Świt i zmierzch: kiedy zaczynają się etapy cywilny, żeglarski i astronomiczny?

Dlaczego po zachodzie nie robi się od razu ciemno?

Choć Słońce zaszło już dla obserwatora na ziemi, wysoko położone warstwy powietrza pozostają oświetlone. Rozpraszają światło w kierunku powierzchni i rozjaśniają niebo. Im niżej schodzi Słońce, tym wyżej znajdują się te warstwy i tym mniej jest tam powietrza. Ilość docierającego światła stopniowo maleje. Zmierzch jest więc płynnym przejściem, które opisujemy wysokością Słońca pod horyzontem.

Część tej geometrii zobaczysz bez sprzętu. Po zachodzie spójrz na wschodnią stronę nieba. Nad horyzontem podnosi się niebieskoszary pas cienia Ziemi, a nad nim może pojawić się różowy pas Wenus. W miarę obniżania Słońca cień wznosi się coraz wyżej i w końcu zlewa z ciemniejącym niebem.

Granice −6°, −12° i −18° odnoszą się do geometrycznej wysokości środka Słońca względem matematycznego horyzontu, bez refrakcji. Sam wschód i zachód korzystają natomiast ze standardowego warunku około −0,833°, łączącego promień tarczy z typowym załamaniem atmosferycznym. Tych definicji nie należy utożsamiać.

Trzy etapy

Zmierzch cywilny trwa wieczorem od zachodu Słońca do wysokości jego środka −6°. Rano cywilny świt przebiega odwrotnie, od −6° do wschodu. Przy sprzyjających warunkach naturalne światło wystarcza jeszcze do wielu czynności na zewnątrz. Pojawiają się najjaśniejsze gwiazdy i planety, szczególnie Wenus. Nie jest to jednak gwarancja określonej widoczności przy każdej pogodzie; wymagania oświetlenia w poszczególnych dziedzinach regulują osobne przepisy.

Zmierzch żeglarski, między −6° a −12°, zawdzięcza nazwę dawnej nawigacji na morzu: przy dobrych warunkach można jednocześnie rozpoznać horyzont i dostrzec gwiazdy potrzebne do pomiaru sekstantem. Na lądzie zanikają szczegóły krajobrazu, natomiast gwiazdozbiory stają się wyraźniejsze. Początek tego etapu często pokrywa się z głębokim błękitem cenionym w fotografii.

Zmierzch astronomiczny obejmuje wysokości od −12° do −18°. Gołym okiem niebo wydaje się już ciemne, lecz resztkowe światło słoneczne nadal przeszkadza w obserwacji bardzo słabych obiektów, Drogi Mlecznej lub światła zodiakalnego. Gdy środek Słońca schodzi poniżej −18°, rozpoczyna się noc astronomiczna. Obecność Księżyca nie zmienia tej definicji, choć może mocno zwiększyć jasność nieba.

Wieczorem etapy następują w podanej kolejności. Rano, gdy Słońce wznosi się przez −18°, rozpoczyna się świt astronomiczny, po nim żeglarski i cywilny.

Jak długo trwa zmierzch?

Znaczenie ma kąt, pod jakim droga Słońca przecina horyzont. W pobliżu równika przecina go bardziej stromo, dlatego cywilny etap może trwać niewiele ponad dwadzieścia minut. Na średnich szerokościach droga jest bardziej skośna, a kolejne stopnie wysokości wymagają więcej czasu.

Na ogół im dalej od równika, tym dłuższe przejście przez ten sam przedział wysokości. W środkowej Europie wiosną i jesienią etap cywilny trwa około pół godziny, a kolejne etapy mogą być nieco dłuższe. Wpływa na to także pora roku: latem droga pod horyzontem jest szczególnie płaska. Najkrótszy zmierzch nie musi wypadać dokładnie w dniu równonocy; szczegóły zależą od szerokości i przyjętego przedziału wysokości.

Porównując Bieszczady z wybrzeżem Bałtyku, nie zakładaj zatem tej samej długości zmierzchu. Różnicę zobaczysz szczególnie wyraźnie w letnich miesiącach, gdy północne niebo dłużej zachowuje blask po zachodzie.

Kiedy noc nie robi się astronomicznie ciemna?

W okolicy przesilenia czerwcowego Słońce na polskich szerokościach nie schodzi nawet podczas dolnej kulminacji wystarczająco głęboko, by osiągnąć −18°. Wieczorny zmierzch astronomiczny przechodzi wtedy bezpośrednio w poranny świt. Okres bez nocy astronomicznej zależy od szerokości: nad Bałtykiem jest dłuższy niż na południu Polski. Nie oznacza to dnia polarnego; Słońce nadal wschodzi i zachodzi.

Jeszcze dalej na północ efekt się nasila. Przy szerokości około 54,6° podczas przesilenia Słońce nie osiąga nawet −12°. W pobliżu 60,6° granicą staje się −6°, a cywilna jasność może utrzymywać się przez całą noc. To różne stopnie letnich białych nocy, odrębne od rzeczywistego braku zachodu za kołem podbiegunowym.

Fotografując słabe obiekty, uwzględnij ten sezonowy brak pełnej ciemności. Dla spacerów jasna noc bywa dogodna; dla Drogi Mlecznej dłuższa noc jesienna może oferować lepsze warunki.

Wskazówki do obserwacji i fotografii

• Księżyc i jasne planety można często obserwować już w zmierzchu żeglarskim. Merkurego i Wenus warto szukać w pobliżu Słońca o odpowiedniej porze, ale Wenus może pozostawać nad horyzontem także po zakończeniu zmierzchu.
• Na Drogę Mleczną, słabe gromady i fotografowanie zorzy zaplanuj okres po zmierzchu astronomicznym. Osobno sprawdź Księżyc: jasna tarcza może rozświetlić niebo bardziej niż końcowy etap zmierzchu.
• Przyjedź na miejsce, gdy krajobraz jest jeszcze widoczny, na przykład podczas etapu cywilnego. Zyskasz czas na rozstawienie sprzętu i adaptację wzroku. Pełna adaptacja do ciemności wymaga zwykle co najmniej około dwudziestu–trzydziestu minut i łatwo ją zakłócić jasnym światłem.