Полярный день и ночь: где Солнце не заходит или не восходит?

Почему вращение не приводит к обычному закату

Около июньского солнцестояния Северный полюс наклонён к Солнцу. Достаточно северная точка при обороте не уходит на неосвещённую сторону. Около декабрьского она, напротив, весь оборот остаётся без восхода. Наклон оси около 23,4° отсчитывают от перпендикуляра к орбитальной плоскости.

На местном небе Солнце становится незаходящим: описывает круг вокруг небесного полюса, не пересекая горизонт. В северном лете при нижней кульминации оно низко на севере. Чем ближе к полюсу, тем дольше сезон такой видимости.

На геометрическом полярном круге при солнцестоянии путь касается северного горизонта внизу, а верхняя кульминация достигает примерно 47°. К полюсу круг всё более параллелен горизонту. На самом Северном полюсе высота почти соответствует склонению и достигает около 23,4° в июне, медленно меняясь в течение суток из-за годового движения.

Полярные круги лежат около 66,56° северной и южной широты. От полюсов их отделяет угол наклона оси. Поскольку наклон медленно эволюционирует, положение кругов не закреплено навсегда; административная граница региона не является астрономическим полярным кругом.

Рефракция расширяет видимый день

Для точечного Солнца без атмосферы на границе был бы предельный случай около суток солнцестояния. Для реального верхнего края стандартное условие центра около −0,833° позволяет видеть Солнце ниже геометрического горизонта.

• Полуночное Солнце при свободном направлении может появляться уже примерно с 65,7° — несколько южнее геометрического круга.
• Полное отсутствие видимого восхода около зимнего солнцестояния в стандартном приближении начинается примерно с 67,4°. На самом круге верхний край ещё может коротко показаться.

Это приближённые границы, чувствительные к атмосфере и реальному горизонту. Высокая точка с открытым дальним видом продлевает видимость, а гора на нужном направлении закрывает её. Номинальная широта сама не предсказывает, выглянет ли диск из-за конкретного хребта.

Длительность на разных широтах

Сезон растёт к полюсам. Несколько ориентиров, которые зависят от определения и года:

• У полярного круга: геометрическая граница близка к солнцестоянию, но диск и рефракция растягивают незахождение до масштаба нескольких недель.
• Тромсё, около 69,6°N: полуночное Солнце примерно от второй половины мая до второй половины июля, отсутствие восхода примерно от конца ноября до января. Горы меняют фактические дни наблюдаемого диска.
• Северный полюс: видимость около полугода между мартовским и сентябрьским сезоном. Рефракция продлевает её относительно чистой геометрии.

На севере полярный день обычно длиннее полярной ночи. Помимо диска и рефракции влияет то, что северное тёплое полугодие в нынешней орбитальной геометрии длиннее холодного. На юге сезонная ориентация и соответствующая орбитальная асимметрия другие; нельзя автоматически переносить северную длительность.

Полярная ночь не всегда тёмная весь день

Если Солнце в полдень лишь немного под горизонтом, атмосфера продолжает рассеивать свет. В северных прибрежных городах вокруг полудня небо может часами быть синим, розовым или оранжевым. Отсутствие диска — не то же самое, что непрерывная астрономическая ночь.

По наибольшей дневной высоте различают глубину периода:

• **Гражданская полярная ночь:** Солнце даже в верхней кульминации ниже −6°, что при зимнем солнцестоянии требует примерно 72,6° или большей широты.
• Навигационная: максимум ниже −12°, ориентир около 78,6°; разные части Шпицбергена расположены по разные стороны этого порога.
• Астрономическая: максимум ниже −18°, около 84,6° и ближе к полюсу.

Это геометрические пороги около солнцестояния, не абсолютная одинаковая яркость. Луна, снег, облака и искусственный свет способны сильно изменить картину. В Южном полушарии незахождение связано с декабрём, отсутствие восхода с июнем.

Подготовка наблюдений на севере

Для полуночного Солнца нужна подходящая широта и открытое направление нижней кульминации. Север Норвегии, Швеции и Финляндии даёт известные примеры; само слово «северный» в названии места недостаточно. Выберите координаты и проверьте профиль горизонта.

Тёмный сезон может быть подходящим для поиска полярных сияний, но отсутствие восхода не гарантирует их появления. Сияния зависят от солнечного ветра, геомагнитного состояния, прозрачности и освещённости. Их не предсказывают одной геометрией солнечной высоты.

Долгое низкое положение Солнца способно дать продолжительный мягкий свет. При этом не каждый полярный день включает синий час, ведь Солнце может вообще не опуститься до его порогов. Оценивайте достигнутые высоты, погоду и безопасный доступ к площадке отдельно.