Что такое полярный день и полярная ночь

Почему возникают полярный день и полярная ночь

Главная причина смены этих периодов заключается в геометрическом устройстве нашей планеты. Земная ось наклонена к плоскости своей орбиты под углом примерно 66,5 градуса (или 23,5 градуса относительно воображаемого перпендикуляра). Этот угол сохраняется неизменным на протяжении всего года, пока планета движется по кругу вокруг Солнца.

Когда северная часть планеты наклоняется навстречу Солнцу, на всем околополюсном пространстве наступает бесконечный день. Планета продолжает вращаться вокруг своей оси, совершая оборот за 24 часа, но макушка земного шара все равно остается освещенной. Солнечные лучи освещают приполярную зону непрерывно, поэтому закат просто не наступает. В этот же самый момент южная полярная область полностью скрыта в тени планеты, и там царит полярная ночь.

Через полгода Земля переходит на противоположную сторону своей орбиты. Наклон оси относительно далеких звезд остается прежним, но теперь уже Северное полушарие отворачивается от светила, а Южное подставляет свои ледяные равнины прямым лучам. В результате на севере наступает долгая полярная ночь, а в Антарктиде зажигается полярный день.

Где проходит граница этих явлений

Увидеть полуночное солнце или зимний полдень со звездами можно далеко не везде. Существуют строгие географические рубежи — параллели 66°33′ северной и южной широты. Их называют Северным и Южным полярными кругами. Именно по этим линиям проходит теоретическая граница, за которой солнце может не заходить или не восходить хотя бы один раз за год.

Длительность полярных суток напрямую зависит от того, насколько близко населенный пункт расположен к полюсу. На самом Полярном круге это явление длится всего двадцать четыре часа в дни солнцестояний: 22 июня наступает самый короткий полярный день, а 22 декабря — единственная полярная ночь. Шаг за шагом на север продолжительность световых аномалий нарастает. На географических полюсах Земли смена происходит лишь раз в год, поэтому там день длится полгода (около 186 суток), сменяясь полугодовой ночью (около 179 суток).

Как это выглядит на реальных примерах в России и Норвегии

В России за Полярным кругом расположено множество крупных городов, поселков и промышленных центров. Самый яркий пример — Мурманск, крупнейший в мире город в арктической зоне, стоящий на широте 68°58′. Полярный день приходит туда 22 мая и продолжается до 22 июля. Ровно два месяца солнце вообще не прячется за горизонт. Ночью оно просто опускается пониже к северной части неба, скользит над сопками и снова начинает подниматься выше. Полярная ночь в Мурманске длится сорок суток подряд, со 2 декабря по 10–11 января. В это время город полностью освещается уличными фонарями и подсветкой зданий.

Норвегия благодаря теплому течению Гольфстрим заселена за Полярным кругом еще плотнее. Популярный студенческий и туристический центр Тромсё находится на широте 69°40′. Там полярный день держится с 18 мая по 26 июля. Местные жители привыкли играть в футбол и гулять по горам в два часа ночи при ярком дневном свете. Еще экстремальнее дела обстоят на норвежском архипелаге Шпицберген в Северном Ледовитом океане на 78-й параллели. В главном поселке архипелага, Лонгйире, солнце не садится больше четырех месяцев подряд — с конца апреля по конец августа.

Чем полярная ночь отличается от привычной темноты

Многие думают, что полярная ночь — это глухая чернота с горящими звездами на протяжении нескольких месяцев. В обитаемых городах это совсем другое явление. Даже когда само солнце скрыто за выпуклостью Земли, его лучи освещают верхние слои атмосферы и создают рассеянный свет.

Астрономы делят это время на несколько состояний в зависимости от угла, на который солнце погружается под горизонт:

• Гражданские сумерки наступают при погружении светила на глубину до шести градусов, когда на улице достаточно светло для чтения книги без фонаря
• Навигационные сумерки соответствуют погружению от шести до двенадцати градусов, при которых видны очертания крупных ориентиров и яркие звезды
• Астрономические сумерки длятся при спуске от двенадцати до восемнадцати градусов, создавая лишь легкий след зари на краю неба
• Полная полярная ночь наступает только при опускании светила ниже восемнадцати градусов под горизонт, когда наступает абсолютная космическая темнота

В Мурманске, Норильске или Тромсё середина дня во время полярной ночи выглядит как затянувшиеся синевато-розовые сумерки. Около полудня горизонт окрашивается мягким рассветным заревом на три-четыре часа. Жители успевают насладиться приглушенным естественным светом, после чего город снова погружается в вечерний полумрак.

Как человек и природа живут в таких условиях

Жизнь за Полярным кругом требует серьезной перестройки биологических ритмов. Организм человека ориентируется на смену дня и ночи через выработку гормона сна — мелатонина. Когда летом солнце светит в окно в три часа ночи, мозг считает, что спать еще рано. Жителям заполярных городов приходится использовать плотные шторы блэкаут и маски для сна, чтобы обеспечить себе полноценный отдых.

Зимой возникает обратная сложность из-за нехватки естественного ультрафиолета. При отсутствии солнечных лучей человеческая кожа перестает синтезировать витамин D, что вызывает сонливость, упадок сил и ослабление иммунитета. В школах Заполярья в расписание уроков включают светотерапию под специальными лампами, а врачи рекомендуют принимать витаминные комплексы и соблюдать четкий режим дня.

Растения и животные тундры прекрасно приспособились к столь резкому климату. За короткий полярный день карликовые березы, мхи, ягоды и травы успевают пройти полный жизненный цикл благодаря непрерывному фотосинтезу. Зато зимой вся природа замирает под толстым снежным одеялом, спасаясь от стужи в ожидании первых весенних лучей.