Полярный день и полярная ночь

10 мая 2026 года Солнце взошло над Уткиагвиком на Аляске и не заходило следующие 84 дня.

Когда формула не даёт решения

В уравнении восхода cos H = −tan φ tan δ косинус должен находиться между −1 и 1. Вблизи полюсов летом правая часть становится меньше −1, а зимой больше 1. Подходящего часового угла нет: Солнце не пересекает горизонт. Летом это означает, что оно описывает круг по небу все 24 часа; это полуночное солнце, или полярный день. Зимой оно весь день остаётся под горизонтом; это полярная ночь.

Границу легко найти. В июньское солнцестояние Солнце находится в зените на 23.44° с. ш., поэтому светораздел заходит на 23.44° за Северный полюс, до 90° − 23.44° = 66.56° с. ш. на противоположной стороне. Вся территория севернее этой линии остаётся освещённой целый день. Эта линия называется Северным полярным кругом. Южный полярный круг на 66.56° ю. ш. играет ту же роль через шесть месяцев. В декабрьское солнцестояние роли меняются: севернее Северного полярного круга Солнце вообще не восходит.

Дольше, чем ожидаешь

Точно на Северном полярном круге чисто геометрическое Солнце оставалось бы над горизонтом 24 часа лишь в один день. Но реальные наблюдатели видят больше. Воздух преломляет солнечный свет, а верхний край Солнца появляется раньше центра, поэтому модель (по правилу NOAA 90.833°) даёт около месяца без захода на 66.56° с. ш. Полуночное солнце можно увидеть даже немного южнее Северного полярного круга. В обратную сторону рефракция сокращает полярную ночь, поэтому на одной широте тёмный сезон всегда немного короче светлого.

Уткиагвик (бывший Барроу), самый северный город США, находится примерно на 71.3° с. ш. В 2026 году FOX Weather сообщило, что Солнце взошло там 10 мая и не зайдёт до 2 августа, то есть 84 дня. По формуле модели на этой широте получается 83 дня; это достаточно близко с учётом местного горизонта и погоды. Зимой в городе около двух месяцев полярной ночи, с середины ноября до конца января. На самом Северном полюсе Солнце примерно полгода находится над горизонтом и полгода под ним.

Холодно даже при постоянном свете

Круглосуточный солнечный свет напоминает о жаре, но полярное лето остаётся прохладным. Солнце ходит низко над горизонтом. На Северном полярном круге в июньское солнцестояние высота полуденного Солнца составляет лишь 90° − |66.56° − 23.44°| = 46.88°, а на Северном полюсе оно никогда не поднимается выше 23.44°. Низкие солнечные лучи распределяются по большой площади, значительная их часть отражается снегом и льдом, а часть энергии уходит на таяние, а не нагрев. И всё же долгие дни важны: арктические растения быстро растут за короткое лето.