite du Soleil avec un axe parallèle à celui de la terre. Les paramètres du mouvement sont l'angle horaire et la déclinaison du Soleil.

Éclipse

Une éclipse est la disparition temporaire complète (éclipse totale) ou partielle (éclipse partielle) d'un astre due à son passage dans l'ombre ou la pénombre d'un autre.
Une éclipse de Soleil est l'occultation du Soleil due à l'interposition de la Lune devant lui dans le ciel. Image: éclipse totale
Une éclipse de Lune est l'occultation de la Lune due à son passage dans le cône d'ombre de la Terre.

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