Полуночное солнце — природное явление , которое происходит в летние месяцы в местах к северу от Полярного круга или к югу от Северного полярного круга , когда Солнце остается видимым в местную полночь. Когда в Арктике видно полуночное солнце , кажется, что Солнце движется слева направо. В Антарктиде эквивалентное видимое движение происходит справа налево. Это происходит на широтах от 65°44’ до 90° северной или южной широты и не заканчивается точно у Полярного или Южного полярного круга из-за рефракции .
Противоположное явление, полярная ночь , возникает зимой, когда Солнце в течение дня остается за горизонтом .
Во время летнего солнцестояния (примерно 21 июня в Северном полушарии и 21 декабря в Южном полушарии ) в некоторых районах Солнце не заходит за горизонт в течение 24 часов.
Поскольку к югу от Полярного круга нет постоянных населенных пунктов , за исключением исследовательских станций, страны и территории, население которых испытывает полуночное солнце, ограничиваются теми, которые пересекают Полярный круг : Канада ( Юкон , Нунавут и Северо-Западные территории ), Финляндия , Гренландия , Исландия , Норвегия , Россия , Швеция и США (штат Аляска ).
Самый большой город мира к северу от Полярного круга, Мурманск , Россия, наслаждается полуночным солнцем 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]
На Шпицбергене, Норвегия , самом северном населенном регионе Европы, заката нет примерно с 19 апреля по 23 августа. Крайними точками являются полюса, где в течение полугода непрерывно видно Солнце. На Северном полюсе полуночное солнце светит в течение 6 месяцев, с конца марта до конца сентября.
Из-за атмосферной рефракции , а также потому, что Солнце представляет собой диск, а не точку на небе, полуночное солнце может наблюдаться на широтах немного южнее Полярного круга или севернее Полярного круга , но не более одного градуса (в зависимости от местных условий). условия). Например, Исландия известна своим полуночным солнцем, хотя большая ее часть ( за исключением Гримси ) находится немного южнее Полярного круга. По тем же причинам период солнечного света на полюсах немного превышает шесть месяцев. Даже на северных окраинах Соединенного Королевства (и в местах на аналогичных широтах, таких как Санкт-Петербург ) всю ночь на северном небе во время летнего солнцестояния наблюдаются сумерки .
В местах, достаточно близких к полюсам, таких как Алерт, Нунавут , бывают времена, когда ночью не совсем темно, но и Солнце не восходит, сочетая в себе эффекты полуночного солнца и полярной ночи, достигая гражданских сумерек в течение «дня» и астрономические сумерки в «ночи».
В местах, где Солнце находится менее чем на 6 (или 7 [2] ) градусов ниже горизонта – между примерно 60°34’ (или 59°34’) широты и полярным кругом – вместо полуночного солнца наблюдаются полуночные сумерки [3] , так что дневные занятия, такие как чтение, по-прежнему возможны без искусственного освещения в ясную ночь. Это происходит как в день летнего солнцестояния в Северном полушарии , так и в день летнего солнцестояния в Южном полушарии . Самая низкая широта, где можно увидеть полуночное солнце без золотого часа, составляет около 72 ° 34 'северной или южной широты.
Белые ночи стали распространенным символом Санкт-Петербурга, Россия , где они происходят примерно с 11 июня по 1 июля [2] , а последние 10 дней июня отмечаются культурными мероприятиями, известными как Фестиваль белых ночей .
На самой северной оконечности Антарктиды также наблюдаются белые ночи в период летнего солнцестояния в Южном полушарии .
Поскольку наклон оси Земли значителен (23 градуса, 26 минут, 21,41196 секунды), в высоких широтах Солнце летом не заходит; [4] скорее, он остается непрерывно видимым в течение одного дня во время летнего солнцестояния на полярном круге, в течение нескольких недель всего на 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 году в день равноденствия . В течение шести месяцев, пока Солнце находится над горизонтом, ему кажется, что оно непрерывно движется по кругу вокруг наблюдателя, постепенно поднимаясь по спирали выше и достигая своего наивысшего оборота на небе в день летнего солнцестояния.
Термин «полуночное солнце» относится к последовательным 24-часовым периодам солнечного света к северу от Полярного круга и к югу от Северного полярного круга. Другие явления иногда называют «полуночным солнцем», но они вызваны часовыми поясами и соблюдением летнего времени . Например, в Фэрбенксе, Аляска , который находится к югу от Полярного круга, Солнце садится в 12:47 в день летнего солнцестояния. Это связано с тем, что Фэрбенкс на 51 минуту (1 час 51 минута по летнему времени) опережает свой идеализированный часовой пояс (поскольку большая часть штата находится в одном часовом поясе), а на Аляске наблюдается летнее время. (Фэрбенкс находится примерно на 147,72 градуса западной долготы, что соответствует UTC-9 часов 51 минуте, а зимой находится на UTC-9.) Это означает, что солнечная кульминация наступает примерно в 12:51 . вместо 12 часов дня. Также в Фэрбенксе, Аляска, солнечная полночь наступает в 01:51 по местному времени.
Если требуется точный момент настоящего «полуночного солнца», необходимо принять во внимание долготу наблюдателя , местное гражданское время и уравнение времени . Момент максимального приближения Солнца к горизонту совпадает с его прохождением строго на север в месте расположения наблюдателя, что происходит вообще только примерно в полночь. Каждый градус долготы к востоку от Гринвичского меридиана составляет жизненно важный момент ровно на 4 минуты раньше полуночи, как показано на часах, в то время как каждый час, в течение которого местное гражданское время опережает всемирное координированное время (UTC, также известное как GMT), составляет момент час спустя. Эти два эффекта необходимо добавить. Кроме того, необходимо добавить уравнение времени (которое зависит от даты): положительное значение для данной даты означает, что Солнце немного опережает свое среднее положение, поэтому это значение необходимо вычесть. [5]
Например, на мысе Нордкап Норвегии в полночь 21/22 июня долгота 25,9 градуса восточной долготы делает этот момент на 103,2 минуты раньше по часовому времени ; но местное время, которое летом на 2 часа опережает время по Гринвичу, делает его на 120 минут позже по времени часов. Уравнение времени на тот момент составляет -2,0 минуты. Следовательно, самая низкая высота Солнца происходит через 120–103,2 + 2,0 минуты после полуночи: в 00:19 по центральноевропейскому летнему времени. В другие ближайшие даты единственное отличие — это уравнение времени, так что это остается разумной оценкой в течение значительного периода времени. Высота Солнца остается в пределах полградуса от минимума около 5 градусов в течение примерно 45 минут с каждой 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 угол 23,5 градуса над собственной осью на своей орбите. Это приводит к тому, что часть Норвегии, расположенная в арктическом регионе на Северном полюсе Земли, перемещается очень близко к Солнцу и за это время продолжительность дня увеличивается. Можно сказать, что оно почти никогда не утихает. В это время года в норвежском Хаммерфесте наступает ночь.
Число дней в году с возможным полуночным солнцем увеличивается по мере приближения к любому полюсу . Хотя приблизительно определяется полярными кругами , на практике полуночное солнце можно увидеть на расстоянии до 90 км (56 миль) от полярного круга, как описано ниже, а точные широты самых дальних уголков полуночного солнца зависят от топографии и различаются. немного из года в год.
Несмотря на то, что за Полярным кругом центр Солнца, по определению и без преломления атмосферой, виден только в течение одной летней ночи, некоторая часть полуночного солнца видна за Полярным кругом примерно с 12 июня по 1 июля. Этот период увеличивается по мере путешествия на север: на мысе Нордкинн в Норвегии , самой северной точке континентальной Европы , полуночное солнце светит примерно с 14 мая по 29 июля. На архипелаге Шпицберген дальше на север он длится с 20 апреля по 22 августа. [6]
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 в Северном полушарии полярный день длиннее полярной ночи (например, в Уткиагвике на Аляске полярный день длится 84 дня, а полярная ночь — всего 68 дней), тогда как в Южном полушарии ситуация обратное — полярная ночь длиннее полярного дня.
Наблюдатели, находящиеся на высоте значительно выше уровня моря, могут наблюдать длительные периоды полуночного солнца в результате «падения» горизонта, наблюдаемого с высоты.
