Кіріспе
Полярлық шеңбер – Арктикалық шеңбер немесе Антарктикалық шеңберге қатысты географиялық термин, шартты түрде дөңгелек сызық (доға) ретінде қарастырылады. Бұл ендік шеңберлерінің (параллельдердің) екеуі. Қазіргі уақытта Жер бетінде Солтүстік поляр шеңбері жылына шамамен 14,5 метр жылдамдықпен солтүстікке қарай жылжып, орташа ендігі (астрономиялық нутация ескерілмей) N-ге тең; Антарктикалық шеңбер де жылына шамамен 14,5 метр жылдамдықпен оңтүстікке қарай жылжып, орташа ендігі S-ке тең. Полярлық шеңберлер көбінесе Жердің полярлық аймақтарымен байланыстырылады. Климаттық жағдайларына байланысты, Арктикалық шеңбердің көп бөлігі, көбінесе теңізден тұратындықтан, сирек қоныстанған, ал Антарктиданың барлық бөлігі құрлықтан және қорғалған мұз жамылғыларынан тұрады. Егер Жерде атмосфера болмаса, екі полярлық шеңберде де (доғаларда) Күннің ортасы жыл бойына кем дегенде бір күн көкжиектің үстінде және кем дегенде бір күн көкжиектің астында болар еді – полярлық күн және полярлық түн, бұл шеңберлердің ішінде одан ұзаққа созылар еді. Солтүстік және Оңтүстік полюстерге дейінгі, географиялық тұрғыдан суық аймақтар деп аталатын аймақтарда мұндай ұзақтық жылдың жартысына дейін, әсіресе полюстерге жақын жерлерде жетеді. Бірақ атмосфералық рефракция және Күн сәулесінің планетаға нүктелік емес, кеңейтілген нысан ретінде жетуі салдарынан, әр шеңбердің ішінде Жер бетінде толыққанды полярлық түн, яғни Күннің шықпайтын 24 сағаттық кезеңі болмайды. Осы екі фактордың арқасында әр шеңбердің сыртында полярлық күн (күн толық батпайтын күн) байқалады. Полярлық шеңберлердің ендігі + немесе -90 градусқа (тиісінше Солтүстік және Оңтүстік полюстерге қатысты) тең, осыдан Жер осінің эклиптикаға (Жер орбитасының жазықтығына) қатысты бұрылуы шегеріледі. Жердің орташа бұрылуы шамалы өзгереді, бұл құбылыс нутация деп аталады. Сондықтан жоғарыда көрсетілген ендіктер көп жылдық байқаулардың нәтижесінде алынған бұрылу мәндерінің орташасы есебінен есептеледі. Осілік бұрылу да ұзақ мерзімді өзгерістерге ұшырайды (бұрылудағы 1 секундтық доғаның айырмашылығы Жер бетіндегі полярлық шеңберлердің орналасуында шамамен 31 метрлік солтүстікке немесе оңтүстікке қарай жылжуға тең).
A polar circle is a geographic term for a conditional circular line (arc) referring either to the Arctic Circle or the Antarctic Circle. These are two of the keynote circles of latitude (parallels). On Earth, the Arctic Circle is currently drifting northwards at a speed of about 14.5 m per year and is now at a mean latitude (i. e. without taking into account the astronomical nutation) of N; the Antarctic Circle is currently drifting southwards at a speed of about 14.5 m per year and is now at a mean latitude of S. Polar circles are often equated with polar regions of Earth. Due to their inherent climate environment, the bulk of the Arctic Circle, much of which is sea, is sparsely settled whereas this applies to all of Antarctica which is mainly land and sheltered ice shelves. If Earth had no atmosphere then both polar circles (arcs) would see at least a day a year when the center of the Sun is continuously above the horizon and at least a day a year when it is always below the horizon – a polar day and a polar night as is the case for longer, within the circles. Up to and including the associated poles (North and South), known geographically as the frigid zones such duration extends up to half of the year, namely, close to the poles. Instead, atmospheric refraction and the Sun's light reaching the planet as an extended object rather than a point source means that just within each circle the Earth's surface does not experience any proper polar night, 24 hours where the sun does not rise. By these same two factors, just outward of each circle still experiences a polar day (a day in which the sun does not fully set). The latitude of the polar circles is + or −90 degrees (which refers to the North and South Pole, respectively) minus the axial tilt (that is, of the Earth's axis of daily rotation relative to the ecliptic, the plane of the Earth's orbit). This predominant, average tilt of the Earth varies slightly, a phenomenon described as nutation. Therefore, the latitudes noted above are calculated by averaging values of tilt observed over many years. The axial tilt also exhibits long term variations as described in the reference article (a difference of 1 second of arc (″) in the tilt is equivalent to a change of about 31 metres north or south in the positions of the polar circles on the Earth's surface).
Полярлық түн мен күннің сәйкестігі
Полярлық шеңберлер полярлық түн мен полярлық күннің қысқы және жазғы күн тоғысында болатын аймақтардың шекараларымен шамамен дәл сәйкес келеді. Бірақ, екі фактордың әсерінен толық сәйкес келмейді. Біріншісі – атмосфералық рефракция, яғни Жер атмосферасы көкжиекке жақын жарық сәулелерін қисайтады. Екінші фактор Жер орбитасынан қарағанда Күннің бұрыштық диаметрімен байланысты (әрбір айналым кезінде бұл диаметр өте аз өзгереді). Осы факторлардың нәтижесінде, жер бетіндегі байқалатын шекаралар шеңберден алшақ орналасады. Бұл сандық диапазонға әсер ететін тағы бір жаһандық фактор – Жердің нутациясы, яғни осінің өте шағын өзгерісі. Теңіз деңгейінен биік орналасқан бақылаушылар Күн дискісінің шағын бөлігін көре алады (көкжиекке қараңыз), ал төменгі жатқан жерлерде Күн көтерілмейді. Арктикалық шеңбер үшін қыста шеңберден солтүстікке қарай 80–100 км, ал жазда – оңтүстікке қарай 80–100 км аралықта болады; ал екінші шеңберге кері бағыт қолданылады.