Siang kutub dan malam kutub

Pada 10 Mei 2026, Matahari terbit di Utqiaġvik, Alaska, dan tidak terbenam lagi selama 84 hari.

Saat persamaan tidak memiliki solusi

Dalam persamaan matahari terbit, cos H = −tan φ tan δ, nilai kosinus harus berada antara −1 dan 1. Di dekat kutub pada musim panas, ruas kanan menjadi lebih kecil daripada −1, sedangkan pada musim dingin lebih besar daripada 1. Tidak ada sudut jam yang memenuhi: Matahari tidak pernah melintasi cakrawala. Pada musim panas, artinya Matahari mengitari langit selama 24 jam, disebut matahari tengah malam atau siang kutub. Pada musim dingin, artinya Matahari tetap di bawah cakrawala sepanjang hari, disebut malam kutub.

Batasnya mudah ditemukan. Saat solstis Juni, Matahari tepat di atas 23.44° LU, sehingga lingkaran iluminasi menjangkau 23.44° melewati Kutub Utara hingga 90° − 23.44° = 66.56° LU di sisi seberangnya. Semua tempat di utara garis itu tetap terang sepanjang hari. Garis itu adalah Lingkar Arktik. Lingkar Antarktik pada 66.56° LS memiliki peran yang sama enam bulan kemudian. Saat solstis Desember, perannya bertukar: di utara Lingkar Arktik, Matahari sama sekali tidak terbit.

Lebih lama daripada dugaanmu

Tepat di Lingkar Arktik, jika hanya memperhitungkan geometri, Matahari akan tetap berada di atas cakrawala selama 24 jam hanya pada satu hari. Pengamat sebenarnya melihat lebih dari itu. Udara membelokkan sinar Matahari dan tepi atas Matahari muncul sebelum pusatnya, sehingga model (dengan aturan 90.833° NOAA) memberikan sekitar satu bulan tanpa matahari terbenam pada 66.56° LU. Matahari tengah malam bahkan dapat terlihat sedikit di selatan Lingkar Arktik. Sebaliknya, pembiasan memperpendek malam kutub, sehingga musim gelap selalu sedikit lebih pendek daripada musim terang pada lintang yang sama.

Utqiaġvik (dahulu Barrow), kota paling utara di Amerika Serikat, berada pada sekitar 71.3° LU. Pada 2026, FOX Weather melaporkan bahwa Matahari terbit di sana pada 10 Mei dan tidak akan terbenam hingga 2 Agustus, selama 84 hari. Rumus model memberikan 83 hari pada lintang tersebut, cukup mendekati mengingat kondisi cakrawala setempat dan cuaca. Pada musim dingin, kota ini mengalami malam kutub selama sekitar dua bulan, dari pertengahan November hingga akhir Januari. Di Kutub Utara sendiri, Matahari berada di atas cakrawala selama kira-kira setengah tahun dan di bawahnya selama setengah tahun sisanya.

Tetap dingin meski siang tanpa henti

Sinar Matahari selama dua puluh empat jam terdengar seperti gelombang panas, tetapi musim panas kutub tetap sejuk. Matahari mengitari langit pada ketinggian rendah. Di Lingkar Arktik saat solstis Juni, ketinggian Matahari tengah hari hanya 90° − |66.56° − 23.44°| = 46.88°, dan di Kutub Utara tidak pernah melebihi 23.44°. Sinar Matahari yang rendah tersebar lebih tipis, sebagian besarnya dipantulkan salju dan es, dan sebagian energinya dipakai untuk mencairkan es alih-alih menghangatkan. Meski demikian, siang yang panjang berpengaruh: tumbuhan di Arktik tumbuh cepat selama musim panas yang singkat.