Введение
Полярный круг — географический термин для условной круговой линии (дуги), относящейся либо к Северному полярному кругу, либо к Антарктическому кругу. Это два ключевых круга широты (параллели). На Земле Арктический круг в настоящее время дрейфует к северу со скоростью около 14,5 м в год и сейчас находится на средней широте (т. е. без учета астрономической нутации) N; Антарктический круг в настоящее время дрейфует к югу со скоростью около 14,5 м в год и сейчас находится на средней широте S. Полярные круги часто приравниваются к полярным регионам Земли. В силу своей климатической среды, большая часть Северного полярного круга, значительная часть которого покрыта морями, мало заселена, в то время как это справедливо для всей Антарктиды, которая в основном состоит из суши и защищенных ледяных шельфов. Если бы Земля не имела атмосферы, оба полярных круга (дуги) наблюдали бы как минимум один день в году, когда центр Солнца непрерывно находится над горизонтом, и как минимум один день в году, когда он всегда находится ниже горизонта – полярный день и полярную ночь, как это происходит в течение более длительного времени внутри этих кругов. Вплоть до и включая соответствующие полюса (Северный и Южный), географически известные как холодные зоны, такая продолжительность может достигать полугода, то есть вблизи полюсов. Однако атмосферная рефракция и то, что солнечный свет достигает планеты как протяженный объект, а не точечный источник, приводят к тому, что непосредственно внутри каждого круга поверхность Земли не испытывает полноценной полярной ночи, то есть 24 часа, когда солнце не восходит. Под влиянием тех же двух факторов, непосредственно за пределами каждого круга все еще наблюдается полярный день (день, в который солнце не полностью заходит). Широта полярных кругов равна + или −90 градусам (что соответствует Северному и Южному полюсам соответственно) минус осевой наклон (то есть наклон оси суточного вращения Земли относительно эклиптики, плоскости орбиты Земли). Этот преобладающий средний наклон Земли незначительно изменяется, явление, известное как нутация. Поэтому указанные выше широты рассчитываются путем усреднения значений наклона, полученных за много лет наблюдений. Осевой наклон также подвержен долгосрочным изменениям, как описано в справочной статье (разница в 1 секунду дуги (″) в наклоне эквивалентна изменению примерно на 31 метр к северу или югу в положении полярных кругов на поверхности Земли).
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).
Соответствие полярной ночи и дня
Полярные круги почти точно соответствуют границам зон, где полярная ночь и полярный день наблюдаются во время зимнего и летнего солнцестояний соответственно. Однако соответствие это неполное из-за двух факторов. Первый – атмосферная рефракция, при которой атмосфера Земли изгибает лучи света вблизи горизонта. Второй фактор обусловлен угловым диаметром Солнца, видимым с орбиты Земли (который незначительно меняется в течение каждого оборота). Эти факторы приводят к тому, что наблюдаемые границы на земной поверхности отклоняются от кругов. Дополнительным глобальным фактором, влияющим на этот диапазон значений, является нутация Земли – очень небольшое изменение наклона оси вращения. Наблюдатели, находящиеся на большей высоте над уровнем моря, могут видеть небольшую часть солнечного диска (см. горизонт), в то время как на более низких участках он не восходит. Для Арктического круга это означает смещение на 80–100 км к северу от круга зимой и на 80–100 км к югу от круга летом; для Антарктического круга – обратное смещение.