Pour connaître sa position à la surface de la Terre on utilise un système de coordonnées, la longitude et la latitude.
Le globe est divisé en deux hémisphères Nord et Sud séparés par l'équateur.
Parallèlement à l'équateur, vers le nord et vers le sud, a été définie une succession de cercles imaginaires régulièrement espacés et se rétrécissant au fur et à mesure qu'ils approchent des pôles, ce sont les parallèles.
On a de plus défini une autre série de cercles imaginaires faisant le tour de la Terre en passant par les pôles, appelés les méridiens. Le méridien d'origine (0° 0' 0'') est celui qui passe par l'observatoire de Greenwich de Londres.
On définit la longitude comme l'angle entre l'axe de rotation de la Terre et le méridien de Greenwich, et l'axe de la Terre et le site considéré. C'est une mesure en degrés (0 à 180°) vers l'ouest ou l'est.
Je vais calculer la longitude du camp de base grâce à ma montre, c’est à dire par l’ancienne méthode des explorateurs et je vous propose de faire la même chose dans votre école, puis d’échanger les résultats avec les autres classes du programme. Vous trouverez toutes les informations dans l’expérience " la longitude et la latitude " du site éducatif.
La mesure de sa longitude est aujourd'hui très simplifiée grâce au système des satellites GPS, mais dans les siècles derniers pour les explorateurs et les marins c’était un sujet de grande inquiétude, car ils utilisaient pour ce calcul un chronomètre (une montre) qu’il devait absolument penser à remonter tous les jours, sinon ils étaient perdu. Ce chronomètre était spécial, car conçu pour conserver l'heure juste
Pourquoi utiliser un chronomètre ? La Terre fait un tour sur elle même en 24h, chaque point de sa surface parcourt un cercle de 360° durant une journée, soit un arc de 15° en une heure ou de 15' par minute, par conséquent, pour déterminer la longitude d'un endroit il faut chercher l'heure précise où le soleil passe au zénith et calculer le retard ou l'avance par rapport à l'heure du méridien de Greenwich.
Pour connaître l'instant où le soleil est au zénith, un gnomon (sorte de cadran solaire) est nécessaire. J’en ai construit un exemplaire rudimentaire sur la neige avec un bambou, le premier jour j’ai repéré la position de l’ombre au zénith, le second j’ai relevé l’heure où l’ombre est revenue sur ma marque.
L’heure que j’ai relevée le 9 janvier 2001 est : 11h 33 minutes GMT.
L'heure GMT, que nous utilisons en Queen Maud Land, est l’heure du méridien de Greenwich, elle est prise comme référence dans le monde (en France l'heure d'hiver moins une heure).
Cadran solaire rudimentaire
Le calcul de la longitude se base sur deux points :
- Au méridien de Greenwich, lorsque le soleil est au zénith il est 12 h GMT.
- La Terre fait un tour sur elle même en 24 heures, il en résulte que chacun des points de sa surface parcourt un cercle de 360° en vingt quatre heures, soit un arc de 15° par heure, de 15' par minute, de 15 " par seconde.
Mon calcul :
- Au camp de base, à midi au soleil il était 11 h 33 min GMT.
- Nous avons donc 27 min d’avance sur le méridien de Greenwich.
- (27° 15)' = 405' soit 6° 45’
- Notre site d'observation est en avance par rapport à Greenwich car le soleil s'y lève plus tôt, il est donc à l'est du méridien de Greenwich.
La longitude est donc 6° 45’ Est.
Cependant, comme l'orbite terrestre est une ellipse et que la durée du jour n'est pas exactement 24 heures (mais 23h 56 min 4 sec), je dois apporter une correction à l'heure prise comme le midi solaire (voir les informations sur le site éducatif).
Après calcul, le 9 janvier il faut enlever 7,696 minutes (7’42’’) à l’heure solaire.
- Au camp de base, à midi au soleil il était donc 11 h 25 min 18 secondes GMT.
- Nous avons donc environ 34 min 42 secondes d’avance sur le méridien de Greenwich.
- (34° 15)' + (42° 15)’’ = 510' et 630’’ soit 8° 40’ Est
La longitude est donc 8° 40’ Est. Or, mesurée au GPS, la longitude du camp est 8° 19’ 50’’ Est. Mon résultat est donc acceptable par rapport à l’imprécision des mesures de mon Gnomon sur la neige.
Prochainement le calcul de la longitude.
