Полярная ночь — это явление, которое происходит в самых северных и самых южных регионах Земли , когда Солнце остаётся за горизонтом более 24 часов. Это происходит только внутри полярных кругов . [1] Противоположное явление, полярный день или полуночное солнце , происходит, когда Солнце остаётся над горизонтом более 24 часов.
Существует несколько способов определения сумерек, постепенного перехода к темноте и от темноты, когда Солнце находится за горизонтом. [2] «Гражданские» сумерки наступают, когда Солнце находится между 0 и 6 градусами ниже горизонта. В этот период видны близлежащие планеты, такие как Венера , и яркие звезды, такие как Сириус . [3] «Навигационные» сумерки продолжаются до тех пор, пока Солнце не опустится на 12 градусов ниже горизонта. [4] Во время навигационных сумерек горизонт достаточно виден для навигации. [5] «Астрономические» сумерки продолжаются до тех пор, пока Солнце не опустится на 18 градусов ниже горизонта. [3] [6] За пределами 18 градусов преломленный солнечный свет больше не виден. [6] Настоящая ночь определяется как период, когда Солнце находится на 18 или более градусов ниже любого горизонта. [4]
Поскольку атмосфера преломляет солнечный свет, полярный день длиннее полярной ночи, а область, в которой наступает полярная ночь, несколько меньше области, в которой наступает полярный день. Полярные круги расположены на широтах между этими двумя областями, примерно на 66,5°. В то время как в Полярном круге день , в Южном круге ночь , и наоборот.
Любая планета или луна с достаточным наклоном оси , которая вращается относительно своей звезды значительно чаще, чем вращается вокруг нее (и без приливной блокировки между ними), будет испытывать то же самое явление (ночь, длящаяся более одного периода вращения).
.jpg/1280px-Ruka_Cottage_(8328890447).jpg)
Продолжительность полярной ночи варьируется в зависимости от широты от 24 часов только внутри полярных кругов до 179 дней на полюсах. Поскольку существуют различные виды сумерек , существуют также различные виды полярных сумерек, которые прогрессируют к настоящей полярной ночи. Каждый вид полярной ночи определяется как время, когда она темнее, чем соответствующий вид сумерек. Описания ниже основаны на относительно ясном небе, поэтому небо будет темнее при наличии плотных облаков.
Как уже упоминалось, место, где наступает полярная ночь, не означает, что оно будет находиться в полной темноте; в большинстве случаев, из-за преломления солнечного света над горизонтом, место, где наступает полярная ночь, на самом деле будет находиться в одной из различных фаз полярных сумерек. Как и в местах, где наступает дневной свет, середина дня обычно будет самым ярким временем в местах, где наступают полярные сумерки. [7]
Например, типичный день во время гражданских полярных сумерек в Вадсё, Норвегия, начнется с ночи, астрономических сумерек, навигационных сумерек и гражданских сумерек в указанном порядке (каждая последующая фаза будет включать больше света, чем предыдущая). После гражданских сумерек день будет проходить через другие фазы в обратном порядке (навигационные сумерки, затем астрономические сумерки, затем ночь, чтобы закончить день). [8]
Гражданские полярные сумерки происходят на широтах между 67°24' и 72°34' северной или южной широты, где Солнце будет находиться ниже горизонта весь день в день зимнего солнцестояния , но менее чем на 6°. Тогда нет настоящего дневного света в солнечную кульминацию , только гражданские сумерки . Во время гражданских сумерек все еще достаточно света для большинства обычных мероприятий на открытом воздухе в полдень из-за рассеивания света верхними слоями атмосферы и рефракции. Уличные фонари могут все еще оставаться включенными, и человек, смотрящий в окно из ярко освещенной комнаты, может видеть их отражение даже в полдень, поскольку уровень наружной освещенности будет ниже, чем во многих освещенных помещениях.
Северное полушарие:
Южное полушарие:
Страдающие сезонным аффективным расстройством, как правило, ищут терапию с использованием искусственного света, поскольку психологические преимущества дневного света требуют относительно высокого уровня окружающего света (до 10 000 люкс ), который отсутствует на любой стадии сумерек; таким образом, полуденные сумерки, наблюдаемые где-либо внутри полярных кругов, по-прежнему считаются «полярными ночами» для этой цели.
Морские полярные сумерки происходят на широтах между 72° 34' и 78° 34' северной или южной широты, что находится точно на 6°-12° внутри полярных кругов. Тогда нет гражданских сумерек в солнечной кульминации , только морские сумерки . Во время морских полярных сумерек человеческий глаз может различать общие очертания наземных объектов в полдень, но не может участвовать в подробных операциях на открытом воздухе. [9]
Гражданские сумерки случаются, когда Солнце находится между 0 и 6° ниже горизонта, поэтому это явление также можно назвать гражданской полярной ночью. Нигде в континентальной Европе это определение не встречается. Однако на норвежской территории Шпицбергена морские полярные сумерки длятся примерно с 11 ноября по 30 января. Диксон , в России, переживает морские полярные сумерки с 6 декабря по 6 января. Во время плотного облачного покрова такие места, как побережье Финнмарка (около 70°) в Норвегии, получат более темный «день». Однако на канадской территории Понд-Инлет, Нунавут морские полярные сумерки длятся примерно с 16 декабря по 26 декабря.
Астрономические полярные сумерки происходят на широтах между 78° 34' и 84° 34' северной или южной широты, что составляет ровно 12°-18° внутри полярных кругов. Тогда в солнечной кульминации нет навигационных сумерек , только астрономические сумерки . Во время астрономических полярных сумерек небо достаточно темное в полдень, чтобы позволить астрономическое наблюдение точечных источников света, таких как звезды , за исключением регионов с более интенсивным свечением неба из-за светового загрязнения , лунного света , полярных сияний и других источников света. Около полудня на горизонте есть место с большим количеством света, чем другие из-за рефракции. Некоторые критические наблюдения, такие как слабые диффузные объекты, такие как туманности и галактики , могут потребовать наблюдения за пределами астрономических сумерек.
Навигационные сумерки наступают, когда Солнце находится на 6–12° ниже горизонта, поэтому это явление также можно назвать навигационной полярной ночью. Норвежская территория Шпицберген Ню-Олесунн испытывает это с 12 по 30 декабря. Ее антипод ( 78°55′S 168°4′W / 78.917°S 168.067°W / -78.917; -168.067 ) испытывает это с 12 июня по 1 июля. Канадская территория Эврика, Нунавут , испытывает это с 2 декабря по 8 января. Ее антипод ( 79°59′S 94°4′E / 79.983°S 94.067°E / -79.983; 94.067 ) испытывает это с 1 июня по 11 июля. [10] Российская территория Земли Франца-Иосифа испытывает это с 27 ноября по 1 января 15. Его антипод ( 81°S 125°W / 81°S 125°W / -81; -125 ) испытывает это с 25 мая по 17 июля. Алерт , Нунавут , самое северное поселение в Канаде и мире, испытывает это с 19 ноября по 22 января. Его антипод ( 82°30′S 117°38′E / 82.500°S 117.633°E / -82.500; 117.633 ) испытывает это с 19 мая по 25 июля. [11] Оодаак , галечная отмель на северной оконечности Гренландии и спорная самая северная точка суши , испытывает это с 15 ноября по 27 января. Его антипод ( 83°40′S 150°7′E / 83.667°S 150.117°E / -83.667; 150.117 ) испытывает это с 13 мая по 31 июля. [12]
Настоящая полярная ночь — это период непрерывной темноты, когда в кульминации Солнца не происходит астрономических сумерек . Астрономические сумерки случаются, когда Солнце находится между двенадцатью и восемнадцатью градусами ниже горизонта, а ночь — когда оно ниже этого значения. Таким образом, настоящая полярная ночь ограничена широтами выше примерно 84° 34', что составляет ровно 18° в пределах полярных кругов или примерно пять с половиной градусов от полюсов. Единственное постоянное поселение на Земле выше этой широты — Южнополярная станция Амундсена-Скотта , научно-исследовательская станция на Южном полюсе , зимний персонал которой полностью изолирован с середины февраля до конца октября. Во время настоящей полярной ночи звезды шестой величины, которые являются самыми тусклыми звездами, видимыми невооруженным глазом, будут видны в течение всего 24-часового дня . Это происходит, когда Солнце находится ровно между 18° и примерно 23° 26' ниже горизонта. Эти условия длятся около 11 недель на полюсах.
Южный полюс , Антарктида, испытывает это явление с 11 мая по 1 августа . [13]
На Северном полюсе это явление наблюдается с 12 ноября по 28 января. [14] [15]
Если бы наблюдатель, находящийся либо на Северном, либо на Южном полюсе, определил «день» как время от максимального подъёма Солнца над горизонтом в течение одного периода дневного света до максимального подъёма Солнца над горизонтом в следующем периоде дневного света, то «полярный день», воспринимаемый таким наблюдателем, длился бы один земной год. [16]
Многочисленные анализы были проведены для изучения влияния полярной ночи на людей. В Тромсё, Норвегия , городе, расположенном на 69 градусах северной широты, наблюдается полярная ночь длиной в 2 месяца, которая длится с середины ноября до середины января. Анализ был проведен на основе данных 2015-16 годов из медицинского обследования, в котором участвовали жители региона старше 40 лет, с целью проанализировать сезонные изменения режимов сна в Тромсё. Исследование показало, что среди мужчин была более высокая распространенность бессонницы в осенние и зимние месяцы, но не среди женщин. Однако в целом продолжительность сна мало менялась или вообще не менялась в течение года, несмотря на экстремальные изменения в дневном свете; стоит отметить, что фактором этого результата может быть значительное количество искусственного освещения в Тромсё. [17]
Аналогичное исследование было проведено среди мужчин, которые зимовали на Бельграно II , аргентинской исследовательской станции в Антарктиде . Станция расположена на 77 градусах южной широты, что приводит к полярной ночи продолжительностью 4 месяца. Исследование проводилось в течение 5 различных зимних кампаний в 2010-х годах, в которых приняли участие в общей сложности 82 человека. Исследование показало, что участники обычно спали дольше в летние месяцы, чем в зимние. Кроме того, в зимние месяцы наблюдалось большее количество социального джетлага . [18]
Третье исследование было направлено на изучение психического здоровья 88 корейских членов экипажа на двух различных исследовательских станциях в Антарктиде, станции King Sejong и станции Jang Bogo . Ни у одного из членов экипажа не было диагностировано психическое заболевание до исследования. Во время пребывания в Антарктиде у 7 из 88 членов экипажа было диагностировано психическое заболевание в начале зимы. Психические заболевания включали бессонницу (3 диагностировано), депрессивное расстройство (1 диагностировано), расстройство адаптации (2 диагностировано) и расстройство, связанное с употреблением алкоголя (1 диагностировано). [19]
В целом, оба антарктических исследования показали более низкое количество сна, начиная с начала зимы, в то время как исследование на корейских базах также показало начало проблем с психическим здоровьем в это время. [18] [19] Хотя исследование из Тромсё не показало аналогичного снижения продолжительности сна, как антарктические исследования (возможно, из-за большого количества искусственного света), оно показало увеличение количества бессонниц у мужчин зимой; [17] поэтому было показано, что полярная ночь оказывает влияние на сон и/или психическое здоровье во всех трех исследованиях.
