Введение

Полярная ночь – это явление, наблюдаемое в самых северных и самых южных регионах Земли, где ночь длится более 24 часов. Это происходит только внутри полярных кругов. Противоположным явлением является полярный день, или полуночное солнце, когда Солнце остаётся над горизонтом более 24 часов. Под "ночью" понимается положение центра Солнца ниже свободного горизонта. Поскольку атмосфера преломляет солнечный свет, полярный день длится дольше полярной ночи, а область, подверженная полярной ночи, несколько меньше, чем область полуночного солнца. Полярный круг расположен на широте между этими двумя областями, приблизительно на 66,5°. Когда в Северном полярном круге день, в Антарктическом круге – ночь, и наоборот. Любая планета или спутник с достаточным наклоном оси, вращающийся относительно своей звезды значительно чаще, чем он обращается вокруг неё (и не находящийся в приливной блокировке с ней), будет испытывать аналогичное явление – ночь, длящаяся более одного периода вращения.

Описание

Продолжительность полярной ночи варьируется в зависимости от широты: от 24 часов сразу за полярными кругами до 179 дней на полюсах. Как уже упоминалось, нахождение в условиях полярной ночи не означает, что местность погружена в полную темноту; во многих случаях, благодаря преломлению солнечного света над горизонтом, местность, испытывающая полярную ночь, может находиться в одной из различных фаз полярных сумерек. Подобно местам, где наблюдается день, середина дня обычно является самым светлым временем в местностях, где наблюдаются полярные сумерки. Например, типичный день в полярную ночь в Вадсё, Норвегия, начинается с астрономической ночи, затем следует астрономические сумерки, морские сумерки и гражданские сумерки в таком порядке (каждая последующая фаза содержит больше света, чем предыдущая). После гражданских сумерек день проходит через остальные фазы в обратном порядке (морские сумерки, затем астрономические сумерки, и, наконец, астрономическая ночь, завершающая день).

Типы полярной ночи

Как существуют различные виды сумерек, так существуют и различные виды полярной ночи. Каждый вид полярной ночи определяется моментом, когда темнота превышает темноту соответствующего вида сумерек. Описания ниже приведены для относительно ясного неба, поэтому при наличии плотных облаков небо будет казаться еще темнее.

Гражданская полярная ночь

В период гражданской полярной ночи в полдень видно лишь слабое свечение. Это происходит, когда отсутствует гражданский сумерек и наблюдается только морской сумерек в момент солнечной кульминации. Гражданский сумерек наступает, когда Солнце находится между 0 и 6° ниже горизонта, а гражданская ночь – когда оно опускается ниже этого значения. Следовательно, гражданская полярная ночь ограничена широтами выше примерно 72° 34', то есть ровно на 6° внутри полярного круга. Ни в одной части континентальной Европы это условие не выполняется. Однако на норвежской территории Шпицберген гражданская полярная ночь длится примерно с 11 ноября по 30 января. В российском поселке Диксон гражданская полярная ночь наблюдается с 6 декабря по 6 января. Во время плотной облачности такие места, как побережье Финнмарка (около 70°) в Норвегии, переживают более темный "день". На канадской территории Понд-Инлет, Нунавут, гражданская полярная ночь длится примерно с 16 декабря по 26 декабря.

Морская полярная ночь

В течение периода морской полярной ночи нет следов дневного света, за исключением времени вокруг полудня. Это происходит, когда отсутствует морской сумерки и наблюдаются только астрономические сумерки в момент солнечной кульминации. Морские сумерки наступают, когда Солнце находится между шестью и двенадцатью градусами ниже горизонта. Около полудня на горизонте есть область, где из-за рефракции света больше, чем в других местах. Во время морской ночи Солнце находится ниже 12° ниже горизонта, поэтому морская полярная ночь ограничена широтами выше примерно 78° 34', что составляет ровно 12° внутри полярного круга или примерно 11,5° от полюса. На норвежской территории Свальбарда, в поселке Ню-Олесунн, это наблюдается с 12 по 30 декабря. В его антиподе это происходит с 12 июня по 1 июля. На канадской территории Эврика (Нунавут) это наблюдается со 2 декабря по 8 января. В его антиподе это происходит с 1 июня по 11 июля. На российской территории Земли Франца-Иосифа это наблюдается с 27 ноября по 15 января. В его антиподе это происходит с 25 мая по 17 июля. В Алерте (Нунавут), самом северном поселении Канады и мира, это наблюдается с 19 ноября по 22 января. В его антиподе это происходит с 19 мая по 25 июля. В Уодааке, на гравийной отмели на северной оконечности Гренландии, являющейся спорной самой северной точкой суши, это наблюдается с 15 ноября по 27 января. В его антиподе это происходит с 13 мая по 31 июля.

Астрономическая полярная ночь

Астрономическая полярная ночь – это период непрерывной ночи, когда астрономические сумерки не наблюдаются. Астрономические сумерки наступают, когда Солнце находится между двенадцатью и восемнадцатью градусами ниже горизонта, а астрономическая ночь – когда оно опускается ниже этой отметки. Таким образом, астрономическая полярная ночь ограничена широтами выше примерно 84° 34', что составляет ровно 18° внутри полярного круга, или приблизительно пять с половиной градусов от полюса. Единственным постоянным населённым пунктом на Земле, расположенным выше этой широты, является станция Амундсена-Скотта на Южном полюсе – научно-исследовательская станция, персонал которой зимой полностью изолирован с середины февраля до конца октября. Во время астрономической полярной ночи звёзды звёздной величины 6, то есть самые тусклые звёзды, видимые невооружённым глазом, будут видны в течение всего дня. Это происходит, когда Солнце находится между точно 18° и приблизительно 23° 26' ниже горизонта. Эти условия длятся около 11 недель на полюсах. Южный полюс в Антарктиде испытывает это с 11 мая по 1 августа. На Северном полюсе это происходит с 12 ноября по 28 января.

Полярный цикл Солнца

Если бы наблюдатель, находящийся на Северном или Южном полюсе, определил "день" как промежуток времени от момента наивысшего положения Солнца над горизонтом в течение одного периода дневного света до момента наивысшего положения Солнца над горизонтом следующего периода дневного света, то "полярный день", который испытал бы такой наблюдатель, длился бы один земной год.

Влияние на сон и психическое здоровье

Было проведено множество анализов для изучения влияния полярной ночи на человека. В Тромсё, Норвегия, городе, расположенном на 69 градусах северной широты, полярная ночь длится 2 месяца, с середины ноября до середины января. Анализ был проведен на основе данных опроса здоровья за 2015-2016 годы, в котором участвовали жители региона старше 40 лет, с целью изучения сезонных изменений режима сна в Тромсё. Исследование показало, что у мужчин в осенне-зимний период чаще встречается бессонница, но не у женщин. Однако в целом продолжительность сна в течение года практически не менялась, несмотря на резкие изменения в количестве дневного света; стоит отметить, что одним из факторов этого результата может быть значительное количество искусственного освещения в Тромсё. Аналогичное исследование было проведено среди мужчин, зимовавших на аргентинской исследовательской станции в Антарктиде – Белграно II. Станция расположена на 77 градусах южной широты, что приводит к полярной ночи продолжительностью 4 месяца. Исследование проводилось в ходе 5 различных зимних кампаний в 2010-х годах, в общей сложности с участием 82 человек. Исследование показало, что участники, как правило, спали дольше в летние месяцы, чем в зимние. Кроме того, в зимние месяцы наблюдался более выраженный социальный джетлаг. Третье исследование было направлено на изучение психического здоровья 88 членов корейской команды на двух антарктических исследовательских станциях – станции Кинг Седжонг и станции Чанг Бого. До начала исследования ни у одного из членов экипажа не было диагностировано психическое заболевание. Находясь в Антарктиде, у 7 из 88 членов экипажа было диагностировано психическое заболевание в начале зимы. К психическим заболеваниям относились расстройство сна (у 3 человек), депрессивное расстройство (у 1 человека), расстройство адаптации (у 2 человек) и расстройство, связанное с употреблением алкоголя (у 1 человека). В целом, оба антарктических исследования показали уменьшение продолжительности сна с началом зимы, в то время как исследование на корейских базах также выявило начало проблем с психическим здоровьем в этот период. Хотя исследование в Тромсё не показало такого же снижения продолжительности сна, как антарктические исследования (возможно, из-за большого количества искусственного света), оно выявило увеличение числа случаев бессонницы у мужчин зимой; таким образом, полярная ночь оказывала влияние на сон и/или психическое здоровье во всех трех исследованиях.