Les saisons

Une saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de la température. D'une durée d'environ trois mois (voir le tableau Solstice et Équinoxe ci-dessous), la saison joue un rôle déterminant sur l'état de la végétation qui dépend essentiellement de facteurs géographiques et climatiques localement modulés par des phénomènes de type El Niño.

L'expression : fruits et légumes de saison illustre parfaitement l'influence de la saison sur l'état de la végétation.

D'un point de vue astronomique, une saison correspond à l'intervalle de temps durant lequel la Terre occupe une portion de l'espace de sa révolution (rotation) autour du Soleil. C'est l'inclinaison de l'axe des pôles combinée à la révolution de la Terre autour du Soleil, qui fait qu'il se produit une alternance des saisons ; qui proviennent de la variation d'ensoleillement induite par l'orientation changeante vis-à-vis du rayonnement solaire. Elles correspondent aux périodes qui séparent le passage de la Terre à certains points de son orbite ou, réciproquement, du Soleil à certains points de la sphère céleste, et que la mécanique céleste désigne par les équinoxes et les solstices.

Ainsi, dans les zones de climat tempéré, les saisons astronomiques correspondent grossièrement à quatre phases d'évolution du climat dans l'année : printemps, été, automne, hiver. Dans les zones de climat tropical, on parle également de saisons mais dans le sens de saison des pluies et de saison sèche.

Notamment dans les zones très froide et désertiques, la « saisonnalité »a une grande importance chronobiologique ; tant pour les espèces sédentaires (qui doivent par exemple s'adapter par des comportements d'hibernation ou d'estivation qui leur imposent de faire des réserves de graisses ou d'aliments et une longue phase d'immobilité ou de sommeil), que pour les espèces migratrices qui doivent également accumuler des réserves énergétiques et dont la nouvelle génération doit être apte à la migration à l'arrivée de la mauvaise saison. Ces processus sont en grande partie contrôlée par une hormone. Les animaux prédateurs (ex : lion, loup..) suivent parfois leurs espèces proies lors de leurs migrations (quand il s'agit de mammifères notamment), ce que faisait probablement aussi dans certaines régions l'homme préhistorique. Les éleveurs nomades pouvaient migrer entre les vallées et les montagnes selon la saison. Les premiers agriculteurs ont eu, eux, à s'adapter aux saisons de végétation et de fructification1.

Dans le passé, les modifications longues de la saisonnalité, en lien avec les modifications de la pluviométrie semblent avoir été l'un des facteurs induisant chez la faune ou les arbres des phénomènes de gigantisme ou au contraire de « nanisme adaptatif »2. Le réchauffement climatique s'il devait se poursuivre sur le long terme pourrait contribuer au retour de certains nanismes adaptatif notamment chez les mammifères sauvages tels que primates, équins et cervidés, comme cela s'est autrefois produit lors du Maximum thermique du passage Paléocène-Eocène (qui a duré environ 160 000 ans avec une hausse des températures mondiales atteignant 9 à 14 degrés Fahrenheit à son apogée) et comme cela s'est ensuite reproduit 2 millions d'années plus tard lors de l'ETM2 (Éocène Thermal Maximum 2, réchauffement de moindre ampleur avec + 5 °F au max. et d'une durée moins longue : 80 000 à 100 000 ans)

Les variations climatiques saisonnières sont créées par un double facteur : d'une part la révolution de la Terre autour du Soleil, et d'autre part l'inclinaison de l'axe nord-sud de rotation journalière de la Terre par rapport au plan de son orbite autour du Soleil (écliptique).

En fonction de la position de la Terre par rapport au Soleil sur son orbite, la zone qui reçoit les rayons du Soleil de façon perpendiculaire se modifie donc. Plus les rayons arrivent proches de la perpendiculaire (c’est-à-dire plus le Soleil est proche du zénith), plus il fait chaud.

Pour un observateur terrestre, tout au long de l'année, le Soleil, bien que fixe, semble osciller autour de l'équateur, de sorte qu'il éclaire perpendiculairement et successivement, comme l'indique la table située ci-dessous :

l'équateur, vers le 20 ou 21 mars, à l'équinoxe de printemps (hémisphère nord) ou d'automne (hémisphère sud) ;
le tropique du Nord, vers le 20 ou 21 juin, au solstice d'été (hémisphère nord) ou d'hiver (hémisphère sud) ;
l'équateur, de nouveau, vers le 22 ou 23 septembre, à l'équinoxe d'automne (hémisphère nord) ou de printemps (hémisphère sud) ;
le tropique du Sud, vers le 21 ou 22 décembre, au solstice d'hiver (hémisphère nord) ou d'été (hémisphère sud).
Les noms des saisons et les variations climatiques sont donc inversés dans les deux hémisphères.

Selon une idée reçue assez courante, les saisons dépendraient de la distance Terre-Soleil, la Terre étant plus proche du Soleil en été qu’en hiver. Cette idée est fausse, car elle n’explique ni les variations de la durée du jour, ni l’inversion des saisons entre les hémisphères austral et boréal. La distance moyenne Terre–Soleil est de 150 millions de kilomètres avec une variation annuelle de plus ou moins 2,5 millions de kilomètres (soit 1,6 %). Actuellement, la Terre est au plus proche du Soleil (périhélie) vers le 4 janvier et au plus loin (aphélie) vers le 4 juillet, soit environ 2 semaines après les solstices respectivement de décembre et de juin. L’instant du périhélie arrivant en moyenne7 25 min 7,278 s plus tard8 chaque année, le périhélie était simultané avec le solstice de décembre il y a très approximativement 800 ans et sera simultané avec le solstice de juin dans très approximativement 9 700 ans9.

La vitesse de la Terre dépendant de sa position (deuxième loi de Kepler), les saisons ont une durée inégale :

printemps boréal (automne austral), de l’équinoxe de mars au solstice de juin : 92,7 jours ;
été boréal (hiver austral), du solstice de juin à l’équinoxe de septembre : 93,7 jours ;
automne boréal (printemps austral), de l’équinoxe de septembre au solstice de décembre : 89,9 jours ;
hiver boréal (été austral), du solstice de décembre à l’équinoxe de mars : 89,0 jours.
De par le léger retard annuel du périhélie, l’hiver et le printemps boréaux (été et automne austraux) voient leur durée diminuer progressivement tandis que l’été et l’automne boréaux (hiver et printemps austraux) voient leur durée augmenter progressivement ; lorsque le périhélie sera à mi-parcours entre le solstice de décembre et l’équinoxe de mars (dans très approximativement 1 800 ans), l’hiver boréal (été austral) sera au plus court avant d’augmenter tandis que l’été boréal (hiver austral) sera au plus long avant de diminuer.

De par la variation de la distance Terre-Soleil, les saisons devraient avoir un contraste plus grand dans l’hémisphère sud que dans l’hémisphère nord. Cependant, des effets globaux (masses océaniques, différence d’albédo) et locaux (proximité des océans, vents dominants, …) viennent contredire cette prévision. Ainsi, au lieu d’avoir une température globale (moyennée sur l’ensemble de la surface terrestre) 4 °C plus élevée au périhélie qu’à l’aphélie (cas d’une surface uniforme), la Terre a une température globale 2,3 °C plus faible au périhélie qu’à l’aphélie10. Cela est dû principalement à la différence du rapport terre/océan entre les deux hémisphères (l'hémisphère sud est marin à environ 80 %, l'hémisphère nord est marin à environ 60 %) et à l’inertie thermique élevée des océans, entraînant un déphasage thermique d’environ 6 mois.

Par comparaison, la planète Mars, de par l’absence d’océan et une surface plus uniforme ainsi que la forte excentricité de son orbite, présente une température globale plus de 20 °C plus élevée au périhélie qu’à l’aphélie.

Dans la zone tempérée, on parle de saisons pleines (été, hiver), et de mi-saisons (printemps, automne).
Une « marchande de 4 saisons » est une personne qui vend dans les rues sur une carriole, des fruits et légumes de saison. Par exemple :
des choux et des oranges en hiver,
des salades et des cerises au printemps,
des aubergines et des pêches en été,
des citrouilles et des pommes en automne.
La saison est aussi, dans le domaine de la culture et du tourisme, la période de l'année propice aux activités ; dans les théâtres, elle commence en septembre ou octobre pour se terminer en mai.
Dans le langage télévisuel, une saison désigne un nombre défini de diffusion d'une série d'émissions dans l'année, plus particulièrement des épisodes d'une série télévisée (par exemple la série Star-Trek a été diffusée en trois saisons de 24 épisodes).
Il existe aussi la pizza 4 saisons, composée de jambon, d'olives, de champignons, de cœurs d'artichauts et de mozzarella.

Très schématiquement dans les différentes traditions boréales, depuis des millénaires, chaque nouvelle saison est marquée par une fête :

Pâques pour le printemps boréal,
la Saint Jean pour l'été boréal,
Toussaint, Festoiement (en Allemagne) ou la Saint Dimitri (en Roumanie) pour l'automne boréal,
Noël pour l'hiver boréal.
Ces fêtes avaient, dans le monde rural, une énorme importance tant sociale que religieuse. De nos jours, l'accent est plutôt mis sur leur aspect festif et/ou commercial.

Les saisons ont depuis toujours inspiré les artistes comme les peintres, les compositeurs…

Les quatre saisons de Vivaldi en sont sans doute l'illustration musicale la plus connue, mais on peut aussi citer, par exemple, Die Jahreszeiten (les saisons) de Joseph Haydn, Les Saisons (œuvre pour piano seul) de Tchaïkovski. Les Quatre saisons d’Archibald.