Сумеречное освещение и его виды

Введение

Атмосферное освещение Солнцем ниже горизонта

Сумерки – это свет, возникающий в результате рассеяния солнечного света в верхних слоях атмосферы, когда Солнце находится ниже горизонта, и освещающий нижние слои атмосферы и поверхность Земли. Слово "сумерки" также может обозначать периоды времени, когда наблюдается это освещение. Чем ниже Солнце опускается за горизонт, тем слабее становятся сумерки (при прочих равных атмосферных условиях). Когда Солнце опускается на 18° ниже горизонта, яркость сумерек становится почти нулевой, и вечерние сумерки переходят в ночь. Когда Солнце вновь опускается на 18° ниже горизонта, ночь переходит в утренние сумерки. Благодаря своим уникальным характеристикам, в первую очередь отсутствию теней и силуэтным изображениям объектов на фоне светлого неба, сумерки давно привлекают фотографов и художников, которые часто называют это время "синим часом", по аналогии с французским выражением l'heure bleue. По аналогии с вечерними сумерками, слово "сумерки" иногда используется метафорически для обозначения угасания или приближающегося конца чего-либо. Например, о пожилых людях говорят, что они "находятся в сумерках жизни". Прилагательное, связанное с сумерками, – сумеречный, которое используется для описания поведения животных, наиболее активных в этот период.

Определения по геометрии

Сумерки определяются в соответствии с углом возвышения Солнца над горизонтом θs, который представляет собой положение геометрического центра Солнца относительно горизонта. Существует три общепринятых и широко используемых подкатегории сумерек: гражданские сумерки (ближайшие к горизонту), морские сумерки и астрономические сумерки (наиболее удалённые от горизонта). Гражданские сумерки – это период, когда остаётся достаточно естественного света, чтобы искусственное освещение в городах и населённых пунктах не требовалось. В вооружённых силах США используются аббревиатуры BMCT (начало утренних гражданских сумерек, то есть гражданский рассвет) и EECT (окончание вечерних гражданских сумерек, то есть гражданский закат) для обозначения начала утренних гражданских сумерек и окончания вечерних гражданских сумерек соответственно. Гражданскому рассвету предшествуют утренние морские сумерки, а за гражданскими сумерками следуют вечерние морские сумерки. В ясную погоду гражданские сумерки приблизительно соответствуют пределу, при котором солнечного света достаточно для того, чтобы человеческий глаз мог чётко различать наземные объекты. Достаточное освещение делает искусственные источники света ненужными для большинства видов деятельности на открытом воздухе. Во время гражданского рассвета и гражданского заката солнечный свет чётко очерчивает горизонт, при этом могут быть видны самые яркие звёзды и планеты. Как видно с Земли (см. звёздную величину), любители астрономии знают Венеру, самую яркую планету, как «утреннюю звезду» или «вечернюю звезду», поскольку её можно увидеть во время гражданских сумерек. Законодатели закрепили понятие гражданских сумерек в законодательстве. Обычно в таких нормативных актах используется фиксированный промежуток времени после захода или перед восходом солнца (чаще всего 20–30 минут), а не количество градусов, на которое Солнце находится ниже горизонта. Примеры включают случаи, когда водители автомобилей обязаны включать фары (в Великобритании это называется «временем включения освещения»), когда охота ограничена, или когда кража со взломом квалифицируется как ночная кража, за которую в некоторых юрисдикциях предусмотрены более суровые наказания. Этот период может влиять на то, когда для эксплуатации воздушного судна требуется дополнительное оборудование, например, огни противостолкновения. В США гражданские сумерки для авиации определены в части 1.1 Федеральных авиационных правил (FAR) как время, указанное в Американском авиационном альманахе.

Twilight is defined according to the solar elevation angle θs, which is the position of the geometric center of the Sun relative to the horizon. There are three established and widely accepted subcategories of twilight: civil twilight (nearest the horizon), nautical twilight, and astronomical twilight (farthest from the horizon). Civil twilight is the period when enough natural light remains that artificial light in towns and cities is not needed. In the United States' military, the initialisms BMCT (begin morning civil twilight, i. e., civil dawn) and EECT (end evening civil twilight, i. e., civil dusk) are used to refer to the start of morning civil twilight and the end of evening civil twilight, respectively. Civil dawn is preceded by morning nautical twilight and civil dusk is followed by evening nautical twilight. Under clear weather conditions, civil twilight approximates the limit at which solar illumination suffices for the human eye to clearly distinguish terrestrial objects. Enough illumination renders artificial sources unnecessary for most outdoor activities. At civil dawn and at civil dusk sunlight clearly defines the horizon while the brightest stars and planets can appear. As observed from the Earth (see apparent magnitude), sky gazers know Venus, the brightest planet, as the "morning star" or "evening star" because they can see it during civil twilight. Lawmakers have enshrined the concept of civil twilight. Such statutes typically use a fixed period after sunset or before sunrise (most commonly 20–30 minutes), rather than how many degrees the Sun is below the horizon. Examples include when drivers of automobiles must turn on their headlights (called lighting up time in the UK), when hunting is restricted, or when the crime of burglary is to be treated as nighttime burglary, which carries stiffer penalties in some jurisdictions. The period may affect when extra equipment, such as anti collision lights, is required for aircraft to operate. In the US, civil twilight for aviation is defined in Part 1.1 of the Federal Aviation Regulations (FARs) as the time listed in the American Air Almanac.

Морской сумерки

Морские сумерки определяются как период, когда геометрический центр Солнца находится между 12° и 6° ниже горизонта. Морские сумерки также имеют значение для военных целей. При планировании военных операций используются и учитываются аббревиатуры BMNT (начало утренних морских сумерек, то есть морской рассвет) и EENT (конец вечерних морских сумерек, то есть морской закат). Военное подразделение может усиливать меры безопасности в период BMNT и EENT, например, переходить в состояние повышенной готовности ("стоя на боевой вахте"), когда каждый занимает оборонительную позицию.

Астрономический сумерки

Астрономические сумерки наступают, когда геометрический центр Солнца находится на 12–18° ниже горизонта.

Продолжается с одного дня на другой

На широтах, превышающих примерно 48°34' северной или южной широты, в даты, близкие к летнему солнцестоянию (21 июня в Северном полушарии или 21 декабря в Южном полушарии), сумерки могут длиться от захода до восхода солнца, поскольку Солнце не опускается ниже 18 градусов ниже горизонта, поэтому полная темнота не наступает даже в солнечную полночь. Эти широты включают в себя многие густонаселенные регионы Земли, включая всю Великобританию и другие страны Северной Европы и даже части Центральной Европы. Это также происходит в Южном полушарии, но приходится на 21 декабря. Этот тип сумерек также наблюдается между одним днем и следующим на широтах внутри полярных кругов незадолго до и после периода полярного дня. Летнее солнцестояние в Северном полушарии приходится на 21 июня, а в Южном полушарии – на 21 декабря. Гражданские сумерки: между приблизительно 60°34' и 65°44' северной или южной широты. В Северном полушарии это включает центр Аляски, Исландию, Финляндию, Швецию, Норвегию, Фарерские острова и Шетландские острова. В Южном полушарии это включает части Южного океана и северную оконечность Антарктического полуострова. Если гражданские сумерки длятся всю ночь, это также называют белой ночью. Морские сумерки: между приблизительно 54°34' и 60°34' северной или южной широты. В Северном полушарии это включает центр Аляски, Россию, Канаду, Эстонию, Латвию, Шотландию, Норвегию, Швецию, Финляндию, Литву и Данию. В Южном полушарии это включает самую южную точку Южной Америки и Ушуайю в Аргентине. Если морские сумерки длятся всю ночь, это также называют белой ночью. Астрономические сумерки: между приблизительно 48°34' и 54°34' северной или южной широты. В Северном полушарии это включает центр острова Мэн, Алеутские острова, Соединенное Королевство, Беларусь, Ирландию, Нидерланды, Польшу, Германию, Бельгию, Чешскую Республику, Беллингем (Вашингтон), остров Оркас (Вашингтон), Ванкувер (Британская Колумбия), Париж (Франция), Люксембург, Гернси, Украину, Словакию и Венгрию. В Южном полушарии это включает центр Южной Георгии и Южных Сандвичевых островов, остров Буве, остров Хёрд, Фолклендские острова. Также сюда входят Эль-Калафате и Рио-Галлегос в Аргентине и Пуэрто-Наталес в Чили. Если астрономические сумерки длятся всю ночь, это не считается белой ночью. Это явление известно как серые сумерки – ночи, когда не становится достаточно темно для астрономических наблюдений глубокого космоса.

At latitudes greater than about 48°34' North or South, on dates near the summer solstice (June 21 in the Northern Hemisphere or December 21 in the Southern Hemisphere), twilight can last from sunset to sunrise, since the Sun does not sink more than 18 degrees below the horizon, so complete darkness does not occur even at solar midnight. These latitudes include many densely populated regions of the Earth, including the entire United Kingdom and other countries in northern Europe and even parts of central Europe. This also occurs in the Southern Hemisphere, but occurs on December 21. This type of twilight also occurs between one day and the next at latitudes within the polar circles shortly before and shortly after the period of midnight sun. The summer solstice in the Northern Hemisphere is on June 21st, while the summer solstice in the Southern Hemisphere is on December 21st. Civil twilight: between about 60°34' and 65°44' north or south. In the northern hemisphere, this includes the center of Alaska, Iceland, Finland, Sweden, Norway, Faroe Islands and Shetland. In the southern hemisphere this includes parts of the Southern Ocean and the northern tip of the Antarctic Peninsula. When civil twilight lasts all night, this is also referred as a white night. Nautical twilight: between about 54°34' and 60°34' north or south. In the northern hemisphere this includes the center of Alaska, Russia, Canada, Estonia, Latvia, Scotland, Norway, Sweden, Finland, Lithuania, and Denmark. In the southern hemisphere this includes the southernmost point of South America, and Ushuaia in Argentina. When nautical twilight lasts all night, this is also referred as a white night. Astronomical twilight: between about 48°34' and 54°34' north or south. In the northern hemisphere, this includes the center of Isle of Man, Aleutian Islands, United Kingdom, Belarus, Ireland, Netherlands, Poland, Germany, Belgium, Czech Republic, Bellingham, Washington, Orcas Island, Washington, Vancouver, British Columbia, Paris, France, Luxembourg, Guernsey, Ukraine, Slovakia and Hungary. In the southern hemisphere this includes the center of South Georgia and the South Sandwich Islands, Bouvet Island, Heard Island, Falkland Islands. It also includes El Calafate and Río Gallegos in Argentina, and Puerto Natales in Chile. When astronomical twilight lasts all night, this does not constitute a white night. This phenomenon is known as the grey nights, nights when it does not get dark enough for astronomers to do their observations of the deep sky.

Между одной ночью и следующей

В арктических и антарктических широтах зимой полярная ночь лишь изредка вызывает полную темноту в течение 24 часов. Это возможно только в районах, расположенных в пределах примерно 5,5 градусов широты от полюса, и только в даты, близкие к зимнему солнцестоянию. Во всех остальных широтах и в другие даты полярная ночь включает в себя ежедневный период сумерек, когда Солнце находится недалеко от горизонта. Около зимнего солнцестояния, когда солнечная склонение меняется медленно, полная темнота продолжается несколько недель на самом полюсе, например, с 11 мая по 31 июля на станции Амундсена-Скотта на Южном полюсе. Северный полюс переживает это с 13 ноября по 29 января. Солнечный полдень при гражданских сумерках во время полярной ночи: между примерно 67°24' и 72°34' северной или южной широты. Солнечный полдень при морских сумерках во время полярной ночи: между примерно 72°34' и 78°34' северной или южной широты. Солнечный полдень при астрономических сумерках во время полярной ночи: между примерно 78°34' и 84°34' северной или южной широты. Солнечный полдень ночью во время полярной ночи: между примерно 84°34' и точно 90° северной или южной широты.

Длится 24 часа

На широтах, превышающих 81°25' северной или южной широты, поскольку разница в угловой высоте Солнца составляет менее 18 градусов, сумерки могут длиться все 24 часа. Это происходит в течение одного дня на широтах вблизи 8°35' от полюса и может продолжаться до нескольких недель по мере продвижения к полюсу. Это явление наблюдается как вблизи Северного, так и вблизи Южного полюса. Единственным постоянным населенным пунктом, где это происходит, является Алерт в Нунавуте, Канада, где это наблюдается с 22 по 26 февраля и снова с 15 по 19 октября.

На других планетах

Сумерки на Марсе длятся дольше, чем на Земле, и могут продолжаться до двух часов до восхода или после захода солнца. Пыль, находящаяся высоко в атмосфере, рассеивает свет на освещенной стороне планеты в ночное время. Аналогичные сумерки наблюдаются на Земле после крупных вулканических извержений.

Христианство

В христианской практике "бдения" часто совершаются в сумерках вечером накануне больших праздников. Например, Пасхальное бдение проводится в темное время суток между заходом солнца в Великую субботу и восходом солнца в Пасхальное воскресенье — как правило, вечером в Великую субботу или в полночь — и является первым празднованием Пасхи, поскольку дни традиционно отсчитываются от захода солнца.

Индуизм

Индуизм предписывает соблюдение определенных практик в сумерках, период, обычно называемый сандхья. Этот период также называется поэтической формой годхули на санскрите, буквально «коровья пыль», что связано со временем возвращения коров с пастбищ, поднимающих пыль. Многие ритуалы, такие как Сандхьявандинам и пуджа, совершаются в сумеречное время. Употребление пищи в это время не рекомендуется. По мнению некоторых последователей, в эти часы активны асуры. Один из аватаров Вишну, Нарасимха, тесно связан с периодом сумерек. Согласно индуистским писаниям, царь асуров Хираньякашипу совершил аскезу и получил благословение от Брахмы, согласно которому он не мог быть убит ни днем, ни ночью, ни человеком, ни животным, ни внутри своего дома, ни снаружи. Вишну явился в форме получеловека-полульва (не человека и не животного) и положил конец жизни Хираньякашипу в сумерках (ни днем, ни ночью), когда тот находился на пороге своего дома (ни внутри, ни снаружи).

Исламский

Сумерки важны в исламе, поскольку они определяют время совершения определенных обязательных молитв. Утренняя сумерка (аль-фаджр) указывает на время утренней молитвы (салят аль-фаджр), а вечерняя сумерка – на время вечерней молитвы (салят аль-магриб). Кроме того, во время Рамадана время окончания сухура (предрассветного приема пищи) наступает с утренней сумеркой, а разговение (ифта́р) – после захода солнца. В исламском праве также ведется важное обсуждение вопроса о разнице между "истинным рассветом" (ас-садик) и "ложным рассветом" (ас-субх аль-казиб).

Иудаизм

В иудаизме сумерки не считаются ни днем, ни ночью, и поэтому рассматриваются как мера предосторожности, чтобы не нарушать границы ни дня, ни ночи. Их можно рассматривать как пограничное время. Например, сумерки пятницы считаются началом субботы, а сумерки субботы – окончанием субботы; то же правило применяется и к праздникам.