Полярные ночь и день
Полярные день и ночь — периоды, когда Солнце не заходит или не восходит. Они возникают в высоких широтах из-за наклона земной оси.
Вечером солнце опускается к горизонту, скользит над ним и снова начинает подниматься. Для наблюдателя за полярным кругом такой летний день может продолжаться и после полуночи. Зимой картина меняется: привычного восхода нет, хотя небо временами светлеет. Эти явления возникают из-за того, как Земля движется вокруг Солнца.
1Почему исчезает восход
Земля вращается вокруг своей оси, и это создаёт обычную смену дня и ночи. Но ось наклонена относительно плоскости земной орбиты. Во время движения планеты вокруг Солнца её направление в пространстве меняется мало. Поэтому в разные сезоны северная и южная полярные области оказываются по-разному обращены к свету.
Когда северное полушарие наклонено к Солнцу, возле Северного полюса освещение сохраняется в течение всего оборота Земли. Наблюдатель движется вместе с поверхностью, но не попадает в её ночную половину. Так возникает полярный день. В противоположной полярной области в это время продолжается полярная ночь.
Через другую часть годового пути положение меняется местами. Причина сезонов связана с наклоном оси, а не с тем, что летом Земля якобы оказывается гораздо ближе к Солнцу. Расстояние до светила меняется, однако оно не объясняет противоположные сезоны в двух полушариях.
2Где это бывает
Полярные круги отмечают условную границу областей, где возможны полярные день и ночь. Чем ближе к полюсу, тем дольше периоды без привычного захода или восхода. Вблизи самой границы речь идёт о коротком отрезке года, а возле полюсов — о продолжительной сезонной смене освещения.
Реальные наблюдения сложнее геометрической схемы. Солнце имеет видимый размер, а атмосфера преломляет его лучи. Кроме того, местный горизонт может быть закрыт горами. Поэтому видимость солнечного диска в конкретной точке не определяется одной только широтой.
Белые ночи похожи на полярный день по впечатлению, но устроены иначе. Солнце заходит, однако не опускается достаточно глубоко, чтобы наступила полная темнота. Такое бывает и южнее Северного полярного круга. Важно различать яркое ночное небо и непрерывную видимость самого Солнца.
| Явление | Положение Солнца | Что замечает наблюдатель |
|---|---|---|
| Полярный день | Не заходит за горизонт | Солнечный диск виден и около полуночи при ясном небе |
| Полярная ночь | Не поднимается над горизонтом | Восхода нет, но возможны сумерки |
| Белая ночь | Ненадолго опускается под горизонт | Небо остаётся светлым |
| Обычная смена дня и ночи | Восходит и заходит | Светлая и тёмная части суток чередуются |
3Жизнь людей
Свет помогает человеку ощущать ход суток, поэтому необычный сезонный режим заметно меняет повседневную обстановку. Летом часы могут показывать поздний вечер, а улица выглядит дневной. Зимой дневные дела нередко приходятся на время, когда за окном ещё темно или уже темно.
Рабочий день, движение транспорта и занятия в школах при этом продолжаются по часам. В зданиях используют искусственное освещение, а в светлое время года шторы позволяют затемнять помещения. Это бытовые способы организовать пространство там, где природная освещённость плохо совпадает с обычным распорядком.
Отсутствие захода не означает постоянного тепла. Даже летом солнце в высоких широтах стоит невысоко, а лучи падают на поверхность косо. Температура зависит также от облаков, ветра, моря и снежного покрова. Поэтому светлая полночь может сопровождаться прохладой, а яркость неба не заменяет сведений о погоде.
4Животные и растения
Сезонный световой режим служит для многих организмов сигналом времени года. Длина дня связана с началом роста, размножением и подготовкой к холодному сезону. Но реакции различаются: один вид использует прежде всего свет, другой сильнее зависит от температуры или доступности корма.
Летом в полярных областях появляется короткое, но богатое возможностями время. Растения растут, насекомые становятся активнее, а перелётные птицы выращивают птенцов. Долгое освещение расширяет время, доступное для поиска пищи. При этом погода и особенности конкретного вида продолжают ограничивать активность.
Зимой часть животных покидает высокие широты, другие остаются и используют местные ресурсы. Северные олени добывают корм из-под снега, а морские животные зависят от состояния воды и льда. Нельзя объяснить всю их жизнь одной темнотой: полярная ночь действует вместе с холодом, снегом и сезонными изменениями среды.
5Сумерки и сияния
Полярная ночь не всегда похожа на непрерывную чёрную ночь. Если Солнце проходит неглубоко под горизонтом, в середине суток возникают сумерки. Небо приобретает холодные синие, розовые или оранжевые оттенки. Ближе к полюсам и в глубине зимнего сезона период более полной темноты длиннее.
Впечатление от пейзажа зависит от Луны, облачности и состояния поверхности. Снег хорошо отражает доступный свет, поэтому открытое пространство может казаться светлее, чем бесснежная земля при сходном небе. Облака иногда скрывают лунный свет, а возле населённых мест рассеивают свет фонарей.
Полярные сияния имеют другую причину, чем полярные ночь и день. Они связаны с процессами, в которых заряженные частицы передают энергию верхним слоям атмосферы, и газы начинают светиться. Магнитное поле Земли влияет на распределение таких явлений. Тёмное небо помогает их увидеть, поэтому длинная зимняя ночь удобна для наблюдения, но сама по себе сияние не создаёт.