Mørketid, czyli czas ciemności. Ile trwa noc polarna?

Noc polarna to zjawisko astronomiczne, którego na Ziemi można doświadczyć, przebywając w pobliżu północnego lub południowego bieguna planety. W tym kontekście "noc" oznacza, że środek Słońca nie wychyla się ponad linię horyzontu przez co najmniej 24 godziny. W tym miejscu łatwo już zauważyć, że "noc polarna" wcale nie musi oznaczać przysłowiowych "egipskich ciemności". 

W rzeczywistości noce polarne można podzielić na trzy rodzaje:

• cywilne;
• nawigacyjne;
• astronomiczne.

Powyższe nazwy niezbyt dobrze oddają charakter tych zjawisk, dlatego dla pełnej jasności musimy przyjrzeć się im bliżej. Na początek musimy jednak wyjaśnić, dlaczego noc polarna na północy przypada w miesiącach zimowych, a na południu – w środku lata (przynajmniej "polskiego lata"). Wynika to bezpośrednio z nachylenia osi obrotu Ziemi. W zimie planeta jest zwrócona do Słońca w ten sposób, że promienie padają na półkulę północną niejako "od dołu" – najlepiej ilustruje to poniższa grafika.

Kulminacją tego zjawiska jest dzień przesilenia zimowego, czyli najkrótszy dzień w roku na danej półkuli. Dla mieszkańców Polski jest to 21 lub 22 grudnia. W tym roku będzie to ta druga data – na wysokości Warszawy wschód słońca nastąpi o godz. 7:43, a zachód o godz. 15:25, najkrótszy dzień w roku potrwa więc 7 godzin i 42 minuty. Jednocześnie będzie to najdłuższy dzień w roku dla mieszkańców półkuli południowej, a Słońce w zenicie zaświeci nad zwrotnikiem Koziorożca. 

Zjawisko nocy polarnej można obserwować wewnątrz okręgu wyznaczającego koła podbiegunowe, czyli za równoleżnikiem wyznaczającym 66°33' szerokości północnej (N) lub południowej (S). Noc polarna występuje po obu stronach Ziemi.

Cywilna noc polarna

Na skraju tego obszaru nie doświadczymy pełnych ciemności, w praktyce rzeczywistej nocy polarnej nie ujrzymy poniżej kolejnej granicy wyznaczanej przez równoleżnik – tym razem 72°34', czyli co najmniej 6 stopni wewnątrz koła podbiegunowego. Kiedy Słońce w kulminacyjnym momencie znajduje się między 0 a 6 stopniami pod horyzontem, mówimy o "cywilnym zmierzchu". 

W takiej konfiguracji promienie słoneczne trafiają wtedy w górne warstwy atmosfery. Część z nich odbija się od powłoki gazowej i trafia na powierzchnię, która mimo braku Słońca nad horyzontem otrzymuje pewną ilość światła. Mrok jest na tyle słaby, że nie utrudnia większości aktywności na świeżym powietrzu – wyjście na zewnątrz nie wiąże się z koniecznością zabierania ze sobą latarki.

Jeśli chodzi o Europę, to cywilnej nocy polarnej nie zobaczymy, stojąc nawet na najbardziej wysuniętym na północ kontynentalnym terytorium Norwegii. Dopiero podróż na Svalbard (daw. Spitsbergen) pozwala na takie obserwacje między 11 listopada a 30 stycznia. Inne miejsca, gdzie występuje pierwszy rodzaj nocy polarnej to północne rubieże azjatyckiej części Rosji, a także w pasie tzw. Kordylierów Arktycznych w Kanadzie. 

Nawigacyjna noc polarna

Zmierzch nawigacyjny ma miejsce, kiedy Słońce w szczytowym momencie swojej wędrówki nie znajduje się wyżej niż 6 stopni poniżej linii horyzontu na danej szerokości geograficznej. Dolną granicą tego zjawiska jest 12 stopni pod horyzontem – dopiero wtedy możemy mówić o nawigacyjnej nocy polarnej.

Nawigacyjna noc polarna jest więc możliwa tylko na szerokościach powyżej 78°33' N lub S, nie ma więc możliwości wystąpienia zmierzchu nawigacyjnego, a tylko astronomicznego, którym zajmiemy się za chwilę. Podczas nawigacyjnej nocy polarnej do powierzchni nie trafia praktycznie żadna ilość naturalnego światła, nie licząc światła gwiazd, odbitego od tarczy Księżyca, pochodzącego z reakcji chemicznych w atmosferze (zorze polarne). 

Delikatną łunę promieni słonecznych można dostrzec tylko w okolicach południa, patrząc prosto na południe (jeżeli przebywamy w obrębie północnego koła podbiegunowego).

Nawigacyjna noc polarna obejmuje obszary północnego Svalbardu i położonej nieco tylko na wschód, należącej do Rosji Ziemi Franciszka Józefa. W Kanadzie co roku, między 19 listopada i 22 stycznia obserwują ją mieszkańcy Alert w regionie Nunavut (Kanada) – najbardziej na północ wysuniętej osadzie ludzkiej na całym świecie. Dla jasności, nie ma tam jednak stałych mieszkańców, a jedynie zmieniające się załogi. Alert leży na 82°30' N, a więc bardzo blisko granicy, za którą pojawia się polarna noc astronomiczna.

Astronomiczna noc polarna

O zmierzchu astronomicznym można mówić wtedy, kiedy Słońce znajduje między 12 a 18 stopniem poniżej horyzontu. Wzorem powyższych rozróżnień, astronomiczna noc polarna występuje wtedy, kiedy Słońce znajdzie się więcej niż 18 stopni pod widnokręgiem. Taki układ jest możliwy tylko w najbardziej wysuniętych na północ i południe krańcach Ziemi – na szerokościach geograficznych powyżej 84°33' N lub S.

Noc polarna oznacza tam nieprzeniknione ciemności, które czasowo rozjaśnić mogą tylko inne niż nasza gwiazda źródła światła. Obecnie na świecie, za granicą 84°33' jest tylko jedno miejsce stale zamieszkane przez ludzi, Amundsen-Scott South Pole Station, amerykańska stacja naukowo-badawcza zlokalizowana na Antarktydzie.

Wbrew powszechnej opinii noc polarna i dzień polarny nie dzielą roku na biegunach na dwie równe połowy po 6 miesięcy. W rzeczywistości "astronomiczna noc polarna" na obu biegunach trwa ok. 11 tygodni. Na bliższym nam geograficznie biegunie północnym jest to czas między 13 listopada a 29 stycznia. 

Na Antarktydzie (biegun południowy) będzie to nasz "środek lata", od 11 maja do 1 lub 2 sierpnia.

Czytaj także:

Kosmos zyskał całkiem nowe oblicze w 2023 roku. Oto dowody!

Polacy wezmą udział w ważnej misji ESA. Chodzi o badanie komet

Co się dzieje na Enceladusie? Naukowcy wykryli nowe związki organiczne

Zobacz też: