Questions aux experts

Aux équinoxes, le Soleil est, à midi, à une hauteur de 90° moins la latitude du lieu au dessus de l'horizon. Donc pour un observateur à l'équateur (latitude = 0°), il est à 90° et pour un observateur à 30° de latitude, il est à 90-30=60°.

Au solstice d'hiver (hémisphère nord), il est 23°26' plus bas que la valeur précédente et 23°26' plus haut au solstice d'été. Il oscille de façon à peu près sinusoïdale entre les deux valeurs au cours de l'année. Pour tous les lieux compris entre les tropiques et les cercles polaires, ces valeurs restent positives et inférieures à 90°. Au delà des cercles polaires, elles peuvent devenir négatives : le soleil reste tout le temps en dessous de l'horizon. Entre les tropiques, le Soleil est à la verticale deux jours par an, et passe d'un côté à l'autre de cette verticale.

[Ndlr] 

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Je pense que la question est : quelle est l'évolution de la hauteur du Soleil à son passage au méridien durant l'année.
Pour un lieu donné la hauteur de l'intersection du plan de l'équateur terrestre avec le plan du méridien est égale à la colatitude "C" du lieu (90°- la latitude du lieu).
La hauteur du soleil au dessous de l'équateur terrestre varie dans l'année entre -23° 26' 21" et +23° 26' 21". Cet angle "d" se nomme déclinaison du Soleil.
Chaque jour la hauteur du Soleil à son passage au méridien est égale à la somme de sa déclinaison "d" et de la colatitude du lieu "C".

Par exemple à Paris :
La latitude de Paris est de 48° 51', donc la colatitude "C" est de 41° 9'.
Le jour des équinoxes, le Soleil est dans le plan de l'équateur terrestre, donc sa déclinaison est nulle d = 0°, sa hauteur au passage au méridien est donc h = C = 41° 9'.
Le jour du solstice d'hiver la déclinaison du Soleil est minimale d= -23°26'21" donc la hauteur du soleil à son passage au méridien est minimale aussi et égale à "C+d" = 17°42'39".
Le jour du solstice d'été la déclinaison du soleil est maximale d=23°26'21" et la hauteur du Soleil à son passage au méridien est également maximale et égale à "C+d" = 64°35'21".

Entre le solstice d'été et le solstice d'hiver la déclinaison du Soleil décroit de 23° 26' 21" à -23° 26' 21", la hauteur du Soleil au méridien va donc décroite de 64°35'21" à 17°42'39" en passant par la valeur de 41° 9' le jour de l'équinoxe d'automne.
Inversement entre le solstice d'hiver et le solstice d'été la déclinaison du Soleil croit de -23° 26' 21" à 23° 26' 21", la hauteur du Soleil au méridien va donc croite de 17°42'39" à 64°35'21" en passant par la valeur de 41° 9' le jour de l'équinoxe de printemps.