Сумерки

Сумерки — интервал времени, в течение которого Солнце находится под горизонтом, а естественная освещённость на Земле обеспечивается рассеиванием солнечного света в атмосфере и остаточным люминесцентным свечением самой атмосферы, вызываемым ионизирующими излучениями Солнца.

В зависимости от максимального угла нахождения Солнца под горизонтом различают гражданские, навигационные и астрономические сумерки.

Сумерки на любой широте ниже полярного круга, в зависимости от определения понятия ночь, могут рассматриваться или как часть ночи, или как часть суток между ночью и днём. При этом сумерки могут называться утренними (перед восходом солнца) или вечерними (после заката).

Описание

Принято различать три вида сумерек: гражданские, навигационные и астрономические, в зависимости от максимального угла нахождения Солнца (центра солнечного диска) под истинным горизонтом. Астрономическая рефракция (около 35′) и угловой диаметр Солнца (половина диаметра — около 15′) обуславливают минимальное значение угла, определяющего светлую границу сумерек, 0°50′.

Большинство источников даёт следующее разделение по виду сумерек:

Иногда угол нахождения Солнца указывается от зенита — тогда гражданские сумерки определяются как период времени, когда угловое расстояние Солнца (измеряемое по центру солнечного диска) от геоцентрического зенита составляет от 90°50′ до 96°; навигационные сумерки — период времени, когда эта величина составляет от 96° до 102°, а астрономические сумерки — от 102° до 108°.

Встречаются и такие определения:

В российской практике такое разделение по виду сумерек (с одинаковой светлой границей), как правило, не используется.

Гражданские сумерки

В интервале гражданских сумерек есть возможность наблюдать ярчайшие небесные светила, например, Венеру (Венера иногда может быть видна и днём при солнечном свете). Считается, что в это время на открытом месте можно без искусственного освещения выполнять любые работы. Этот интервал учитывается в некоторых законах, таких, как обязательное включение фар после заката солнца или рассмотрение грабежа в это время как ночной грабёж, который в некоторых странах наказывается строже. Такие законы обычно используют фиксированный интервал времени после заката солнца или до его восхода (обычно 20-30 минут), а не то, на сколько градусов солнце находится ниже горизонта.

В конце гражданских сумерек вечером (и в начале — утром) при благоприятных атмосферных условиях освещения чётко различаются наземные объекты и хорошо просматривается линия горизонта. Если вечерние гражданские сумерки сменяются утренними, то такое явление иногда называют белыми ночами, иногда такое название используется также применительно к навигационным сумеркам.

Навигационные сумерки

Считается, что в интервале угла нахождения Солнца под горизонтом от 6° до 12° уже хорошо видны все навигационные звезды и всё еще видна линия горизонта, что позволяет судоводителю использовать секстант для измерения угла между небесными светилами и видимым горизонтом.

Тем не менее, такого освещения недостаточно для нормальной жизнедеятельности человека (освещение на улице ближе к ночному, чем к вечернему в классическом понимании), поэтому улицы населённых пунктов нуждаются в искусственном освещении.

Если угол нахождения Солнца под горизонтом менее 12°, при хороших атмосферных условиях и при отсутствии других источников света, общие очертания наземных объектов могут быть различимыми, но сложные наружные операции делать невозможно, и горизонт неотчётлив. Навигационные сумерки также используются военными. Аббревиатуры BMNT (англ. begin morning nautical twilight — начало утренних навигационных сумерек) и EENT (англ. end evening nautical twilight — конец вечерних навигационных сумерек) используются и принимаются во внимание при планировании военных действий. Военные подразделения в BMNT и EENT могут столкнуться с большей опасностью. Это было принято частично благодаря опыту Франко-индейской войны, когда солдаты в обоих лагерях использовали эти отрезки времени для атак.

Ночи, в течение которых вечерние навигационные сумерки сменяются утренними, иногда называют «голубыми ночами».

Астрономические сумерки

В интервале угла нахождения Солнца под горизонтом от 12° до 18° большинство случайных наблюдателей отмечают, что все небо уже полностью тёмное и практически не отличается от ночного. В это время астрономы могут легко проводить наблюдения над небесными светилами, например звёздами, но слабо рассеивающие объекты — туманности и галактики — могут быть хорошо видны в период между астрономическими сумерками, то есть в период астрономической ночи. Следует иметь в виду, что из-за светового загрязнения в некоторых местностях — главным образом в больших городах — никогда не будут видны даже звёзды 4‑й величины, независимо от угла нахождения Солнца под горизонтом.

Продолжительность сумерек

Солнечный диск перемещается со средней скоростью 0,25° в минуту, или 15° в час (360° за сутки), но перемещение при восходе и закате происходит, как правило, не под прямым углом к горизонту, поэтому продолжительность любого интервала сумерек определяется этим углом, увеличиваясь при более острых углах. Угол траектории перемещения солнечного диска вблизи горизонта зависит:

• от географической широты места;
• от времени года (из-за изменения угла наклона земной оси по направлению к Солнцу).

Наименьшая среднегодовая продолжительность сумерек наблюдается на экваторе. Наименьшая продолжительность сумерек на заданной широте, исключая районы выше полярного круга, наблюдается в период равноденствий. Чем ближе к дням летнего или зимнего солнцестояния, тем солнце пересекает горизонт под более острым углом, и продолжительность сумерек увеличивается.

Продолжительность гражданских сумерек в минутах:

• 20—24 — на экваторе;
• 29—36 — на широте Сочи (43,6°);
• 37—61 — на широте Москвы (55,8°).

Сумерки в районах ниже полярного круга

В умеренных и высоких широтах в день летнего солнцестояния, а также в определённый период перед ним и после него, сумерки (того или иного вида) могут длиться от заката до восхода не прекращаясь. В этот период склонение Солнца δ > (90° — φ) — |h|, где φ — широта места, |h| — угол погружения Солнца под горизонт. Это происходит в точках, угловое расстояние которых от полярного круга (разность между широтой полярного круга и широтой данной точки) меньше угла погружения Солнца под горизонт для сумерек данного вида. Принимая широту полярного круга равной 66,6° (66°33′42″,36 на начало марта 2008 года), имеем следующие широты, выше которых сумерки могут длиться от заката до восхода не прекращаясь:

• 60,33° — сумерки всех видов (включая районы выше полярного круга, где непрекращающиеся сумерки предшествуют наступлению полярного дня и следуют за его окончанием);
• 54,33° — навигационные и астрономические сумерки;
• 48,33° — только астрономические сумерки.

Населённые пункты и территории, где указанные сумерки могут длиться от заката до восхода не прекращаясь:

• сумерки всех видов:
  • выше полярного круга, перед наступлением полярного дня и по окончании его: Воркута, Мурманск, Нарьян-Мар, Норильск;
  • ниже полярного круга: Анадырь, Архангельск, Якутск, Тампере, Умео, Тронхейм, Торсхавн, Рейкьявик, Нук, Уайтхорс, Анкоридж;
• навигационные и астрономические сумерки: Москва, Санкт-Петербург, Калининград, Нижний Новгород, Казань, Пермь, Уфа, Екатеринбург, Омск, Новосибирск, Красноярск, Петропавловск, Магадан, Витебск, Вильнюс, Рига, Таллин, Хельсинки, Стокгольм, Копенгаген, Осло, Ньюкасл-апон-Тайн, Глазго, Белфаст, Вейхерово, Фленсбург, Гранд-Прери, Джуно (Аляска), Ушуая, Пуэрто-Уильямс; по странам: частично в России, Казахстане, Монголии, Китае, Белоруссии, Польше, Германии, Великобритании, Канаде, США; полностью на территории Латвии, Эстонии, Литвы, Финляндии, Швеции, Норвегии, Дании, Исландии. В Южном полушарии — в южных территориях Аргентины и Чили;
• астрономические сумерки: Киев, Харьков, Минск, Варшава, Кошице, Цветль, Прага, Берлин, Париж, Люксембург, Амстердам, Лондон, Кардифф, Дублин, Нур-Султан, Беллингхэм (Вашингтон), Рио-Галлегос, Пунта-Аренас.

Сумерки в районах выше полярного круга

На географических полюсах сумерки (того или иного вида) длятся 2—3 недели до и после полярного дня. Гражданские сумерки на Северном полюсе длятся с 25 сентября по 9 октября и с 5 по 18 марта. Гражданские сумерки на широте 67,5° в день зимнего солнцестояния длятся по 3 часа до и после полудня.

В районах выше полярного круга во время полярной ночи в течение суток, несмотря на отсутствие восхода и заката, могут наблюдаться сумерки того или иного вида. В точках, угловое расстояние которых от полярного круга больше угла погружения Солнца под горизонт для сумерек данного вида, последние не наблюдаются, по крайней мере, в день зимнего солнцестояния. Таким образом, имеем следующие широты, выше которых во время полярной ночи в течение суток могут не наблюдаться указанные сумерки:

• 72,6° — только гражданские сумерки;
• 78,6° — гражданские и навигационные сумерки;
• 84,6° — все виды сумерек.

Воркута, Мурманск, Нарьян-Мар, Норильск находятся ниже 70° с. ш., поэтому там ежедневно в течение всей полярной ночи наблюдаются все виды сумерек. В российском посёлке Диксон (73,5° с. ш.) во время полярной ночи в течение суток могут не наблюдаться гражданские сумерки (в частности, в день зимнего солнцестояния).

Разное

Благодаря тому, что сумеречный свет необыкновенен и романтичен, а также благодаря возможности снимать в это время ночные кадры приемлемой для зрителя освещённости, сумерки давно популярны среди фотографов и художников, которые называют этот период «режимным временем».

Сумерки на Марсе длятся дольше, чем на Земле, до двух часов перед восходом или после захода Солнца. Находящаяся высоко в атмосфере пыль рассеивает свет на тёмную сторону планеты. Похожие сумерки наблюдаются на Земле после больших вулканических извержений.

Дневной мусульманский пост в месяц Рамадан начинается в момент наступления утренних сумерек (появление света на горизонте с восточной стороны) и длится до заката Солнца.