Une saison est un moment de l’année caractérisé par un climat et une température relativement constante. En astronomie, on définit une saison comme étant l’intervalle de temps durant lequel la Terre parcourt une portion de son orbite au cours de sa révolution autour du Soleil.
Le cycle des saisons est causé par la combinaison de 2 phénomènes :
La Terre tourne sur elle-même en une journée. On appelle ce phénomène la rotation. Son axe de rotation est légèrement incliné.
L’axe d’inclinaison de la Terre est d’environ 23° par rapport à la verticale.
La révolution de la Terre est le trajet que la Terre effectue autour du Soleil en une année, soit en 365,25 jours.
La durée de la révolution de la Terre est de 365,25 jours. Puisqu'une année dure 365 jours, un retard de 0,25 jour par année s'accumule. Il est rattrapé à tous les 4 ans par l'ajout d'une 366e journée : c'est une année bissextile.
La trajectoire de la Terre autour du Soleil n’est pas un cercle parfait, mais plutôt un cercle légèrement aplati, qu’on appelle ellipse. La Terre n’est donc pas toujours exactement à la même distance du Soleil.
On pourrait penser que le moment où la Terre est le plus près du Soleil correspond à l’été. Ce n’est pourtant pas la distance entre la Terre et le Soleil qui détermine les saisons. Au contraire, le moment où la Terre est le plus près du Soleil correspond à l’hiver dans l’hémisphère Nord. Les saisons sont déterminées par la quantité de lumière reçue qui varie selon la révolution de la Terre, mais aussi selon l’inclinaison de son axe de rotation.
En tournant autour du Soleil, la Terre parcourt une distance d’environ 936 millions de kilomètres à une vitesse orbitale moyenne d’environ |106\ 700\ \text{km/h.}|
Les solstices et les équinoxes, qui correspondent au début de chaque saison, sont influencés par la révolution et l’inclinaison de la Terre.
En effet, la révolution et l’inclinaison de la Terre influencent l'angle avec lequel les rayons du Soleil frappent la surface du sol et la quantité d'ensoleillement quotidien sur un territoire donné. C’est ce qui détermine les saisons.
Le solstice d'été est le nom donné à la première journée de l’été. C’est la journée la plus longue de l’année.
Dans l'hémisphère Nord, le solstice d’été a lieu dans les environs du 21 juin.
À ce moment, l'hémisphère Nord est incliné au maximum vers le Soleil. Il reçoit une plus grande quantité d'énergie solaire, car les rayons solaires le frappent presque perpendiculairement. Les rayons y sont donc plus concentrés.
L’inclinaison de la Terre à cette période de l’année fait aussi en sorte que la durée du jour soit plus longue que la durée de la nuit.
L'équinoxe d'automne est le nom donné à la première journée de l'automne. La durée du jour et de la nuit y est égale.
Dans l'hémisphère Nord, l’équinoxe d'automne a lieu dans les environs du 21 septembre.
À ce moment, l'hémisphère Nord reçoit autant d'énergie solaire que l'hémisphère Sud. La durée du jour et de la nuit sont les mêmes.
Le solstice d'hiver est le nom donné à la première journée de l'hiver. C'est la journée la plus courte de l'année.
Dans l’hémisphère Nord, le solstice d’hiver a lieu dans les environs du 21 décembre.
À ce moment, l'hémisphère Nord est incliné en direction opposée au Soleil. Il reçoit une plus petite quantité d'énergie solaire, car les rayons solaires le frappent de façon oblique. Les rayons y sont donc moins concentrés.
L’inclinaison de la Terre à cette période de l’année fait aussi en sorte que la durée de la nuit est plus longue que la durée du jour.
L'équinoxe de printemps est le nom donné à la première journée du printemps. La durée du jour et de la nuit y est égale.
Dans l’hémisphère Nord, l’équinoxe de printemps a lieu dans les environs du 21 mars.
À ce moment, l'hémisphère Nord reçoit autant d'énergie solaire que l'hémisphère Sud. La durée du jour et de la nuit est la même.
Les saisons sont inversées dans l'hémisphère Sud en comparaison avec l'hémisphère Nord. Par exemple, dans les environs du 21 juin, c’est l’été qui commence dans l’hémisphère Nord, alors que c’est l’hiver qui commence dans l’hémisphère Sud.
Les saisons dans les hémisphères Nord et Sud
| 21 juin | 21 septembre | 21 décembre | 21 mars | |
| Hémisphère Nord | été | automne | hiver | printemps |
| Hémisphère Sud | hiver | printemps | été | automne |
Puisqu’il faut un certain temps pour emmagasiner la chaleur, l’atmosphère a un retard par rapport aux saisons. Cela fait en sorte que les températures d’automne sont souvent plus chaudes que celles du printemps. En effet, l’atmosphère se réchauffe pendant l’été. Ainsi, même si la Terre reçoit la même quantité d’énergie dans ces 2 saisons, il fait généralement plus chaud à l’automne, car la chaleur s’est accumulée pendant la saison précédente.