Durée du crépuscule

Les personnes ayant séjourné dans la zone intertropicale (entre les tropiques du Cancer et du Capricorne) le savent bien : là-bas, la nuit tombe vite, sensiblement plus vite que dans les zones tempérées.

Ce script Python calcule la durée du crépuscule au cours de l’année, pour différentes latitudes, et trace le graphique suivant :

Le script Python en téléchargement :

Note importante : ce script ne prend pas en compte l’effet de la réfraction atmosphérique, qui a tendance à reculer légèrement les heures apparentes de coucher et de fin de crépuscule.

À l’équateur (latitude 0°), la durée du crépuscule reste voisine de 25 minutes toute l’année, alors que pour des latitudes plus élevées les variations saisonnières sont plus importantes.

Au-delà du cercle polaire (latitude 66,6°), le Soleil ne se couchant pas autour du solstice d’été, les courbes restent ouvertes.

Comment définir le crépuscule ?

C’est la durée pendant laquelle la lumière du Soleil nous parvient bien qu’il soit déjà couché, grâce à la diffusion de sa lumière par l’atmosphère. On définit souvent 3 types de crépuscules :

• le crépuscule civil : quand le Soleil se trouve entre 0 et -6° sous l’horizon. Il fait alors suffisamment clair pour pouvoir voir autour de nous sans éclairage. Les étoiles de première magnitude commencent à être visibles.
• le crépuscule nautique : entre -6 et -12° sous l’horizon. Le ciel est encore bleuté, et se détache de la couleur noire de la ligne d’horizon. En mer, on peut distinguer des repères sur la côte.
• le crépuscule astronomique : entre -12 et -18° sous l’horizon. Le ciel est noir (sauf pollution lumineuse); on peut distinguer des étoiles plus faibles.

Voici ce que donne le programme Python pour un crépuscule astronomique, pour des latitudes allant de Madrid à Lille :

On remarque que, pour toute latitude, le crépuscule est plus long au voisinage du solstice d’été (21 juin). D’autre part, à la latitude de Paris (49° environ), lors du solstice d’été, la courbe est ouverte (même si on prolongeait l’axe au-delà de 230 min.), c’est-à-dire que le Soleil ne passe pas sous les -18°. On retrouve cette situation a fortiori pour les latitudes plus élevées, et pour une durée de plus en plus longue autour du solstice d’été.

À noter que le mathématicien portugais Pedro Nunes (1502-1578), cosmographe du roi, a été le premier à réaliser les calculs de durée du crépuscule (De Crepusculis, 1542).