Circonstances générales et cartes des éclipses


Introduction

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Dans cette section, nous allons décrire les circonstances générales d'une éclipse de Soleil. Ces circonstances représentent l'évolution des contacts et des trajectoires des cônes d'ombres et de pénombres avec la surfaces terrestre. Ces circonstances générales décrivent donc l'évolution de l'éclipse vue par un observateur situé dans l'espace à l'extérieure de la surface terrestre. Nous présenterons ensuite les différentes cartes d'éclipses et les différentes projections qui y sont associées.


Circonstances générales

Les circonstances générales d'une éclipse correspondent aux différentes phases de l'éclipse générale ; ces phases sont les suivantes :

Comme on le constate, ces différentes phases sont liées à l'évolution de l'ombre et de la pénombre à la surface de la Terre, les débuts et fins de chaque phase correspondent à un instant bien particulier et à un lieu unique à la surface du globe terrestre. La différence de temps entre le début et la fin de l'éclipse générale nous donne le temps mis par la pénombre pour parcourir la surface terrestre. De même la différence de temps entre le début et la fin de la phase totale ou annulaire, lorsqu'elles existent, donne le temps mis par l'ombre ou son prolongement pour parcourir la surface terrestre.


En savoir plus: Circonstances générales de l'éclipse des 10 et 11 juin 2002

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Circonstance UT Longitude Latitude
Commencement de l'éclipse générale le 10 à 20h 51,8m -137° 58,5' -2° 30,0'
Commencement de l'éclipse annulaire le 10 à 21h 53,9m -120° 51,74 +1° 16,0'
Commencement de l'éclipse centrale le 10 à 21h 54,5m -120° 40,8' +1° 19,5'
Maximum de l'éclipse le 10 à 23h 44,3m +178° 36,8' +34° 32,7'
Éclipse centrale à midi ou minuit vrai le 10 à 23h 48,2m +177° 11,4' +34° 55,3'
Fin de l'éclipse centrale le 11 à 1h 34,0m +104° 49,2' +19° 48,1'
Fin de l'éclipse annulaire le 11 à 1h 34,6m +104° 59,4' +19° 44,9'
Fin de l'éclipse générale le 11 à 2h 36,6m +122° 15,8' +16° 1,0'

Dans ce tableau les longitudes sont comptées positivement vers l'ouest et négativement vers l'est. On remarquera que l'éclipse se déplace d'ouest en est et du sud vers le nord. On donne toujours les instants des différentes phases des éclipses en Temps universel coordonné, cela évite les problèmes liés aux heures locales. Dans notre exemple, l'éclipse est à cheval sur deux jours en temps universel coordonné, le 10 et le 11 juin 2002.

La phase annulaire débute le 10 juin à 21h 53,9m UTC en un point de longitude -120° 51,7' (est) et de latitude 1° 16,0' (nord), ce lieu se trouve à l'est en Indonésie (au nord des Célèbes), la phase annulaire se termine le 11 juin à 1h 34,6m UTC en un point de longitude +104° 59,4' (ouest) et de latitude +19° 44,9' (nord), ce lieu se trouve sur la côte ouest du Mexique. Si l'on exprime ces instants en heures locales, le début de la phase annulaire, en Indonésie est le 10 juin à 21h 53,9m + 8h = 29h 53,9m soit le 11 juin à 5h 53,9m temps légal en Indonésie, donc le 11 juin 2002 au matin, et la fin de la phase annulaire, au Mexique est le 11 juin à 1h 34,6m - 7h = -5h 25,4m = 18h 34,6m le 10 juin en temps légal au Mexique, donc le 10 juin 2002 au soir. On a donc la phase annulaire qui commence le matin du 11 juin 2002 en Indonésie et se termine le soir du 10 juin au Mexique, elle se termine donc en temps légal avant d'avoir commencé, ce qui est normal car la bande de centralité traverse la ligne de changement de date d'ouest en est donc on perd un jour en temps légal.

L'usage systématique du Temps universel évite ces paradoxes temporels pour les éclipses franchissant la ligne de changement de date, néanmoins l'observateur, lors de ses déplacements doit tenir compte des passages en heures légales s'il ne veut pas arriver un jour trop tard pour son observation !


Les cartes d'éclipses

On distingue deux types de cartes, les cartes générales et les cartes locales.

Pour chaque éclipse, on trace généralement une ou deux cartes générales de l'éclipse. Sur ces cartes on fait figurer les courbes suivantes : la bande de centralité (lorsqu'elle existe), les limites boréale et australe de l'éclipse, les courbes de commencement, de fin et de maximum au lever et au coucher du Soleil, ainsi que les courbes de commencement et fin pour des instants donnés (toutes les heures en général). Pour le tracé de ces cartes, on utilise une projection stéréographique, c'est-à-dire une projection azimutale conforme. Cette projection, qui conserve les angles mais pas les distances, déforme les continents mais permet d'avoir une représentation des pôles terrestres sur la carte. On utilise également une projection orthographique, elle permet de représenter la trajectoire de l'éclipse sur un globe terrestre vu de l'espace.

On trace également, un certain nombre de cartes locales. Sur ces cartes, on donne également les courbes de commencement, de fin et de maximum pour des instants donnés (avec un pas plus adapté à la carte), et parfois on trace aussi la projection de l'ombre pour des instants donnés. Les cartes locales sont tracées à l'aide de différentes projections en fonction des lieux représentés (projection conforme de Lambert, projection de Mercator...).


En savoir plus: Exemple de carte générale en projection stéréographique

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cartestereo.jpg
Carte générale de l'éclipse des 10 - 11 juin 2002
Crédit : IMCCE/Patrick Rocher

Sur cette carte on a tracé la bande de centralité (en rouge), les limites boréale et australe de l'éclipse, ce sont les limites boréale et australe du cône de pénombre durant l'éclipse. On donne également les limites du cône de pénombre toutes les heures (commencement et fin à un instant donné, courbes bleues) et les lieux des commencements, maxima et fins d'éclipse au lever et au coucher du Soleil (courbes noires et rouges joignant les extrémités des limites boréale et australe de l'éclipse). On notera la différence de taille entre la surface terrestre où l'éclipse est visible sous la forme d'une éclipse partielle (surface grisée) et la surface de la bande de centralité.

Des cartes plus grandes, et plus lisibles, sont disponibles sur le serveur de l'IMCCE.


En savoir plus: Exemple de carte en projection orthographique

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ortho.jpg
Projection orthographique de l'éclipse du 11 août 1999.
Crédit : IMCCE/Patrick Rocher

La projection orthographique permet de représenter l'éclipse générale sur la Terre, vue depuis l'espace. Les courbes représentées sont les mêmes que dans la représentation stéréographique.


En savoir plus: Exemple de carte locale

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Carte locale de l'éclipse des 10 - 11 juin 2002 sur l'Indonésie.
Crédit : IMCCE/Patrick Rocher

Cette carte locale en projection de Lambert donne le tracé de la ligne de centralité sur une partie de l'Indonésie, les deux îles de cette carte sont les deux seuls lieux terrestres où la phase annulaire de l'éclipse fut observable. On a également tracé l'intersection du prolongement du cône d'ombre avec la surface terrestre. Comme on est en début d'éclipse, on notera l'aspect très allongé de la projection.


En savoir plus: Les différentes projections

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On peut classer les projections géographiques en fonction des propriétés géométriques des projections des parallèles et des méridiens d'une sphère. On entend par méridiens les grands cercles passant par le pôle de projections et par parallèles les cercles intersections de la sphère et des plans normaux à la direction des pôles. Une projection est dite :

Une projection à partir d'un centre de projection sur une surface quelconque, suivie d'un développement de cette surface s'appelle une projection perspective. par exemple les projections cylindriques et coniques sont des projections perspectives.

Les projections sont également classées en fonction des propriétés qu'elles conservent. On distingue donc de projections :

Les autres projections sont dites aphylactiques.

Quelques exemples :