Fête de la Saint-Jean et soleil de minuit en Norvège : un éclairage sur les raisons des saisons…

Le symposium Living Planet de l'ESA à Bergen en Norvège :

Du 28 juin au 2 juillet 2010 se tient à Bergen en Norvège le colloque Living Planet (Planète vivante) organisé par l’Agence Spatiale Européenne (ESA). Ce symposium est le plus important colloque scientifique de l’ESA en 2010.

Les résultats et l’avancement des missions d'observation de la Terre (Earth Observation) de l'ESA seront présentés avec trois objectifs principaux :

• présenter les résultats des travaux de recherche utilisant les données des satellites d’observation de la terre,
• faire le point sur les applications et les services d’observation de la Terre, avec en particulier le système de surveillance mondiale pour l'environnement et la sécurité (GMES),
• présenter les initiatives de l'ESA sur le changement climatique.

Le programme du colloque propose également une présentation des missions futures  : satellites Sentinels pour GMES, missions Earth Explorer et missions d'observation de la Terre météorologiques et nationales, en cours de développement.

Extrait d'une image de la région de Bergen en Norvège acquise par le satellite ENVISAT de l'ESA
le 23 juin 2010. Un rehaussement de contraste léger a été appliqué par Planète Sciences Midi-Pyrénées
(Crédit image : Agence Spatiale Européenne)

Cette période est l’occasion de festivités marquant la période du soleil de minuit… comme le festival viking et médiéval de Bergen. La célébration de la Saint-Jean, le soir du 23 juin, a toujours été liée au solstice d'été. Traditionnellement, on allume des feux pour se protéger des forces maléfiques qui apparaissent quand le soleil commence à redescendre.

A bergen et dans les environs (Crédit image: Gil Denis)

Bergen, entre la mer et la montagne est une très belle ville, avec de magnifiques fjords, comme le Hardangerfjord et ses affluents. C’est pendant la période de mai à septembre qu’un séjour en Norvège est très agréable : à partir de fin mai, la végétation se développe,  les arbres fruitiers sont en fleurs, les journées s’allongent. De nombreux sentiers et refuges n’ouvrent que fin juin ou début juillet et les petites routes de montagne restent parfois impraticables jusqu’en juin.

Scène complète de la région de Bergen en Norvège acquise par le satellite ENVISAT de l'ESA
le 23 juin 2010. On distingue sur l'océan de beaux développements de plancton marin
(Crédit image : Agence Spatiale Européenne)

Le soleil de minuit : un prétexte pour un travail pédagogique sur les saisons 

Appelé également le jour polaire, le soleil de minuit est visible aux alentours du solstice d’été (juin dans l’hémisphère nord, décembre dans l’hémisphère sud), dans les régions au-delà des cercles polaires arctique et antarctique. Le jour du solstice, aux pôles, le soleil reste visible en permanence à une hauteur un peu supérieure à 23° au dessus de l’horizon. Au nord du cercle polaire arctique, le soleil de minuit est visible au moins un jour par an. Au cap Nord, il brille du 13 mai au 29 juillet.

En raison l’inclinaison de l’axe de la Terre sur le plan de son orbite autour du soleil, toutes les régions de la Terre ne sont pas éclairées de la même façon par le Soleil tout au long de l’année. Entre l’équinoxe de mars et septembre dans l’hémisphère Nord, le Soleil éclaire le pôle Nord en permanence. Le même phénomène se produit au pôle Sud entre l’équinoxe de septembre et mars.

En fait, au moment du solstice d’été, la lumière du soleil reste visible pendant les 24 heures de la journée un peu en dessous du cercle polaire (quelques dizaines de kilomètres), grâce à la réfraction de la lumière du Soleil dans l’atmosphère : il peut faire suffisamment clair pendant la nuit pour lire un livre sans lumière d’appoint. Ce phénomène s’appelle la nuit blanche : tant que le soleil reste à minuit moins de 18° sous l’horizon, il n’a pas de nuit noire complète. C’est le cas à Bergen, dont la latitude est de 60°23’.

Dans l’hémisphère sud, ce phénomène n’est observable que sur le continent antarctique et dans les îles environnantes. En hiver, entre l’équinoxe d’automne et l’équinoxe de printemps c’est l’inverse qui se produit : pour les latitudes au dessus du cercle Arctique, le Soleil ne se lève pas : c’est la nuit polaire.

Le phénomène débute théoriquement à 48°34' de latitude. À cette latitude le soleil s’abaisse tout juste à 18° sous l’horizon à minuit solaire le jour du solstice : c’est cette valeur de 18° qui définit la nuit noire. Au-delà de cette latitude le soleil reste à moins de 18° pendant une partie de la nuit plusieurs jours de part et d'autre du solstice. Plus on se rapproche des cercles arctiques moins il s’abaisse sous l’horizon et plus ce nombre de jours augmente, et plus la nuit reste claire.

Le climat de la Norvège :

La Norvège a un climat polaire océanique. Alors qu’elle est à la même latitude que l’Alaska, le Groenland ou la Sibérie, la Norvège bénéficie d’un climat plus favorable à cause de l’influence d’un courant dérivé du Gulf Stream. La barrière montagneuse des Alpes scandinaves (Scandes) entraîne des différences de climat entre l’est et l’ouest. Sur la façade maritime, les influences océaniques atténuent la rigueur du climat. Les îles et les zones côtières bénéficient d’un climat tempéré humide, avec des hivers relativement doux et des étés frais.

La Norvège s’étend sur 13 degrés de latitude. Les différences d’éclairement solaire et le relief modifient localement le climat entre le Nord et le Sud.

A proximité de la côte, les masses d’air s’élèvent rapidement à cause des montagnes : l’air se refroidit et les précipitations sont importantes. Les précipitations sont les plus importantes à environ 50 km de la côte. Les zones situées entre le fjord Hardanger fjord et Møre ont un niveau de précipitation annuel parmi les plus élevés d’Europe.

Les régions côtières du sud et de l’ouest de la Norvège ont les températures annuelles moyennes les plus élevées. Le record a été enregistré en 1994 avec 9,4°C de moyenne annuelle. Dans les montagnes, les moyennes peuvent être inférieures à -4°C. En dehors des montagnes, la moyenne la plus froide enregistrée a été en 1893 avec -5,1°C de température annuelle moyenne à Kaukokeino sur le plateau de Finnmark.

Climat de trois villes de Norvège : Bergen, Karasjok et Oslo (source : www.climatetemp.info)
Cliquer sur les diagrammes pour les agrandir.

Alors que les zones côtières conservent des températures relativement clémentes en hiver, des températures très basses sont fréquentes à l’intérieur (-15°C de moyenne mensuelle hivernale sur le plateau de Finmark.

Le record de la température la plus basse date du 1er janvier 1886 avvec -51,4°C à Karasjok toujours sur le plateau de Finnmark. Des températures inférieures à -40°C ne sont pas exceptionnelles, même si elles ne se rencontrent pas à chaque hiver.

En été, la plus haute moyenne mensuelle a été de 22,7°C en juillet 1901 à Oslo et le record de température est de 35,6°C enregistré le 20 juillet 1970 à Nesbyen. Le soleil de minuit permet également des températures élevées dans le nord de la Norvège. Pour cette raison, le plateau de Finnmark a également le record de la plus grande différence de température, avec le chiffre impressionnant de 83,8°C à Karasjok.

D’autres images de la Norvège…

Crédit images pour les quatre images ci-dessus : Agence Spatiale Européenne (ESA)

Sources utilisées :

• Site Internet du service météorologique norvégien : Norwegian Meteorological Institute (DNMI).
• Site internet climatetemp.
  
• Guides de voyages en Norvège.
• Site internet de l’ESA et site MIRAVI pour les images ENVISAT.

En savoir plus :

• Sur le colloque Living Planet sur les pages de l’ESA.
  
• Quelques ressources pédagogiques sur les saisons : les pages du CLEA sur le site de l'académie de Nice, le site planet-terre de l'ENS de Lyon, les pages de Stéphane Bourge.
  
• Sur le climat norvégien.
  

Suggestion d’utilisations pédagogiques :

• Travail sur les températures, les précipitations et les valeurs utilisées en météorologie : unités de mesures, notions de valeur moyenne annuelle et mensuelle, valeur maximale et minimale. Représentation sur forme de courbes ou d’histogrammes. Exercices pratiques avec Excel (Microsoft) ou Calc (Open Office). Travail similaire sur les courbes de température concernant le changement climatique.
  
• Rechercher des images de la Norvège acquises par ENVISAT en décembre : consulter le catalogue MERIS de l’ESA et . Même recherche avec le catalogue de Spot Image. Proposer une explication.
• Rechercher une image de la Norvège sans nuage, toujours sur le catalogue MERIS... Etude bibliographique sur le climat norvégien.
• Travail pédagogique sur les saisons, l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre et le mouvement de la Terre autour du soleil. Construction de maquettes du mouvement de la terre sur son axe et autour du soleil.