Во время полярного дня солнце не поднимается над горизонтом

«Почему в арктическом поясе в летнее время солнце не заходит за горизонт, а усиленного таяния снега и льда не происходит?»

Данный пост родился из-за запроса в поисковой системе Яндекса, и из-за которого человек попал ко мне на канал (причем несколько раз):

А действительно, почему, когда солнце не садится за горизонт круглые сутки в течение нескольких месяцев, лед на полюсах не тает (ну почти не тает).

А вы знаете ответ?

Сейчас у нас в Мурманской области дело движется все ближе к Полярной ночи, но все-таки напишу о Полярной дне.

Чтобы разобраться в вопросе, всего-то надо было вспомнить школьный курс физики, а именно тему «Тепловые явления» . К счастью, у меня всегда есть под рукой несколько книг Якова Перельмана, в том числе и «Занимательная физика» , которая всегда подскажет🙂

Оказывается, все дело в наклоне нашей земной оси к плоскости обращения Земли вокруг Солнца, а если быть точнее, то в разных углах падения солнечных лучей.

Наклон солнечных лучей к поверхности Земли ближе к экватору больше, чем у полюсов, а летом угол становится только больше, чем зимой. А чем этот угол больше, тем больше освещение и нагревание поверхности (если исходить из формулы, что действие лучей пропорционально синусу этого угла).

Например, синус угла в 60 градусов больше синуса в 20 градусов, и так далее…

Получается, что за время Полярного дня солнце вроде бы и освещает Северный Ледовитый океан, или Антарктиду (там, если кто не знал, тоже бывают полярные дни и ночи) , но никогда не нагреет до такой степени, чтобы растаял весь лёд (по крайней мере пока не сместится земная ось).

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

Что такое полярная ночь и полярный день?

Под полярным днём подразумевается временной период, во время которого солнце не опускается за горизонт более 24 часов.

Соответственно, полярной ночью называют период, когда солнце не поднимается из-за горизонта более 24 часов. Это периодическое естественное явление свойственно лишь некоторым территориям земного шара и обусловлено спецификой движения нашей планеты в космическом пространстве.

Механизм полярной ночи и дня

Всем хорошо известно, что причиной суточной смены дня и ночи является круговое движение Земли вокруг своей оси. В дополнение к этому планета совершает круговые движения вокруг более крупного небесного тела – Солнца. При этом через орбиту Земли можно построить плоскость, которою астрономы назвали плоскостью эклиптики, и которая играет важную роль во многих астрономических вычислениях. Очевидно, что земная ось будет пересекаться с данной плоскостью, в результате чего образуется угол в 23,5°.

Если представить себе эту картину, то будет видно, что при суточном движении земного шара вокруг своей оси крайняя южная и северная его части будут постоянно находиться в тени или на свету. Следовательно, на этих территориях будет наблюдаться явление полярной ночи и полярного дня. На географической карте эти земли будут находиться на 66°34′ северной широты (Северный полярный круг) и 66°33′ южной широты (Южный полярный круг).

Проявление полярного дня и ночи

Чем ближе наблюдатель будет находиться к северному или южному географическому полюсу, тем дольше будет длиться полярный день и полярная ночь (на небольшой области непосредственно вокруг полюса полгода солнце не заходит за горизонт, а полгода царит абсолютная темнота). При этом во время полярного дня путь нашего светила над горизонтом будет проходить по синусоидальной (волнообразной) траектории.

С другой стороны в зависимости от географической широты освещённость неба во время полярной ночи может меняться, так как солнце хоть и не будет выходить из-за горизонта, но будет светить из-за него. В связи с этим полярную ночь разделяют на несколько видов:

– Астрономическая: небо настолько светлое, что большая часть небесных объектов не видна невооружённым глазом.

– Гражданская: уровень освещённости соответствует сумеркам, читать на улице в этот период без дополнительного освещения практически невозможно.

– Навигационная: все транспортные средства должны использовать ночные осветительные приборы, так как ориентироваться в пространстве при естественном уровне освещения очень сложно.

– Полная: соответствует полуночному уровню освещённости «нормальных» суток.

За полярным кругом находятся территории следующих стран: Исландия, Швеция, Канада, Норвегия, Россия, Финляндия и Дания (остров Гренландия). При этом тут подразумевается исключительно северный полярный круг, так как зона действия южного полярного круга приходится на Антарктиду, которая не подконтрольна ни одному из государств.

Влияние на человека

Человеческий организм адаптирован к 24-часовму суточному циклу, поэтому как полярная ночь, так и полярный день являются для него большим стрессом. Долгое беспрерывное пребывание под солнечным светом негативно влияет на выработку гормона сна – мелатонина, что может привести к бессоннице и сопутствующим расстройствам.

Поэтому людям, вынужденным жить в условиях полярного дня, необходимо придерживаться следующих правил: ограничить контакт с источниками искусственного освещения (в том числе с электронными устройствами) в условно ночные часы, строго соблюдать режим дня (спать не менее 8 часов в сутки), затемнять жилище во время сна (использовать шторы и светозащитную повязку на глаза).

Продолжительный дефицит естественного света также негативно влияет на гормональные функции организма. В этом случае угнетается выработка серотонина, который ещё называют «гормоном радости». В результате человек впадает в перманентное депрессивное состояние, страдает от бессонницы, испытывает снижение иммунитета.

Медицинские исследования указывают на то, что проживание в заполярье дольше 15 лет может сильно истощить организм и может привести к развитию ряда хронических заболеваний.

Источник

Полярные день и ночь, где наблюдаются, сколько длятся, как влияют на человека

Влияние на человека

Человеческий организм адаптирован к 24-часовму суточному циклу, поэтому как полярная ночь, так и полярный день являются для него большим стрессом. Долгое беспрерывное пребывание под солнечным светом негативно влияет на выработку гормона сна – мелатонина, что может привести к бессоннице и сопутствующим расстройствам. Поэтому людям, вынужденным жить в условиях полярного дня, необходимо придерживаться следующих правил: ограничить контакт с источниками искусственного освещения (в том числе с электронными устройствами) в условно ночные часы, строго соблюдать режим дня (спать не менее 8 часов в сутки), затемнять жилище во время сна (использовать шторы и светозащитную повязку на глаза).

Что за дивное явление

Полярный день — это промежуток времени, когда диск Солнца полностью находится на небосводе:

в районе полярного круга – не менее двух дней;
на полюсах – около полугода (на юге планеты продолжительность самого длинного дня длится с 21 сентября по 23 марта, на севере – с 18 марта по 26 сентября).

Протяжённость полярного дня прежде всего зависит от того, на какой именно параллели расположена та или иная местность. В районе полярного круга дневное светило не сходит с небосвода лишь на протяжении нескольких дней – во время солнцестояния. На широте 68° этот природный феномен длится около сорока дней, а в самых крайних точках земного шара, на полюсах этот период насчитывает около 189 дней.

Происходит это из-за того, что летом наша планета обращена к дневному светилу одного из полюсов. Несмотря на то, что Земля вращается вокруг своей оси, полюс в тень вовсе не уходит (правда, и само Солнце сильно высоко над горизонтом не поднимается) – из-за этого здесь на протяжении определённого промежутка времени можно наблюдать за таким явлением природы, как постоянный день, который отличается от обычного тем, что не является частью суток.

А именно около параллели, которая находится в районе 66°33′, минус радиус солнечного диска (15-16′) и минус атмосферная рефракция – так называют преломление световых лучей Солнца или Луны в атмосфере нашей планеты, когда изображения небесных светил в наших глазах «приподнимаются» на более высокую высоту, чем они есть на самом деле.

Если исходить лишь из астрономических вычислений, на широте полярного круга в день летнего/зимнего солнцестояния (а именно 22 июня/22 декабря) Солнце в полночь должно уйти за линию горизонта как минимум наполовину, после чего снова начинать восхождение. Вместо этого, из-за рефракции мы можем наблюдать за полным солнечным диском в районе полярных кругов на протяжении нескольких дней, на полюсах – целое лето.

Образование явления в Северном полушарии

Подобный день можно увидеть даже на один градус южнее условного значения полярного круга – приблизительно в районе 65°43′ (правда, здесь его продолжительность длится не более двух дней). Находится эта параллель почти в 3 тыс. км от северного полюса и проходит через:

Норвегию,
Швецию,
Финляндию,
Канаду,
Гренландию,
Исландию,
Аляску,
Россию – а именно: Карелию, Соловецкие острова, Архангельскую область, Красноярский край, Магаданскую область, Чукотку,
и, конечно, явление образовывается в Арктике.

Несмотря на то, что таким феноменом, как круглосуточное Солнце на небосводе, жителей, проживающих возле полярного круга, удивить нельзя, полярной ночи здесь ещё нет. Полярный день и полярная ночь начинаются в более северных широтах – от 67°24′, а именно в Арктике. Полярная ночь в Арктике устанавливается в зимний период года.

Южное полушарие

Что же касается Южного полушария, то полярный круг здесь полностью проходит через Антарктиду и лежит на 66°33′44″. Продолжительность полярного дня здесь также составляет несколько суток (при этом это явление можно наблюдать и на один градус к северу от полярного круга). В то же время, на самом Южном полюсе этот феномен длится с 21 сентября по 21 марта.

Разные виды полярной ночи

Рисунок 1. В Мурманске

Квалификация может осуществляться по двум признакам: продолжительности и степени наступления темноты. В зависимости от приближения к полюсам (южному или северному) она будет темнее. Удаляясь от них в противоположном направлении, то есть в сторону полярного круга, будет становиться светлее.

На большей части распространения таких промежутков времени наблюдается сумеречное сияние. Таким образом, даже при наличии такого света считается, что она наступила, так как ключевым показателем в данной ситуации является отсутствие солнца на горизонте.

Если говорить о классификации, принятой к использованию, то формально она может быть нескольких видов:

Гражданская, подразумевающая, что в пределах её границ постоянно проживают люди. Распространяется она до 72°34′ широты. Из крупных городов, находящихся в этой зоне, можно отметить Мурманск, Воркуту, Норильск, Апатиты, Североморск, Мончегорск. В часовой полдень видимость становится лучше. Небольшой промежуток времени можно обойтись без дополнительных источников освещения. В редких случаях даже удаётся разглядеть преломленные солнечные лучи, отражающиеся в облаках, но самого светила увидеть не получится.
Навигационная берёт своё начало с широты 72°34′. Обойтись без искусственного освещения здесь не получается, работает оно круглосуточно. Даже в середине дня наблюдаются сумерки. Из российских городов, находящихся в пределах этих широт, можно назвать самый северный населённый пункт РФ посёлок Диксон, расположенный на полуострове Таймыр с населением 500-600 человек и норвежский Баренцбург на архипелаге Шпицберген, относящийся к юрисдикции Норвегии, но подчиняющийся России.
Астрономическая начинается с 78°34′ широты. До 2011 г. в этой зоне находилось самое северное поселение человека на планете. Ещё в 2005 г. в канадском Алерте проживало пятеро гражданских и 70 военнослужащих. Но по состоянию на текущий момент, кроме солдат и научно-исследовательского персонала в поселении никого не осталось.
Полярная простирается с 84°34′ широты. Здесь полностью отсутствует свет, и увидеть малейший намёк на сумерки невозможно даже в полдень.

Описание

Самый короткий полярный день не бывает полностью темным повсюду внутри полярного круга, а только в местах в пределах примерно 5,5 ° от полюсов и только тогда, когда луна находится значительно ниже горизонта. В регионах, расположенных на внутренней границе полярных кругов, вместо полярной ночи наблюдаются полярные сумерки . Фактически, в полярных регионах обычно больше сумерек в течение года, чем в экваториальных регионах .

Для регионов внутри полярных кругов максимальная продолжительность времени, в течение которого Солнце полностью находится за горизонтом, варьируется от нуля на несколько градусов за полярным кругом и Южным полярным кругом до 179 дней на полюсах . Однако не все это время считается полярной ночью, поскольку солнечный свет может быть виден из-за преломления . Время, когда какая-либо часть Солнца находится над горизонтом на полюсах, составляет 186 дней. Предыдущие числа являются средними числами: эллиптичность орбиты Земли заставляет Южный полюс получать на неделю больше Солнца ниже горизонта, чем Северный полюс (см. Равноденствие ).

Где наблюдается полярная ночь

Линия, за которой зимой наступает Полярная ночь, проходит вдоль широты 66°33′ и называется Полярным кругом. Чем выше широта, тем длиннее Полярная ночь. Площадь, ограниченная полярными кругами, достаточна большая – почти 20% земной поверхности.

В России за полярным кругом существует достаточно много населённых пунктов. Самые известные города – Апатиты, Воркута, Мурманск, Норильск, Североморск. Люди, живущие там, не просто наблюдают, но и постоянно живут и работают в условиях Полярного дня и Полярной ночи.

В мире много мест, где можно наблюдать это явление природы. В Финляндии, в городе Рованиеми, Родине Санта Клауса, линия Полярного круга прочерчена прямо на асфальте. И Полярная ночь – хороший повод провести там зимний отпуск.

Самый северный населённый пункт в мире – посёлок Алерт, Канада. По данным на 2016 год там постоянно проживало 60 человек. Продолжительность Полярной ночи в этом регионе — почти 4 месяца.

За Южным Полярным кругом нет постоянных поселений. Туда приезжают всевозможные экспедиции и работают научные станции.

Есть туристические фирмы, организующие туры за Южный Полярный круг. Но они всегда проходят только в летний сезон, и обычный турист не может увидеть южную Полярную ночь.

Национальный парк «Русская Арктика»

Самая продолжительная полярная ночь в России наблюдается на архипелаге Земля Франца Иосифа, часть его островов включена в состав национального парка «Русская Арктика». Начинаясь 18 октября, полярная ночь продолжается до 22 февраля. Здесь очень редко можно увидеть полярное сияние из-за плотной облачности.

Рис. 3. Национальный парк «Русская Арктика», конец полярной ночи.

Что мы узнали?

Мы узнали, что такое полярная ночь, на какой широте наблюдается. Самая короткая полярная ночь на Северном полярном круге, самая длинная на Южном полюсе. Мы узнали, чем отличается полярная ночь от зимнего сезона, где в России самая длинная полярная ночь.

Тест по теме

Начать тест(новая вкладка)

Полярная ночь на территории России

Самый северный город нашей страны – Норильск. Полярная ночь там продолжается 45 суток, с 30 ноября по 13 января. И в это время без электрического освещения нельзя обойтись ни в помещениях, ни на улице.

Рекордная по продолжительности Полярной ночи – на острове Рудольфа, входящем в архипелаг Земля Франца-Иосифа. Она начинается 16 октября и заканчивается 26 февраля, то есть, длится 133 дня.

Город Салехард расположен точно на линии Полярного круга. Интересен тем, что Полярный день там бывает, а Полярная ночь – нет.

В России каждый год в условиях Полярной ночи оказываются более 2 миллионов человек. Это более половины всех живущих за Полярным кругом.

Проявление полярного дня и ночи

Чем ближе наблюдатель будет находиться к северному или южному географическому полюсу, тем дольше будет длиться полярный день и полярная ночь (на небольшой области непосредственно вокруг полюса полгода солнце не заходит за горизонт, а полгода царит абсолютная темнота). При этом во время полярного дня путь нашего светила над горизонтом будет проходить по синусоидальной (волнообразной) траектории. С другой стороны в зависимости от географической широты освещённость неба во время полярной ночи может меняться, так как солнце хоть и не будет выходить из-за горизонта, но будет светить из-за него. В связи с этим полярную ночь разделяют на несколько видов:

— Астрономическая: небо настолько светлое, что большая часть небесных объектов не видна невооружённым глазом.

— Гражданская: уровень освещённости соответствует сумеркам, читать на улице в этот период без дополнительного освещения практически невозможно.

— Навигационная: все транспортные средства должны использовать ночные осветительные приборы, так как ориентироваться в пространстве при естественном уровне освещения очень сложно.

— Полная: соответствует полуночному уровню освещённости «нормальных» суток.

Уникальный отрезок времени

Под понятием «полярная ночь» подразумевается временной отрезок, в течение которого над горизонтом не поднимается солнце. В зависимости от вида она может длиться сутки или более полугода. Если говорить о территориях, на которых можно наблюдать это уникальное природное явление, — они обширны. Символически ограничены полярными кругами, располагающимся на широтах ± 66°33′44″. Взглянув на карту, можно понять, что это практически вся тундра, занимающая двадцатую часть земной поверхности.

Такие значительные по продолжительности периоды времени, называющиеся полярным днём, протяжённостью всё лето или ночь в несколько зимних недель, наблюдаются из-за специфической конфигурации нашей планеты. Благодаря тому, что Земля имеет наклон от собственной оси, приполярные территории оказываются наклоненными попеременно то к Солнцу, то в противоположную от него сторону.

Города, в которых наблюдается полярная ночь

Перечислены города, расположенные на широте выше 67°24′, где по определению наблюдается полярная ночь — верхний край солнечного диска не поднимается над горизонтом в течение более 24 часов:

В России: Апатиты (67°34′), Билибино (68°03′), Верхоянск (67°33′), Воркута (67°30′), Гаджиево (69°15′), Дудинка (69°24′), Заозёрск (69°24′), Заполярный (69°25′), Игарка (67°28′), Кировск (67°37′), Ковдор (67°34′), Кола (68°53′), Мончегорск (67°56′), Мурманск (68°58′), Нарьян-Мар (67°38′), Норильск (69°21′), Оленегорск (68°09′), Островной (68°03′), Певек (69°42′), Полярный (69°12′), Североморск (69°04′), Снежногорск (69°12′), Среднеколымск (67°27′).
В Норвегии: Алта (69°59′), Киркенес (69°44′), Лонгйир (78°13′), Тромсё (69°39′), Хаммерфест (70°40′), Хоннингсвог (70°59′).
В США: Барроу (71°18′).
В Швеции: Кируна (67°51′).

Источник