Полярный день и полярная ночь

Полярная ночь — астрономическое явление, при котором Солнце более 24 часов (то есть более, чем сутки) не появляется из-за горизонта. Полярный день — следствие наклона плоскости экватора Земли к плоскости эклиптики, который составляет примерно 23°26′. Самая короткая полярная ночь (почти двое суток) наблюдается на широте ≈ 67°24′ с. ш., определяемой как широта Северного полярного круга, самая длинная — это Южный полюс, чуть менее шести месяцев. Полярная ночь является следствием наклона оси вращения Земли. Полярная ночь совершенно не означает полную темноту (аналогичную ночи, например, в 0:00) в течение 24 часов.

На одной и той же широте относительно экватора (северный и южный полюс, северное и южное полушание) основные характеристики полярной ночи аналогичны в Северном и в Южном полушариях. Основным отличием является то, что время её начала и окончания в Антарктиде сдвинуты на шесть месяцев в календарный летний период. Также, текущие параметры орбиты Земли приводят к тому, что продолжительность полярной ночи на юге превосходит её продолжительность на севере.
Полярная ночь не обязательно означает полную темноту в течение всех 24 часов. Главная её особенность заключается в том, что Солнце не поднимается над горизонтом. При этом в большей части зоны полярной ночи (до 84°34′) в течение всей полярной ночи ежедневно часть суток занимают сумерки. В соответствии с тем видом сумерек, который наблюдается в данном месте в данные сутки в момент верхней кульминации Солнца, выделяются гражданская полярная ночь, навигационная полярная ночь и астрономическая полярная ночь, а если в истинный полдень сумерки не наступают — полную полярную ночь.

В период такой ночи в истинный полдень наблюдаются гражданские сумерки. Это бывает на всех широтах, где есть полярная ночь. До 72°34' полярная ночь целиком гражданская. На полюсах во время гражданской полярной ночи гражданские сумерки длятся круглосуточно, сменяя полярный день и предшествуя круглосуточным навигационный сумеркам (перед зимним солнцестоянием) или наоборот (после зимнего солнцестояния). В районах, прилегающих к полюсам (выше 84°34′), во время гражданской полярной ночи гражданские сумерки могут продолжаться круглосуточно или наблюдаться в течение суток наряду только с навигационный сумерками, в отличие от районов, расположенных ниже по широте, где в течение всей гражданской полярной ночи ежедневно наблюдаются все виды сумерек и период без сумерек.

В истинный полдень наступает улучшение видимости, можно непродолжительное время обходиться без дополнительного освещения, но Солнце так и не восходит. В лучшем случае можно, при малооблачной погоде, иногда увидеть отражённый облаками солнечный свет. День при такой полярной ночи часто называют «тёмным». Большинство населённых пунктов, лежащих за полярным кругом, находятся в зоне, где полярная ночь целиком гражданская.
В период такой ночи в истинный полдень наблюдаются навигационные сумерки. Это бывает на широтах выше 72°34'. На полюсах во время навигационной полярной ночи навигационные сумерки длятся круглосуточно, между периодами круглосуточных гражданских сумерек и круглосуточных астрономических сумерек. В районах, прилегающих к полюсам (выше 84°34′), во время навигационной полярной ночи навигационные сумерки могут продолжаться круглосуточно или наблюдаться в течение суток наряду только с астрономическими сумерками, в отличие от районов, расположенных ниже по широте, где в течение всей навигационной полярной ночи ежедневно наблюдаются навигационные и астрономические сумерки и период без сумерек.

В России Диксон (посёлок), Баренцбург (подчинён РФ) лежит в пределах этих широт, вне России — Шпицберген лежит на границе начала навигационной полярной ночи. В истинный полдень наблюдатель заметит лишь небольшое посветление неба в стороне Солнца (при условиях ясной погоды), искусственное освещение в населённых пунктах будет работать круглые сутки.

В период такой ночи в истинный полдень наблюдаются астрономические сумерки. Это бывает на широтах от 78°34'. На полюсах во время астрономической полярной ночи астрономические сумерки длятся круглосуточно, между периодом круглосуточных навигационных сумерек и периодом без сумерек. В районах, прилегающих к полюсам (выше 84°34′), во время астрономической полярной ночи астрономические сумерки могут также продолжаться круглосуточно, в отличие от районов, расположенных ниже по широте, где в течение всей астрономической полярной ночи астрономические сумерки ежедневно прерываются.

В истинный полдень не видны невооружённым глазом слабые галактики и отдельные звёзды, хотя для обычного наблюдателя такое освещение неба, как правило, незаметно и даже малейшего признака рассвета не видно. Самое северное поселение в мире, Алерт, может зафиксировать в день зимнего солнцестояния только астрономические сумерки.

Полная полярная ночь наблюдается, когда в истинный полдень во время полярной ночи нет сумерек. Это бывает на широтах от 84°34′. Наибольшей продолжительности период полной полярной ночи достигает на Южном полюсе (примерно 1 месяц и 10 суток до и после зимнего солнцестояния). В полную полярную ночь нельзя увидеть или зафиксировать, даже в истинный полдень, малейшее количество солнечного света. Можно наблюдать наиболее удаленные галактики в течение длительного промежутка времени, что ценно для астрономов.

Существует также классификация полярных ночей, согласно которой полярную ночь называют по сумеркам, которые прекращают наблюдаться с наступлением данной полярной ночи — перед зимним солнцестоянием — или, наоборот, начинают наблюдаться с её окончанием — после зимнего солнцестояния. Полярная ночь, названная выше навигационной, называется в этом случае гражданской, астрономическая — навигационной, полная — астрономической. Самая светлая полярная ночь, названная выше гражданской, в данной классификации носит название полярных сумерек.

Жителям тропических и умеренных широт редко, когда выпадает возможность посидеть в полночь на берегу озера и спокойно почитать книжку практически при дневном освещении. Для этого им надо поехать далеко-далеко на север и оказаться на расстоянии около 2,5 тыс. км от крайнего полюса Земли, дабы увидеть полярный день. Ведь только там есть возможность поглядеть на абсолютное нежелание дневного светила уходить ночью за горизонт, благодаря чему небо приобретает особенное, можно даже сказать, мистическое очарование. А жизнь продолжает бить ключом и в ночную пору. Это явление есть в регионе Арктика. Полярный день в Арктике длится от 64 до 186 дней. Его продолжительность увеличивается к северу от Северного полярного круга.

Полярный день — следствие наклона плоскости экватора Земли к плоскости эклиптики, который составляет примерно 23°26′.
Протяжённость полярного дня прежде всего зависит от того, на какой именно параллели расположена та или иная местность. В районе полярного круга дневное светило не сходит с небосвода лишь на протяжении нескольких дней – во время солнцестояния. На широте 68° этот природный феномен длиться около сорока дней, а в самых крайних точках земного шара, на полюсах этот период насчитывает около 189 дней.

Самый короткий полярный день длится почти 2 суток и наблюдается на широте полярного круга — 65°43′. Таким образом, на деле полярный день можно наблюдать в городах, лежащих немного южнее полярного круга (к примеру Новый Уренгой), в то время как полярной ночи там наблюдаться ещё не будет.

Самый же долгий наблюдается на полюсах — более 6 месяцев. На Северном полюсе это примерно 190 дней с 19 марта по 25 сентября, на Южном — 184 дня с 21 сентября по 23 марта. Во время полярного дня на протяжении каждых суток Солнце не заходит за горизонт, а описывает круг вдоль линии горизонта. Интересно, что благодаря рефракции в течение примерно 4 суток вблизи равноденствий Солнце светит одновременно на обоих полюсах. Вблизи полярных кругов, с внешней стороны, наблюдаются белые ночи.

Существование полярного дня и полярной ночи впервые было предсказано древнегреческим астрономом Бионом из Абдеры.