Полуночное солнце , также известное как полярный день , — это природное явление , которое происходит в летние месяцы в местах к северу от Полярного круга или к югу от Южного полярного круга , когда Солнце остаётся видимым в местную полночь. Когда полуночное солнце видно в Арктике , кажется, что Солнце движется слева направо. В Антарктиде эквивалентное видимое движение происходит справа налево. Это происходит на широтах от приблизительно 65°44' до точно 90° северной или южной широты и не останавливается точно на Полярном круге или Южном полярном круге из-за рефракции .
Противоположное явление — полярная ночь — происходит зимой, когда Солнце в течение всего дня находится за горизонтом .
Поскольку к югу от Южного полярного круга нет постоянных поселений людей , за исключением исследовательских станций, страны и территории, население которых видит полуночное солнце, ограничены теми, которые пересекаются Полярным кругом : Канада ( Юкон , Нунавут и Северо-Западные территории ), Финляндия , Гренландия , Исландия , Норвегия , Россия , Швеция и США (штат Аляска ).
Самый большой город в мире к северу от Полярного круга, Мурманск , Россия, переживает полуночное солнце с 22 мая по 22 июля (62 дня).
Четверть территории Финляндии лежит к северу от Полярного круга, а в самой северной точке страны солнце вообще не заходит в течение 72 дней летом. [1]
В Шпицбергене, Норвегия , самом северном населенном регионе Европы, нет заката примерно с 19 апреля по 23 августа. Крайние места — полюса, где Солнце может быть непрерывно видно в течение полугода. На Северном полюсе полуночное солнце светит около 6 месяцев, примерно с 18 марта по 24 сентября. [2] На Южном полюсе , в Антарктиде, полуночное солнце светит примерно с 20 сентября по 23 марта (около 6 месяцев). [3]
Из-за атмосферной рефракции , а также из-за того, что Солнце представляет собой диск, а не точку на небе, полуночное солнце может наблюдаться на широтах немного южнее Полярного круга или севернее Полярного круга , хотя и не более одного градуса (в зависимости от местных условий). Например, Исландия известна своим полуночным солнцем, хотя большая ее часть ( за исключением Гримсей ) находится немного южнее Полярного круга. По тем же причинам период солнечного сияния на полюсах немного длиннее шести месяцев. Даже северные оконечности Соединенного Королевства (и места на схожих широтах, такие как Санкт-Петербург ) испытывают сумерки в течение всей ночи на северном небе около летнего солнцестояния.
В местах, расположенных достаточно близко к полюсам, таких как Алерт, Нунавут , бывают периоды, когда ночью не становится совсем темно, но и солнце не восходит, что сочетает в себе эффекты полуночного солнца и полярной ночи, достигая гражданских сумерек в течение «дня» и астрономических сумерек в «ночь».
Места, где Солнце остается менее чем на 6 (или 7 [4] ) градусов ниже горизонта — между примерно 60° 34' (или 59° 34') широты и полярным кругом — испытывают полуночные сумерки [5] вместо полуночного солнца, так что дневные занятия, такие как чтение, все еще возможны без искусственного освещения в ясную ночь. Это происходит как в летнее солнцестояние Северного полушария, так и в летнее солнцестояние Южного полушария . Самая низкая широта, где можно увидеть полуночное солнце без золотого часа , составляет около 72°34′ северной или южной широты.
Белые ночи стали общепринятым символом Санкт-Петербурга, Россия , где они проходят примерно с 11 июня по 1 июля [4] , а последние 10 дней июня отмечаются культурными мероприятиями, известными как Фестиваль белых ночей .
На самой северной оконечности Антарктиды также наблюдаются белые ночи вблизи летнего солнцестояния в Южном полушарии .
Поскольку наклон оси Земли значителен (23 градуса, 26 минут, 21,41196 секунды), в высоких широтах Солнце не заходит летом; [6] вместо этого оно остается непрерывно видимым в течение одного дня во время летнего солнцестояния на полярном круге, в течение нескольких недель всего в 100 км (62 мили) ближе к полюсу и в течение шести месяцев на полюсе. В крайних широтах полуночное солнце обычно называют полярным днем.
На самих полюсах Солнце восходит и заходит только один раз в год в день равноденствия . В течение шести месяцев, когда Солнце находится над горизонтом, оно проводит дни, кажущиеся непрерывно движущимися по кругу вокруг наблюдателя, постепенно поднимаясь по спирали выше и достигая своей наивысшей точки на небе в день летнего солнцестояния.
Термин «полуночное солнце» относится к последовательным 24-часовым периодам солнечного света, наблюдаемым к северу от Полярного круга и к югу от Южного полярного круга. Другие явления иногда называют «полуночным солнцем», но они вызваны часовыми поясами и соблюдением летнего времени . Например, в Фэрбанксе, Аляска , который находится к югу от Полярного круга, Солнце заходит в 12:47 утра в день летнего солнцестояния. Это происходит потому, что Фэрбанкс на 51 минуту (1 час и 51 минуту по летнему времени) опережает свой идеализированный часовой пояс (поскольку большая часть штата находится в одном часовом поясе), и на Аляске соблюдается летнее время. (Фэрбанкс находится примерно в 147,72 градусах западной долготы, что соответствует UTC−9 часам 51 минуте, и находится на UTC−9 зимой.) Это означает, что солнечная кульминация происходит примерно в 12:51 дня, а не в 12 часов дня. Также в Фэрбанксе, Аляска, солнечная полночь наступает в 01:51 утра по местному времени.
Если требуется точный момент для настоящего «полуночного солнца», то необходимо учитывать долготу наблюдателя , местное гражданское время и уравнение времени . Момент наибольшего приближения Солнца к горизонту совпадает с его прохождением строго на север в месте нахождения наблюдателя, что обычно происходит только приблизительно в полночь. Каждый градус долготы к востоку от меридиана Гринвича делает важный момент ровно на 4 минуты раньше полуночи, как показано на часах, в то время как каждый час, на который местное гражданское время опережает всемирное координированное время (UTC, также известное как GMT), делает момент на час позже. Эти два эффекта необходимо сложить. Кроме того, необходимо сложить уравнение времени (которое зависит от даты): положительное значение в заданную дату означает, что Солнце движется немного впереди своего среднего положения, поэтому значение необходимо вычесть. [7]
Например, в полночь 21/22 июня на мысе Нордкап в Норвегии долгота 25,9 градусов восточной долготы делает момент на 103,2 минуты раньше по времени; но местное время, на 2 часа опережает GMT летом, делает его на 120 минут позже по времени. Уравнение времени в эту дату составляет -2,0 минуты. Следовательно, самая низкая высота Солнца приходится на 120 - 103,2 + 2,0 минуты после полуночи: в 00.19 по центральноевропейскому летнему времени. В другие близкие даты единственное, что отличается, это уравнение времени, поэтому это остается разумной оценкой в течение значительного периода. Высота Солнца остается в пределах половины градуса от минимума около 5 градусов в течение примерно 45 минут в обе стороны от этого времени.
Когда он вращается вокруг своей оси, он иногда приближается к Солнцу. В этот период вращения Земли с мая по июль Земля наклоняется на 23,5 градуса выше своей оси на своей орбите. Это заставляет часть Норвегии, расположенную в арктическом регионе на Северном полюсе Земли, перемещаться очень близко к Солнцу, и в это время продолжительность дня увеличивается. Можно сказать, что он почти никогда не затихает. Ночь наступает в норвежском Хаммерфесте именно в это время года.
Число дней в году с потенциальным полуночным солнцем увеличивается по мере приближения к полюсу . Хотя приблизительно полуночное солнце определяется полярными кругами , на практике его можно увидеть на расстоянии до 90 км (56 миль) за пределами полярного круга, как описано ниже, а точные широты самых дальних точек полуночного солнца зависят от топографии и немного меняются из года в год.
Несмотря на то, что на Полярном круге центр Солнца, по определению и без рефракции атмосферой, виден только в течение одной летней ночи, некоторая часть полуночного солнца видна на Полярном круге примерно с 12 июня по 1 июля. Этот период увеличивается по мере продвижения на север: на мысе Нордкинн, Норвегия , самой северной точке континентальной Европы , полуночное солнце длится примерно с 14 мая по 29 июля. На архипелаге Шпицберген дальше на север оно длится с 20 апреля по 22 августа. [8]
Кроме того, периоды полярного дня и полярной ночи неравны в обоих полярных регионах, поскольку Земля находится в перигелии в начале января и в афелии в начале июля. В результате полярный день длиннее полярной ночи в Северном полушарии (например, в Уткиагвике, Аляска , полярный день длится 84 дня, а полярная ночь — всего 68 дней), тогда как в Южном полушарии ситуация обратная — полярная ночь длиннее полярного дня.
Наблюдатели, находящиеся на высотах, значительно превышающих уровень моря, могут наблюдать продолжительные периоды полуночного солнца из-за «погружения» горизонта, наблюдаемого с высоты.
