Note technique : fonctionnalités relatives aux éclipses solaires

Si vous avez besoin d’une introduction aux fonctionnalités relatives aux éclipses solaires dans The Photographer’s Ephemeris Web, consultez Planification des éclipses solaires. Vous pourriez également être intéressé par :

Sources des données

Les données relatives aux éclipses solaires sont dérivées des éléments bessiens fournis par Fred Espenak et publiés par la NASA.

Remerciements : prédictions d’éclipses par Fred Espenak, NASA/Goddard Space Flight Center Emeritus

Lorsque l’altitude de l’observateur au-dessus du niveau de la mer est utilisée comme donnée d’entrée du calcul, elle est obtenue à partir de la source de données d’altitude de l’application (p. ex. SRTM3, AsterGDEM, Google Elevation), qui peut éventuellement être ajustée par un décalage fourni par l’utilisateur.

En règle générale, les valeurs de Delta-T utilisées dans tous les calculs d’éclipse sont celles fournies dans les éléments bessiens. Sinon, Delta-T est obtenu à partir des sources suivantes :

Pour les années jusqu’à 2006 : les valeurs sont tirées de Astronomical Algorithms de Jean Meeus, 2e éd., p. 79, tableau 10.A
Pour les années 2006–2024, les valeurs proviennent de http://maia.usno.navy.mil/ser7/deltat.data
Pour les années 2024–2034, les valeurs proviennent de http://maia.usno.navy.mil/ser7/deltat.preds
Pour les années postérieures à 2034, nous implémentons ces expressions : https://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEhelp/deltatpoly2004.html

Au cas par cas, nous mettons à jour les valeurs de Delta-T contenues dans les éléments bessiens de la NASA afin qu’elles correspondent aux valeurs actualisées des sites USNO liés ci-dessus. Par exemple, TSE2017 a été mis à jour de 70,3 s (NASA) à 68,8373 s (USNO), ce qui reflète mieux la valeur réelle que la valeur prédite.

Méthodes de calcul

Le calcul des caractéristiques générales de l’éclipse repose sur Astronomical Algorithms de Jean Meeus, 2e éd.
Le calcul des circonstances locales de l’éclipse et des trajectoires d’éclipse repose sur Elements of Solar Eclipses 1951–2200 de Jean Meeus ; The Astronomical Almanac 2023 ; The Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac, 3e éd.
Les trajectoires d’éclipse sont affichées avec une résolution de 0,1 degré de longitude, calculée pour un observateur au niveau de la mer (voir Limites).
L’azimut, l’altitude et les demi-diamètres du Soleil et de la Lune sont dérivés des éléments bessiens pour les besoins des trajectoires d’éclipse, du simulateur et des heures de contact.
Ailleurs dans l’application, ces valeurs sont calculées indépendamment. Les éphémérides utilisées pour dériver les éléments bessiens ne reposent pas nécessairement sur les mêmes algorithmes que ceux utilisés par l’application ; de légères divergences peuvent donc être observées (de l’ordre de 0,01 degré ou moins).

Limites

Les heures de contact sont calculées en supposant une Lune sphérique et lisse. Aucune correction n’est appliquée au profil du limbe lunaire, qui affecte généralement l’heure de C2 et C3 de quelques secondes, mais jusqu’à ~15 s dans les cas extrêmes.
L’hypothèse d’une Lune lisse limite la précision des limites nord et sud de la trajectoire d’éclipse à ±1–2 km.
Les points de la trajectoire d’éclipse sont calculés à des intervalles de 0,1° de longitude (intervalles de 11,1 km à l’équateur, de 7,8 km à ±45° de latitude), y compris les points d’extrémité de la trajectoire. Vérifiez toujours les circonstances locales en plaçant l’épingle principale (rouge) sur la carte : la chronologie et le simulateur ne sont affectés par aucune approximation ni inexactitude de la trajectoire calculée.
Les trajectoires d’éclipse sont calculées en supposant un observateur au niveau de la mer. Pour les observateurs de l’hémisphère nord situés au-dessus du niveau de la mer, la trajectoire se déplacera vers le sud d’une distance dépendant des circonstances de l’éclipse, de l’altitude et de l’azimut de la trajectoire d’éclipse dérivée au niveau de la mer. L’ajustement est généralement de l’ordre de ~500 m par 1 000 m d’altitude, mais devient plus marqué aux emplacements situés vers les extrémités de la trajectoire d’éclipse (c.-à-d. lorsque le Soleil/la Lune sont bas au-dessus de l’horizon).

Problèmes connus

Les trajectoires d’éclipse traversant les régions polaires (latitude > ~|66°|) ou l’anti-méridien (|180°|) peuvent être incomplètes ou présenter des discontinuités.
Occasionnellement, une ligne de limite individuelle peut afficher des points « parasites » isolés avec une discontinuité de latitude.
Certaines lignes de limite pour les éclipses présentant un |ɣ| plus élevé peuvent, à l’inspection rapprochée, présenter des zigzags près des extrémités de la trajectoire.
Nous espérons corriger ces problèmes dans de futures versions.
MISE À JOUR : 30 juillet 2023 – les trajectoires des éclipses du 1er août 2008 et du 21 juin 2039 ont été corrigées (elles affichaient auparavant de faux franchissements de l’anti-méridien).

Simulateur d’éclipse

La simulation prend en compte :

Le passage de la Lune devant le Soleil, avec des positions et des demi-diamètres dérivés des éléments bessiens
L’affichage de l’effet de bague en diamant aux angles de position de contact prédits
Une simulation de la couronne, de la chromosphère et des protubérances solaires
L’assombrissement et l’éclaircissement du ciel (illustratif, non rigoureux)
La position de l’horizon pour les éclipses proches du lever ou du coucher du soleil
Les variations au fil du temps de l’angle parallactique et des éphémérides physiques du Soleil et de la Lune
La libration et le véritable profil du limbe lunaire (détails)
Les grains de Baily

La simulation NE prend PAS en compte :

La réfraction différentielle près de l’horizon : l’altitude du Soleil/de la Lune est corrigée pour la réfraction à l’aide du modèle US Standard Atmosphere, mais la forme apparente du limbe de chaque astre reste circulaire (ou référencée à un cercle dans le cas de la Lune)

Remarques :

Les images utilisées pour la simulation proviennent de l’éclipse solaire totale de 2017 (crédit : Alison Craig et Stephen Trainor).
L’apparence réelle de la couronne et des protubérances solaires varie au fil du temps et ne correspond pas exactement à la simulation.
L’apparence, la forme et la luminosité de la bague en diamant comme de la couronne varient considérablement selon l’exposition de votre prise de vue et le moment précis.
La chromosphère est représentée avec une épaisseur de 3,45 secondes d’arc, sur la base de la valeur de la NASA de 2 500 km, et d’une mise à l’échelle de 959,22″ (IAU) à 959,95″ (Quaglia et al.). Consultez Planification avancée des éclipses solaires pour plus de détails sur le comportement du simulateur concernant la chromosphère.

Limbe lunaire et grains de Baily

Les variations du profil d’élévation autour du limbe lunaire affectent l’apparence des grains de Baily, particulièrement dans les lieux situés au bord de la bande de totalité, ainsi que l’angle de position observé de C2 et C3.

Données du limbe lunaire fournies par Kaguya/David Herald
Le simulateur affiche soit un limbe lisse, soit un profil ajusté à la libration (Kaguya/Herald), comme suit :
- Le limbe Kaguya/Herald est affiché pour les abonnés PRO pour toutes les éclipses
- Le limbe Kaguya/Herald est affiché pour les abonnés non-PRO uniquement pour les éclipses passées
- Sinon, ou en cas de panne du réseau ou du service web, un limbe lisse est utilisé.
Vous pouvez vérifier quel limbe est affiché en plaçant le simulateur en mode contour. Si un limbe lisse est utilisé, tout ce qui peut ressembler à un « grain » n’est qu’un artefact d’aliasage de pixels.
La pleine résolution (1 800 points espacés de 0,2°) des données Kaguya/Herald est toujours utilisée pour l’apparence « standard » des grains (c.-à-d. les pixels bruts). Pour les grains « améliorés » (c.-à-d. avec « éclat de grain »), la résolution est déterminée par le curseur de résolution.
Le rayon solaire par défaut utilisé uniquement dans le simulateur (et non pour le calcul des heures de contact) est de 959,95″ (Quaglia et al., 2021). Cette valeur peut être ajustée par l’utilisateur.
En mode photoréaliste, pour les éclipses totales, la bague en diamant simulée est affichée à l’angle de position de contact standard du limbe lisse. Utilisez le mode contour pour identifier visuellement les points de contact corrigés selon le limbe.

Recommandations pour la planification

Pour une planification générale et pour les emplacements bien à l’intérieur des limites de trajectoire affichées (c.-à-d. à > ~10 km des extrémités de la trajectoire et des limites nord/sud), les données fournies devraient être largement suffisantes à des fins de planification.
Si vous prévoyez d’observer une éclipse depuis un emplacement proche du bord de la bande de totalité ou d’annularité, ou depuis un emplacement situé bien au-dessus du niveau de la mer, vous devriez consulter plusieurs sources fiables lors de votre planification, en particulier celles qui prennent en compte le profil du limbe lunaire. Nous recommandons :
- Le site de Xavier Jubier
- Les pages NASA de Fred Espenak
- Les logiciels de planification d’occultations proposés par l’International Occultation Timing Association
La météo est un élément clé pour observer une éclipse : pour des recommandations, des recherches historiques et plus encore, consultez eclipsophile.com