Сумерки — это свет , создаваемый рассеянием солнечного света в верхних слоях атмосферы , когда Солнце находится ниже горизонта, который освещает нижние слои атмосферы и поверхность Земли. Слово «сумерки» также может относиться к периодам времени, когда происходит это освещение. [2]
Чем ниже Солнце находится за горизонтом, тем тусклее сумерки (при прочих равных условиях, например атмосферные условия). Когда Солнце достигает 18° ниже горизонта, яркость сумерек становится почти нулевой, и вечерние сумерки становятся ночными . Когда Солнце снова достигает 18° ниже горизонта, ночь превращается в утренние сумерки. Благодаря своим отличительным качествам, прежде всего отсутствию теней и появлению силуэтов объектов на фоне освещенного неба, сумерки издавна пользовались популярностью у фотографов и художников, которые часто называют их синим часом , по французскому выражению l'heure bleue. .
По аналогии с вечерними сумерками слово « сумерки» иногда употребляют и метафорически , подразумевая, что что-то теряет силу и приближается к концу. Например, можно сказать, что очень старые люди находятся «на закате своей жизни». Сопутствующее прилагательное к сумеркам — сумеречный , которое можно использовать для описания поведения животных, наиболее активных в этот период.
Сумерки определяются в соответствии с углом возвышения Солнца θ s , который представляет собой положение геометрического центра Солнца относительно горизонта. Существует три устоявшихся и широко распространенных подкатегории сумерек: гражданские сумерки (ближайшие к горизонту), морские сумерки и астрономические сумерки (самые дальние от горизонта). [2]
Гражданские сумерки определяются, когда геометрический центр Солнца находится между 6 ° ниже горизонта и самим горизонтом. [3] [4] [5]
Гражданские сумерки — это период, когда естественного света остается достаточно, и искусственное освещение в городах и поселках не требуется. В вооруженных силах США инициализмы BMCT (начало утренних гражданских сумерек, т. е. гражданский рассвет) и EECT (конец вечерних гражданских сумерек, т. е. гражданские сумерки) используются для обозначения начала утренних гражданских сумерек и конца вечерних сумерек. гражданские сумерки соответственно. Гражданскому рассвету предшествуют утренние морские сумерки, а за гражданскими сумерками следуют вечерние морские сумерки.
В ясных погодных условиях гражданские сумерки приближаются к пределу, при котором солнечного освещения достаточно, чтобы человеческий глаз мог четко различать земные объекты. Достаточное освещение делает ненужными искусственные источники для большинства видов активного отдыха. На рассвете и в сумерках солнечный свет четко очерчивает горизонт, и могут появиться самые яркие звезды и планеты. При наблюдении с Земли (см. видимую величину ) наблюдатели за небом знают Венеру , самую яркую планету, как «утреннюю звезду» или «вечернюю звезду», потому что они могут видеть ее во время гражданских сумерек. [6]
Законодатели закрепили концепцию гражданских сумерек. В таких законах обычно используется фиксированный период после захода солнца или перед восходом солнца (чаще всего 20–30 минут), а не количество градусов, на которое Солнце находится ниже горизонта. Примеры включают ситуации, когда водители автомобилей должны включить фары (в Великобритании это называется « время включения освещения »), когда охота ограничена или когда преступление, связанное со взломом , должно рассматриваться как кража со взломом в ночное время, за которое в некоторых юрисдикциях предусмотрены более строгие наказания.
Этот период может повлиять на то, когда для работы самолета потребуется дополнительное оборудование, такое как огни для предотвращения столкновений. [7] В США гражданские сумерки для авиации определены в Части 1.1 Федеральных авиационных правил (FAR) [8] как время, указанное в Американском воздушном альманахе. [9]
Морские сумерки определяются, когда геометрический центр Солнца находится на расстоянии от 12° до 6° ниже горизонта. [10] [3] [5]
До морского рассвета и после морских сумерек моряки не могут ориентироваться по горизонту в море, поскольку они не могут четко видеть горизонт. [1] [ неудачная проверка ] На морском рассвете и морских сумерках человеческому глазу трудно, если не невозможно, различить следы освещения вблизи точки заката или восхода солнца на горизонте ( первый свет после морского рассвета, но до гражданского рассвета и наступление темноты после гражданских сумерек, но до морских сумерек). [ нужна цитата ]
Моряки могут осуществлять надежные наблюдения хорошо известных звезд на стадии морских сумерек, когда они могут различить видимый горизонт для ориентира (т. е. после астрономического рассвета или перед астрономическими сумерками).
При хороших атмосферных условиях и отсутствии другого освещения в морские сумерки человеческий глаз может различать общие очертания наземных объектов, но не может участвовать в детальных операциях на открытом воздухе. [11]
Морские сумерки имеют и военные соображения. Инициализмы БМНТ (начало утренних морских сумерек, т. е . морской рассвет) и ЕЕНТ (конец вечерних морских сумерек, т. е . морские сумерки) используются и учитываются при планировании военных действий. Воинское подразделение может относиться к BMNT и EENT с повышенной безопасностью, например, с помощью «стойки», при которой каждый занимает оборонительную позицию.
Астрономические сумерки определяются, когда геометрический центр Солнца находится между 18° и 12° ниже горизонта. [3] [4] [2] Во время астрономических сумерек небо достаточно темное, чтобы можно было проводить астрономические наблюдения за точечными источниками света, такими как звезды , за исключением регионов с более интенсивным свечением неба из-за светового загрязнения , лунного света , полярных сияний и других источников. света. Некоторые важные наблюдения, например, наблюдения за слабыми рассеянными объектами, такими как туманности и галактики , могут потребовать наблюдения за пределами астрономических сумерек. Теоретически самые слабые звезды, видимые невооруженным глазом (приблизительно шестой величины), станут видимыми вечером в астрономических сумерках и станут невидимыми на астрономическом рассвете . [12]
Наблюдатели в пределах 48°33'43" от экватора могут видеть сумерки дважды в день в каждый день года между астрономическим рассветом , морским рассветом или гражданским рассветом и восходом солнца , а также между закатом и гражданскими сумерками, морскими сумерками или астрономическими сумерками. Это также происходит для большинства наблюдателей на более высоких широтах во многие дни в течение года, за исключением дней летнего солнцестояния. Однако на широтах ближе 8°35' (между 81°25' и 90°) к любому полюсу Солнце не может ни подняться над горизонтом, ни опуститься более чем на 18° ниже него в один и тот же день и в любой день, поэтому этот пример сумерек не может произойти, потому что угловая разница между солнечным полуднем и солнечной полночью составляет менее 17°10'.
Наблюдатели в пределах 63°47'50" от экватора могут видеть сумерки дважды в день в каждый день между месяцем осеннего равноденствия и месяцем весеннего равноденствия, между астрономическим рассветом, морским рассветом или гражданским рассветом и восходом солнца, а также между закат и гражданские сумерки, морские сумерки или астрономические сумерки, т. е. с 1 сентября по 31 марта следующего года в Северном полушарии и с 1 марта по 30 сентября в Южном полушарии .
Широта солнечной полуночи на границе ночи и сумерек варьируется в зависимости от определенного месяца:
• В январе или июле астрономический рассвет до восхода солнца или закат до астрономических сумерек происходит на широте менее 48°54' северной или южной широты, поскольку в январе или июле склонение Солнца составляет менее 23°06' от широты. экватор;
• В феврале или августе астрономический рассвет до восхода солнца или закат до астрономических сумерек происходит на широте менее 54°02' северной или южной широты, поскольку в феврале или августе склонение Солнца составляет менее 17°58' от широты. экватор;
• В марте или сентябре перед равноденствиями астрономический рассвет до восхода солнца или закат до астрономических сумерек происходит на широте менее 63°47' северной или южной широты, поскольку в марте или сентябре перед равноденствиями склонение Солнца меньше более 8°13’ от экватора;
• Во время равноденствий астрономический рассвет до восхода солнца или закат до астрономических сумерек происходит на широте менее 72°00' северной или южной широты, поскольку во время равноденствий Солнце пересекает линию экватора ;
• В марте или сентябре после равноденствий астрономический рассвет до восхода солнца или закат до астрономических сумерек происходит на широте менее 67°45' северной или южной широты, поскольку в марте или сентябре после равноденствий склонение Солнца меньше более 4°15’ от экватора;
• В апреле или октябре астрономический рассвет до восхода солнца или закат до астрономических сумерек происходит на широте менее 57°09' северной или южной широты, поскольку в апреле или октябре склонение Солнца составляет менее 14°51' от широты. экватор;
• В мае или ноябре астрономический рассвет до восхода солнца или закат до астрономических сумерек происходит на широте менее 50°03' северной или южной широты, поскольку в мае или ноябре склонение Солнца составляет менее 21°57' от широты. экватор;
• В июне или декабре астрономический рассвет до восхода солнца или закат до астрономических сумерек происходит на широте менее 48°33'43" северной или южной широты, потому что в июне Солнце пересекает тропик Рака (около 23°). 26'17" северной широты) , а в декабре Солнце пересекает тропик Козерога (около 23°26'17" южной широты) .
На широтах более 48°33'43" северной или южной широты, в даты, близкие к летнему солнцестоянию ( 21 июня в Северном полушарии или 21 декабря в Южном полушарии), сумерки могут длиться от заката до восхода Солнца, поскольку Солнце не заходит. ниже горизонта более чем на 18 градусов, поэтому полной темноты не наступает даже в солнечную полночь.Эти широты включают в себя многие густонаселенные регионы Земли, включая всю Великобританию и другие страны Северной Европы и даже части Центральной Европы.Это также происходит в Южном полушарии, но происходит 21 декабря. Этот тип сумерек также происходит между одним днем и следующим на широтах в пределах полярных кругов незадолго до и вскоре после периода полуночного солнца.Летнее солнцестояние в Северном полушарии приходится на 21 июня , а летнее солнцестояние в Южном полушарии приходится на 21 декабря .
В арктических и антарктических широтах зимой полярная ночь лишь изредка приводит к полной темноте на 24 часа в сутки. Это может произойти только в местах в пределах 5,5 градусов широты от полюса и только в даты, близкие к зимнему солнцестоянию . На всех остальных широтах и датах полярная ночь включает дневной период сумерек, когда Солнце находится недалеко от горизонта. В период зимнего солнцестояния, когда склонение Солнца меняется медленно, на самом полюсе полная темнота длится несколько недель, например, с 11 мая по 31 июля на Южнополярной станции Амундсен-Скотт . [а] Северный полюс переживал это с 13 ноября по 29 января.
Солнечный полдень в гражданских сумерках во время полярной ночи: между 67°23'43" и 72°33'43" северной или южной широты .
Солнечный полдень в морских сумерках во время полярной ночи: между 72°33'43" и 78°33'43" северной или южной широты.
Солнечный полдень в астрономических сумерках во время полярной ночи: между 78°33'43" и 84°33'43" северной или южной широты.
Солнечный полдень ночью во время полярной ночи: между 84°33'43" и 90° северной или южной широты.
На широтах более 81°25' северной или южной широты, поскольку угловая разница высот Солнца составляет менее 18 градусов, сумерки могут длиться все 24 часа. Это происходит в течение одного дня на широте около 8°35' от полюса и продолжается до нескольких недель по мере продвижения к полюсу. Это происходит как возле Северного полюса, так и возле Южного полюса. Единственное постоянное поселение, в котором наблюдается это состояние, — это Алерт, Нунавут , Канада, где оно происходит с 22 по 26 февраля, а затем с 15 по 19 октября.
Продолжительность сумерек зависит от широты и времени года. Видимое движение Солнца происходит со скоростью 15 градусов в час (360 ° в день), но восход и закат обычно происходят под косыми углами к горизонту, и фактическая продолжительность любого периода сумерек будет функцией этого угла. быть длиннее для более косых углов. Этот угол движения Солнца по отношению к горизонту меняется в зависимости от широты , а также времени года (влияя на угол оси Земли по отношению к Солнцу).
В Гринвиче, Англия (51,5° с.ш.), продолжительность гражданских сумерек будет варьироваться от 33 минут до 48 минут, в зависимости от времени года. На экваторе гражданские сумерки могут длиться всего 24 минуты. Это правда, потому что на низких широтах видимое движение Солнца перпендикулярно горизонту наблюдателя. А вот на полюсах гражданские сумерки могут длиться до 2–3 недель. В Арктике и Антарктике сумерки (если они есть) могут длиться несколько часов. В районе зимнего солнцестояния на полюсах нет астрономических сумерек (около 74 дней на Северном полюсе и около 80 дней на Южном полюсе). По мере приближения к Полярному и Антарктическому кругам диск Солнца движется к горизонту наблюдателя под меньшим углом. Земное местоположение наблюдателя будет проходить через различные сумеречные зоны менее напрямую, что займет больше времени.
В пределах полярных кругов летом наблюдается круглосуточный световой день , а в регионах, очень близких к полюсам, сумерки могут длиться неделями на зимней стороне равноденствий . За пределами полярных кругов, где угловое расстояние от полярного круга меньше угла, определяющего сумерки (см. Выше), сумерки могут продолжаться до местной полночи в районе летнего солнцестояния . Точное положение полярных кругов и регионов, где сумерки могут продолжаться до местной полуночи, немного меняется из года в год в зависимости от наклона оси Земли . Самые низкие широты, на которых сумерки могут продолжаться до местной полночи, составляют примерно 60,561° (60°33′43″) для гражданских сумерек, 54,561° (54°33′43″) для морских сумерек и 48,561° (48°33′). 43″) для астрономических сумерек. [15] [16]
Это крупнейшие города в своих странах, где различные сумерки могут продолжаться до местной солнечной полуночи:
Хотя Хельсинки, Осло, Стокгольм, Таллинн и Санкт-Петербург также впадают в морские сумерки после захода солнца, во время летнего солнцестояния небо ночью у них заметно светлее, чем в других местах, упомянутых в их категории выше, потому что они не заходят далеко в морские сумерки. . Белая ночь — это ночь, в которой присутствуют только гражданские сумерки, продолжающиеся от заката до восхода солнца. [17]
Во время зимнего солнцестояния в пределах полярного круга сумерки могут продолжаться до солнечного полудня на широте ниже 72,561 ° (72 ° 33′43 дюйма) для гражданских сумерек, 78,561 ° (78 ° 33′43 дюйма) для морских сумерек и 84,561 ° (( 84°33′43″) для астрономических сумерек.
Сумерки на Марсе длиннее, чем на Земле, и длятся до двух часов до восхода или после захода солнца. Пыль высоко в атмосфере рассеивает свет на ночную сторону планеты. Подобные сумерки наблюдаются на Земле после крупных извержений вулканов . [18]
В христианской практике бдения часто происходят в сумерках вечером перед большими праздниками или праздниками. Например, пасхальное бдение проводится в темное время суток между закатом Великой субботы и восходом солнца в день Пасхи — чаще всего вечером Великой субботы или в полночь — и является первым празднованием Пасхи, дни, которые традиционно считаются начинающимися в закат.
Сумерки священны в индуизме . Это называется गोधूळिवेळ godhūḷivēḷ на санскрите или गोधूलिवेला godhūlivelā на хинди , గొధూళివేళ. «godhoolivela» на телугу буквально означает «время коровьей пыли». Многие ритуалы , в том числе Сандхьяванданам и Пуджа , проводятся в сумеречный час. В это время не рекомендуется принимать пищу. Иногда ее называют Асурасандхья вела. Считается, что в эти часы активны асуры . Один из аватаров Господа Вишну , Нарасимха , тесно связан с сумеречным периодом. Согласно индуистским писаниям , демонический царь Хиранакашипа совершил аскезу и получил от Брахмы благословение, заключающееся в том, что его нельзя было убить ни днем, ни ночью ни человеком, ни животным, ни внутри его дома, ни снаружи. Господь Вишну появился в форме получеловека-полульва (ни человека, ни животного) и закончил жизнь Хиранакашипы в сумерках (ни днем, ни ночью), когда он сидел на пороге (ни внутри, ни снаружи). [19]
Сумерки важны в исламе , поскольку они определяют, когда следует читать определенные общеобязательные молитвы . Утренние сумерки – это время совершения утренней молитвы ( фаджр ), а вечерние сумерки – время вечерней молитвы ( молитва Иша ). Также во время Рамадана время сухура (утреннего приема пищи перед постом) заканчивается с утренними сумерками, а пост заканчивается после захода солнца. В исламской юриспруденции также ведется важная дискуссия между «истинным рассветом» и « ложным рассветом ».
В иудаизме сумерки не считаются ни днем, ни ночью; следовательно, оно рассматривается как гарантия от посягательств на любую из сторон. Это можно считать пороговым временем. Например, сумерки пятницы считаются кануном субботы , а сумерки субботы – субботним днем; то же правило применимо и к праздничным дням. [20]
