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(5) Latitude et Longitude

Tout point de la terre est repéré par deux nombres, sa latitude et sa longitude. Le capitaine ou le pilote d'un bateau indique sa position sur la carte, par ces "coordonnées"

En fait, ce sont deux angles, mesurés en "degrés", "minutes d'arc" et "secondes d'arc." et notés par les symboles ( °, ', ' ) (par exemple 35 ° 43' 9" est un angle de 35 degrés, 43 minutes et 9 secondes (ne pas confondre avec la notation (',") des pieds et des pouces !). Un degré contient 60 minutes d'arc, une minute contient 60 secondes d'arc (on peut omettre les mots "d'arc" si le contexte indique sûrement que ce ne sont pas des unités de temps.)

Les angles sont souvent représentés dans les calculs par des minuscules de l'alphabet grec, et ainsi la latitude est notée λ (lambda, Grec L), et la longitude φ (phi, Grec F). Voici leur définition :

Latitude

L' angle de latitude lambda

Imaginez que la terre soit une sphère transparente (en réalité, sa forme est légèrement ovale : en raison de la rotation de la terre, son équateur est renflé ).(dessin) nous pouvons alors visualiser son plan équatorial, avec le point O, centre de la terre, au milieu.

Pour indiquer la latitude d'un certain point P sur la surface, on dessine le rayon OP. Alors l'angle d'altitude de ce point au dessus de l'équateur est sa latitude λ : si P est au nord de l'équateur, c'est une" latitude nord "ou " + "ou " positive ".Si c'est une latitude sud, méridionale, P est au sud de l'équateur.

Comment définir l'angle d'une ligne et d'un plan, pouvez-vous demander ? (les angles sont habituellement mesurés entre deux droites!)
Bonne question. Il faut passer par l'angle de 90 degrés passant par le plan de la ligne donnée et une perpendiculaire au plan équatorial. Ici ce serait l'angle (90° - λ) entre OP et l'axe de la terre, connu sous le nom de Co-latitude de P.

Sur un globe terrestre, les lignes de latitude sont des cercles de taille différente. Le plus large est l'équateur, de latitude zéro, alors que les cercles se réduisent à un point aux pôles (au nord : latitude 90° et au sud -90°)

Longitude

Sur le globe, les lignes de même longitude ("méridiens") s'étendent de pôle à pôle, comme les limites des quartiers d'une orange épluchée.

Chaque méridien croise l'équateur. Puisque l'équateur est un cercle, il est graduable, comme tout cercle, en 360 degrés, et la longitude f d'un point est alors la valeur de cette graduation à la rencontre du méridien et de l'équateur.

Lignes de latitude

Lignes de longitude ou "méridiens"

Cette valeur dépend évidemment du point ou on commence à compter, qui est la longitude zéro. Pour des raisons historiques, le méridien passant par l'ancien observatoire astronomique royal de Greenwich, Angleterre, est choisi pour la longitude zéro. Situé au bord oriental de Londres, la capitale britannique, cet observatoire est maintenant un musée public et une bande de laiton partageant sa cour marque "le méridien origine." Les touristes se font souvent photographiés les jambes écartées, un pied dans l'hémisphère oriental de la terre, l'autre dans l'hémisphère occidental.

On appelle également "méridiens" les lignes de longitude, (du latin, meri, issu lui même de "medius" ( le "milieu"), et de diem, signifiant "jour.") Dans une journée, les périodes avant midi sont dénommées "anté méridiennes", alors que celles de l'après midi sont dites "postméridiennes" Aujourd'hui, en abréviations A.M. et P.M.. On dit que le soleil "passe au méridien". à midi. Tous les points d'une même ligne de longitude sont à midi en même temps (et d'ailleurs pour n'importe quelle autre heure) et sont sur la même "ligne méridienne", en raccourci devenue "méridien".

Temps Local et Universel

Deux concepts important, en relation avec la latitude et(spécialement) la longitude sont le Temps Local (LT) et le Temps Universel (UT).

Le temps local est en fait une mesure de la position du Soleil relative à sa localisation. A 12 H, temps local ( Midi), le Soleil passe au Sud et se rapproche de l'horizon ( dans l'hemisphere nord). Il se leve toujours aux environs de 6 am , et se couche vers 6 pm. Le Temps Local régle pour vous et moi notre vie , nos travaux, repas et temps de sommeil. Mais si vous avez besoin de connaitre l' heure d' un événement astronomique , par exemple celle de la découverte de la supernova de 1987, il vous faut une montre réglée sur la totalité du monde, et non sur votre seule localisation. C' est le temps universel (UT), qui peut être défini (avec quelques imprecisions, peu importe ici) comme le temps Local de Greenwich, UK, au meridien zéro .

Fuseaux Horaires et Temps Local

Les longitudes sont mesurées de zéro à 180° vers l'est ou vers l'ouest (ou -180°), donc les deux longitudes de 180 degrés sont sur la même ligne, au milieu de l'océan pacifique.

Puisque la terre tourne sans arrêt autour de son axe, une ligne de "longitude méridienne de midi" fait constamment face au soleil, où il est partout midi. 24 heures après, la terre a accompli une rotation entière par rapport au soleil, et le même méridien fait de nouveau face au midi. Donc la terre tourne chaque heure de 360/ 24 = 15 degrés.

Quand il est chez vous 12 h., 15° à l'est l'heure est 1 P.M., parce que le méridien qui fait face chez vous au soleil y était il y a une heure. D'autre part, 15° à l'ouest, il est 11 heures du matin, parce que ce même méridien y sera dans une heure.

Au milieu du 19ème siècle, chaque communauté à travers les USA avait défini de cette manière son propre temps local avec le soleil culminant, en moyenne, (chaque jour) à 12 heures. Mais, les voyageurs traversant les USA par chemin de fer devaient rajuster leurs montres à chaque ville, et les opérateurs du télégraphe coordonner leurs temps. Cette complication a amené les compagnies de chemin de fer à adopter des fuseaux horaires, de larges bandes (environ 15° ) de même temps local, différant d'une heure des zones voisines. Le système a été adopté par l'ensemble des nations.

Les USA continentaux ont 4 fuseaux horaires principaux -- oriental, central, montagne et occidental, plus plusieurs autres pour l'Alaska, les îles Aléoutiennes et Hawaii. Les provinces canadiennes à l'est du Maine observent le temps atlantique. Ces zones sont décrites dans les annuaires téléphoniques, avec une carte donnant des indicatifs régionaux. Les autres pays du monde ont leurs propres fuseaux horaires ; Il n'y a que l'Arabie Saoudite qui emploie des temps locaux, pour des considérations religieuses. En outre, l'horloge est généralement avancée d'une heure entre avril et octobre. Ce "temps d'économie de jour" permet de tirer plus tôt profit du lever du jour, sans décaler les heures de travail. En se levant plus tôt et en se reposant plus tôt, on fait une meilleure utilisation de la lumière du soleil du petit matin, et on apprécie la lumière du soleil une heure de plus dans la soirée.

La ligne de changement de date et le temps universel (UT)

Supposons qu'il est midi là où vous êtes et que vous alliez vers l'ouest--ceci instantanément.

A quinze degrés dans l'ouest il est 11 heures du matin, à 30 degrés dans l'ouest, 10 heures du matin, à 45 degrés ,9 heures du matin et ainsi de suite. En continuant, jusqu'à 180 degrés on devrait atteindre minuit, et, plus loin encore dans l'ouest, c'est ...la veille. De cette façon, si on couvre 360 degrés, on revient d'où on est parti, le temps est encore midi -- MAIS hier à midi.

Hé -- attendez une minute! Vous ne pouvez pas ETRE aujourd'hui en même temps qu'hier !

C'est pour cela que la longitude détermine seulement l'heure du jour -et non la date, qui est déterminée séparément. Pour éviter ce problème , une ligne de date internationale a été établie, en grande partie sur le méridien 180°, où il est convenu que toutes les fois qu'on le croise vers l'ouest, on avance la date d'un jour et que on la retarde d'un jour si on va vers l'est.

Cette ligne passe par le détroit de Béring, entre Alaska et Sibérie, qui ont ainsi des dates différentes, mais en majeure partie cette ligne est située en plein océan, ou il n'est pas gênant de garder le temps local

Les astronomes, les astronautes et ceux qui traitent les données des satellites ont besoin d'un calendrier partout identique , et ne sont pas attachées à une localité ou à un fuseau horaire. Le temps moyen de Greenwich, le temps astronomique à Greenwich (ramenée à une moyenne au cours de l'année) est généralement employé dans ce cas. Il s'appelle parfois Universal Time (UT), "Temps Universel".

Ascension droite et déclinaison

Le globe céleste ressemble à celui de la terre, et on s'y repère de la même façon, par un réseau de méridiens, d'un pôle à l'autre, et, perpendiculairement, par des lignes de latitude, circonscrivant le ciel. Pour étudier une galaxie particulière, un astronome oriente son télescope a l'aide de ces coordonnées.

Sur terre, l'équateur est divisé en 360 degrés, le point zéro des méridiens se situant à Greenwich : on mesure l'angle de longitude vers l'est ou l'ouest de cette ville, à la rencontre du méridien et de l'équateur.

Dans le ciel, l'équateur est également divisé en 360 degrés, mais le compte commence à l'un des deux points où l'équateur coupe l'écliptique, celui atteint par le soleil autour du 21mars. C'est l'équinoxe vernal ("vernal" = printemps), dit parfois premier point du Bélier, parce que dans les périodes antiques, avant l'époque des Grecs, il était dans la constellation zodiacale du Bélier : Il s'est depuis déplacé, comme il est expliqué dans une section ultérieure sur la précession.

Les termes et les notations utilisées sur le globe céleste diffèrent cependant légèrement de ceux du globe terrestre. Les méridiens sont notés par l'angle α ( alpha, A en Grec), appelé ascension droite, et non pas longitude. Elle est mesurée à partir de l'équinoxe vernal, mais uniquement vers l'est, et au lieu de la compter de 0 à 360 degrés, on l'indique en heures et autres divisions de temps. Chaque heure égale 15 degrés.

De même, si la latitude est notée sur terre de 90° nord à 90° sud (ou -90°), (les astronomes préfèrent la Co-latitude), par contre pour le ciel, l'angle par rapport à l'axe polaire, égale 0° au pôle nord, 90° à l'équateur, et 180° au pôle sud. Cela s'appelle la déclinaison et est noté par la lettre δ (delta, petit D grec). Les deux angles (α, δ), utilisés conjointement pour indiquer (par exemple) la position d'une étoile s'appellent ses coordonnées célestes.

La prochaine section indique comment les étoiles, le soleil et les horloges de précision permettent aux marins de trouver leur latitude et longitude.

En savoir plus :

Un site avec des cartes d' étoiles.

Prochaine étape: #5a. Navigation

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Chronologie et Glossaire

Auteur et responsable : Dr. David P. Stern
Mail au Dr .Stern: stargaze("at" symbol)phy6.org
Traduction française: Guy Batteur guybatteur(arobase)wanadoo.fr

Dernière mise à jour : 12.13.2003

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