Полуденное солнце — Midnight sun
Полночь ВС является естественным явлением , которое происходит в летние месяцы в местах к северу от полярного круга или к югу от полярного круга , когда Солнце остается видимым в полночь по местному времени. Когда полуночное солнце видно в Арктике , кажется, что Солнце движется слева направо, но в Антарктиде эквивалентное видимое движение — справа налево. Это происходит на широтах от 65 ° 44′ до 90 ° северной или южной, и не останавливается точно на Полярном круге или полярным кругом , из — за преломления .
СОДЕРЖАНИЕ
Подробности
В период летнего солнцестояния (примерно 21 июня в Северном полушарии и 23 декабря в Южном полушарии ) в некоторых областях Солнце не заходит за горизонт в течение 24-часового периода. Количество дней в году с потенциальным полуночным солнцем увеличивается по мере приближения к любому полюсу . Хотя полуночное солнце приблизительно определяется полярными кругами , на практике полуночное солнце можно увидеть на расстоянии 90 км (55 миль) от полярного круга, как описано ниже, а точные широты самых дальних уголков полуночного солнца зависят от топографии и меняются. немного из года в год.
Поскольку к югу от Северного полярного круга нет постоянных населенных пунктов, за исключением исследовательских станций, страны и территории, население которых переживает полуночное солнце, ограничены теми, которые пересекает Полярный круг: канадский Юкон , Нунавут и Северо-Западные территории ; народы Исландия , Финляндия , Норвегия , Швеция , Дания ( Гренландия ), Россия ; и штат Аляска в США . Четверть территории Финляндии находится к северу от Полярного круга, а в самой северной точке страны Солнце вообще не заходит в течение 60 дней летом. На Шпицбергене, Норвегии , самом северном населенном регионе Европы, закат не бывает примерно с 19 апреля по 23 августа. Крайние точки — это полюса, на которых Солнце может быть непрерывно видно в течение полугода. На Северном полюсе полночное солнце в течение 6 месяцев с конца марта до конца сентября.
Противоположное явление, полярная ночь , происходит зимой, когда Солнце остается за горизонтом в течение всего дня.
Поскольку осевой наклон Земли значительный (23 градуса, 26 минут, 21,41196 секунды), Солнце летом не заходит на высоких широтах. Солнце остается постоянно 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. На крайних широтах полуночное солнце обычно называют полярным днем.
На самих полюсах Солнце встает и заходит только один раз в год в день равноденствия . В течение шести месяцев, пока Солнце находится над горизонтом, оно проводит дни, непрерывно перемещаясь по кругу вокруг наблюдателя, постепенно поднимаясь по спирали выше и достигая своего наивысшего витка в небе во время летнего солнцестояния.
Из-за атмосферной рефракции , а также из-за того, что Солнце представляет собой диск, а не точку, полуночное солнце может быть видно на широтах немного южнее полярного круга или севернее полярного круга, но не выше одного градуса (в зависимости от местных условий). . Например, Исландия известна своим полуночным солнцем, хотя большая его часть ( за исключением Гримси ) находится немного южнее Полярного круга. По тем же причинам период солнечного света на полюсах чуть больше полугода. Даже на северных окраинах Соединенного Королевства (и в местах на аналогичных широтах, таких как Санкт-Петербург ) ночью в период летнего солнцестояния на северном небе ночные сумерки .
В местах, достаточно близких к полюсам, таких как Тревога, Нунавут , бывают времена, когда ночью не становится полностью темно, но и Солнце не восходит, сочетая эффекты полуночного солнца и полярной ночи, например, когда «днем» он достигает гражданских сумерек, а «ночью» только астрономических сумерек.
Наблюдатели, находящиеся на высоте значительно выше уровня моря, могут наблюдать продолжительные периоды полуночного солнца в результате «падения» горизонта, наблюдаемого с высоты.
Часовые пояса и летнее время
Термин «полуночное солнце» относится к последовательным 24-часовым периодам солнечного света, наблюдаемым на севере 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 на Аляске , что к югу от Полярного круга, Солнце садится в 12:47 во время летнего солнцестояния. Это связано с тем, что Фэрбенкс на 51 минуту опережает идеализированный часовой пояс (поскольку большая часть штата находится в одном часовом поясе), а на Аляске действует летнее время. (Фэрбенкс находится примерно на 147,72 градуса западного широты, что соответствует UTC − 9 часов 51 минута, а зимой находится в UTC − 9.) Это означает, что кульминация солнечной активности происходит примерно в 12:51 . вместо 12 часов дня.
Если требуется точный момент для настоящего «полуночного солнца», необходимо учитывать долготу наблюдателя , местное гражданское время и уравнение времени . Момент максимального приближения Солнца к горизонту совпадает с его прохождением строго на север в позиции наблюдателя, что в целом происходит примерно в полночь. Каждый градус долготы к востоку от гринвичского меридиана делает жизненный момент ровно на 4 минуты раньше полуночи, как показано на часах, в то время как каждый час, когда местное гражданское время опережает всемирное координированное время (UTC, также известное как GMT), делает 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 значение необходимо вычесть.
Например, на мысе Нордкап в Норвегии в полночь 21/22 июня долгота 25,9 градуса восточной долготы делает момент на 103,2 минуты раньше по часам; но местное время, которое летом на 2 часа опережает время по Гринвичу, делает это на 120 минут позже по времени. Уравнение времени для этой даты составляет -2,0 минуты. Таким образом, самое низкое возвышение Солнца происходит через 120–103,2 + 2,0 минуты после полуночи: в 00:19 по летнему центральноевропейскому времени. В другие близлежащие даты единственное отличие — это уравнение времени, так что это остается разумной оценкой в течение значительного периода времени. 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 над собственной осью 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 утихает. В это время года в норвежском Хаммерфесте наступает ночь .
Белые ночи
В местах, где Солнце остается ниже 6 (или 7) градусов ниже горизонта — между 60 ° 34 ‘(или 59 ° 34’) широты и полярным кругом, — вместо полуночного солнца наблюдаются полуночные сумерки, так что дневные занятия, такие как чтение, все еще возможно без искусственного освещения в ясную ночь. Если месяц май или ноябрь, широта больше 61 ° северной широты (май) или южной широты (ноябрь). Если месяц апрель или октябрь, широта больше 68 ° северной широты (апрель) или южной широты (октябрь). Летнее солнцестояние в Северном полушарии приходится на 21 июня, а в Южном полушарии — 21 декабря.
Белые ночи стали обычным символом Санкт-Петербурга, Россия , где они происходят примерно с 11 июня по 2 июля, а последние 10 дней июня отмечаются культурными мероприятиями, известными как Фестиваль белых ночей .
На самой северной оконечности Антарктиды также наблюдаются белые ночи в районе летнего солнцестояния в Южном полушарии .
Продолжительность
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 длится по мере путешествия на север: на мысе Нордкинн в Норвегии , самой северной точке континентальной Европы , полуночное солнце длится примерно с 14 мая по 29 июля. На архипелаге Шпицберген севернее он длится с 20 апреля по 22 августа.
Источник
Что такое полярный день и полярная ночь?
Что такое полярный день и полярная ночь? Чем вызваны эти явления? Какое влияние они оказывают на организм людей и чего следует опасаться, если Солнце не спешит заходить за линию горизонта? Мы попытались ответить на ключевые вопросы.
Можете представить себе световой день, который длится больше суток? А полгода беспрерывного солнцестояния? Это явление называется полярным днем и возникает вследствие определенного наклона земной оси — плоскость экватора наклоняется к плоскости эклиптики (кругу небесной сферы, по которому совершается видимое годичное движение Солнца) на 23°26′.
Самый короткий полярный день длится почти двое суток, его можно увидеть в городах, расположенных южнее полярного круга — например, в Новом Уренгое. В самый долгий полярный день Солнце не заходит около шести месяцев. На Северном полюсе этот феномен можно застать примерно с 18 марта по 26 сентября, на Южном — с 21 сентября по 23 марта. В этот период светило не заходит за горизонт, а описывает круги по его линии.
Чтобы наблюдать полярный день воочию, вы можете остаться в России и поехать в Мурманск или же отправиться в Норвегию, Канаду, Финляндию, Швецию, Гренландию или Исландию. Там тоже можно наблюдать это явление в населенных пунктах. Однако, попадая под воздействие полярного дня на длительное время, будьте осторожны — ваш организм к такому не привык. В период с 0:00 до 5:00 в крови человека вырабатывается мелатонин — вещество, отвечающего за регуляцию суточных ритмов или так называемых биологических часов. Если мы проводим это время не в темноте, организм может быть подвержен преждевременному старению и износу. Мелатонин также принимают в виде лекарственного препарата, чтобы нормализировать переход из одного часового пояса в другой.
Когда все наоборот, и Солнце никак не может появиться из-за горизонта, начинается полярная ночь. Она происходит по той же причине, как и полярный день — меняется угол наклона Земли по отношению к Солнцу. Однако продолжительность этих явлений не одинакова — светило находится над нижней линией горизонта дольше, чем под ней. Соответственно, ночь окутывает населенные пункты на более короткие периоды времени, да и полная темнота, как правило, длится только несколько часов.
В зависимости от освещенности определенной зоны полярные ночи делятся на астрономические, гражданские, навигационные и полные. Астрономическая полярная ночь — это когда солнце и звезды едва различимы. В гражданскую полярную ночь Солнце не все время находится за пределами видимости, в полдень происходит небольшое просветление. На время навигационной электрическое освещение работает круглые сутки, но опять же, в полдень наблюдаются слабые проблески. В полную полярную ночь не видно, что называется, ни зги. Дольше всего такая темень длится в южной части полушария. На Северном полюсе можно застать полярную ночь, которая длится 178 суток. Чуть более реалистичной будет охота за природным феноменом в городе Дудинка Красноярского края — там длительность полярной ночи сокращается до двух с лишним месяцев.
Дефицит солнечных лучей приводит к дефициту серотонина — гормона радости. Вследствие этого у людей, живущих в зонах полярной ночи часто наблюдается депрессия, повышенная раздражительность и нарушения сна. Врачи рекомендуют не жить в таких условиях больше 15 лет, иначе ослабление иммунитета может привести к фатальным последствиям. Если вы планируете провести зимний отдых в Мурманске, запаситесь витаминами, приготовьтесь активно заниматься спортом и спать не меньше восьми часов.
Источник
and_marc
and_marc and_marc
φ = 90° — Северный полюс
Только на полюсе день и ночь длятся по полгода. В день весеннего равноденствия Солнце описывает полный круг по горизонту, затем с каждым днем по спирали поднимается все выше, но не выше 23°27 (в день летнего солнцестояния). После этого виток за витком Солнце опять спускается к горизонту. Его свет многократно отражается ото льдов и торосов. В день осеннего равноденствия Солнце еще раз обходит весь горизонт, и следующие его витки очень постепенно уходят все глубже под горизонт. Заря длится неделями, даже месяцами, перемещаясь на все 360°. Белая ночь постепенно темнеет, и только вблизи дня зимнего солнцестояния становится темно. Это середина полярной ночи. Но Солнце не опускается под горизонт ниже 23°27 Полярная ночь постепенно светлеет и загорается утренняя заря.
φ = 80° — одна из широт Заполярья
Движение Солнца на широте φ = 80° типично для районов, расположенных севернее полярного круга, но южнее полюса. После дня весеннего равноденствия дни очень быстро растут, а ночи укорачиваются, наступает первый период белых ночей — с 15 марта по 15 апреля (1 месяц). Затем Солнце вместо того, чтобы зайти за горизонт, касается его в точке севера и опять поднимается, обходит небо, смещаясь на все 360°. Суточная параллель располагается под небольшим углом к горизонту, Солнце кульминирует над точкой юга и спускается к северу, но не заходит за горизонт и даже не касается его, а проходит выше точки севера и опять совершает очередной суточный виток по небу. Так Солнце поднимается по спирали все выше до дня летнего солнцестояния, который знаменует середину полярного дня. Затем витки суточного движения Солнца спускаются все ниже. Когда Солнце коснется горизонта в точке севера, закончится полярный день, который длился 4,5 месяца (с 16 апреля по 27 августа), наступит второй период белых ночей с 27 августа по 28 сентября. Затем продолжительность ночей быстро нарастает, дни становятся все короче, т.к. точки восхода и захода стремительно смещаются к югу, а дуга суточной параллели над горизонтом укорачивается. В один из дней до дня зимнего солнцестояния Солнце в полдень не поднимается над горизонтом, начинается полярная ночь. Солнце, двигаясь по спирали, уходит все глубже под горизонт. Середина полярной ночи — день зимнего солнцестояния. После него Солнце опять по спирали приближается к экватору. По отношению к горизонту витки спирали наклонены, поэтому при подъеме Солнца к южной части горизонта светает, затем опять темнеет, происходит борьба света и тьмы. С каждым витком дневные сумерки становятся светлее и, наконец, Солнце на миг появляется над южным (!) горизонтом. Этот долгожданный луч означает конец полярной ночи, которая длилась 4,2 месяца с 10 октября по 23 февраля. С каждым днем Солнце все дольше задерживается над горизонтом, описывая все большую дугу. Чем больше широта, тем длиннее полярные дни и полярные ночи, и тем короче между ними период ежесуточной смены дней и ночей. В этих широтах длительные сумерки, т.к. Солнце уходит под горизонт под небольшим углом. В Заполярье Солнце может восходить в любой точке восточного горизонта от севера до юга, и заходить также в любой точке западного горизонта. Поэтому штурман, считающий что Солнце всегда восходит в точке востока и заходит в точке, рискует ошибиться курсом на 90°.
φ = 66°33′ — Северный полярный круг
Широта φ = 66°33′ — предельная широта, отделяющая районы, в которых Солнце каждый день восходит и заходит, от районов, в которых наблюдаются слитые полярные дни и слитые полярные ночи. На этой широте летом точки восхода и захода «широкими шагами» смещаются от точек востока и запада на 90° к северу, так что в день летнего солнцестояния они встречаются в точке севера. Поэтому Солнце, спустившись к северному горизонту, тут же снова поднимается, так что двое суток сливаются в сплошной полярный день (21 и 22 июня). Перед полярным днем и после него наступают периоды белых ночей. Первый — с 20 апреля до 20 июня (67 белых ночей), второй — с 23 июня по 23 августа (62 белые ночи). В день зимнего солнцестояния точки восхода и захода встречаются в точке юга. Между двумя ночами нет дня. Полярная ночь длится двое суток (22, 23 декабря). Между полярным днем и полярной ночью Солнце восходит и заходит каждые сутки, но продолжительность дней и ночей быстро меняется.
φ = 60° — широта Санкт-Петербурга
Знаменитые белые ночи наблюдаются до и после дня летнего солнцестояния, когда «одна заря спешит сменить другую», т.е. Солнце ночами спускается неглубоко под горизонт, так что его лучи освещают атмосферу. Но жители Санкт-Петербурга умалчивают о своих «черных днях», когда Солнце в день зимнего солнцестояния поднимается в полдень всего на 6°33′ над горизонтом. Белые ночи (навигационные сумерки) Санкт-Петербурга особенно хороши в сочетании с его архитектурой и Невой. Они начинаются примерно 11 мая и продолжаются 83 дня до 1 августа. Самое светлое время — середина интервала — около 21 июня. В течение года точки восхода и захода Солнца смещаются по горизонту на 106°. Но белые ночи наблюдаются не только в Санкт-Петербурге, а по всей параллели φ = 60° и севернее вплоть до φ = 90°, южнее φ = 60° белые ночи становятся все короче и темнее. Аналогичные белые ночи наблюдаются в Южном полушарии, но в противоположное время года.
φ = 54°19′ — широта г. Ульяновска
Это широта Ульяновска. Движение Солнца в Ульяновске типично для всех средних широт. Радиус изображенной на рисунке сферы так велик, что по сравнению с ним Земля выглядит точкой (ее символизирует наблюдатель). Географическая широта φ задается высотой полюса над горизонтом, т.е. углом Полюс (Р) — Наблюдатель — Точка Севера (С) в горизонте. В день весеннего равноденствия (21.03) Солнце восходит точно на востоке, поднимается по небу, смещаясь к югу. Над точкой юга — наивысшее положение Солнца в данный день — верхняя кульминация, т.е. полдень, затем оно «по горке» спускается и заходит точно на западе. Дальнейшее движение Солнца продолжается под горизонтом, но наблюдатель этого не видит. В полночь Солнце достигает нижней кульминации под точкой севера, затем снова поднимается к восточному горизонту. В день равноденствия половина суточной параллели Солнца находится над горизонтом (день), половина — под горизонтом (ночь). В следующие сутки Солнце восходит не точно в точке востока, а в точке, немного смещенной к северу, суточная параллель проходит над предыдущей, высота Солнца в полдень больше, чем в предыдущий день, точка захода также смещена к северу. Таким образом, суточная параллель Солнца уже не делится горизонтом пополам: большая ее часть находится над горизонтом, меньшая — под горизонтом. Наступает летняя половина года. Точки восхода и захода все больше смещаются к северу, все большая часть параллели оказывается над горизонтом, полуденная высота Солнца возрастает и в день летнего солнцестояния (21.07 -22.07) в Ульяновске достигает 59°08′. При этом точки восхода и захода смещаются относительно точек востока и запада к северу на 43,5°. После дня летнего солнцестояния суточные параллели Солнца спускаются к экватору. В день осеннего равноденствия (23.09) Солнце опять восходит и заходит в точках востока и запада, проходит по экватору. В дальнейшем Солнце постепенно день за днем спускается под экватор. При этом точки восхода и захода смещаются к югу до дня зимнего солнцестояния (23.12) также на 43,5°. Большая часть параллелей в зимнее время находится под горизонтом. Полуденная высота Солнца уменьшается до 12°14′. Дальнейшее движение Солнца по эклиптике происходит по параллелям, снова приближающимся к экватору, точки восхода и захода возвращаются к точкам востока и запада, дни возрастают, опять наступает весна! Интересно, что в Ульяновске точки восхода смещаются по восточному горизонту на 87°. Точки захода соответственно «гуляют» по западному горизонту. Солнце восходит точно на востоке и заходит точно на западе только два раза в году — в дни равноденствий. Последнее справедливо на всей поверхности Земли, кроме полюсов.
φ = 0° — экватор Земли
Движение Солнца над горизонтом в разные времена года для наблюдателя, находящегося в средних широтах (слева) и на экваторе Земли (справа).
На экваторе Солнце два раза в году проходит через зенит, в дни весеннего и осеннего равноденствий, т.е. на экваторе два «лета», когда у нас весна и осень. День на экваторе всегда равен ночи (по 12 часов). Точки восхода и захода Солнца смещаются от точек востока и запада незначительно, не больше, чем на 23°27′ в сторону юга и на столько же в сторону севера. Сумерек практически нет, жаркий яркий день резко сменяется черной ночью.
φ = 23°27′ — Северный тропик
Солнце круто поднимается над горизонтом, днем очень жарко, затем круто опускается под горизонт. Сумерки короткие, ночи очень темные. Самая характерная особенность состоит в том, что Солнце один раз в году, в день летнего солнцестояния, в полдень достигает зенита.
φ = -54°19′ — широта, соответствующая Ульяновску в Южном полушарии
Так же, как и во всем южном полушарии, Солнце восходит на восточном горизонте и заходит на западном. После восхода Солнце поднимается над северной частью горизонта в полдень, в полночь уходит под южный горизонт. А в остальном движение Солнца происходит аналогично его движению на широте Ульяновска. Движение Солнца в южном полушарии аналогично движению Солнца на соответствующих широтах северного полушария. Отличие состоит только в том, что с востока Солнце движется в сторону северного горизонта, а не южного, кульминирует над точкой севера в полдень и затем также заходит на западном горизонте. Времена годы в северном и южном полушариях противоположны.
φ = 10° — одна из широт жаркого пояса
Движение Солнца на данной широте характерно для всех мест, расположенных между северным и южным тропиками Земли. Здесь Солнце два раза в году проходит через зенит: 16 апреля и 27 августа, с интервалом в 4,5 месяца. Дни очень жаркие, ночи темные, звездные. Дни и ночи мало отличаются по продолжительности, сумерек практически нет, Солнце заходит за горизонт, и сразу становится темно.
Источник