“白夜”现象的原理与规律剖析
夕阳西下以后,暮色迟迟不愿褪去;而曙光渐渐升起,两者逐渐相互融合,白茫茫,亮堂堂,这就是天文学上的“白夜”现象。这种夜晚,人们可以不必借助灯光而跟白天一样从事各种活动。白夜是由于地轴偏斜和地球自转、公转的关系,太阳光经大气光学作用而形成的,具有明显的地理规律。
一、白夜的定义及成因
根据《辞海》的表述,白夜为“高纬度地区夏季特有的不黑之夜” ,前一天的黄昏尚未结束,次日的黎明便接踵而来,通宵达旦,天空不黑,故谓之白夜。这在现象上是晨昏蒙影的表现,与当地经纬度、季节和海拔高度以及气象条件等有关。
白夜的出现,主要是由于地球外围被一层厚厚的大气层包围着。高空大气对于处在地平线以下的太阳光具有折射和散射的作用。早晨,太阳还未升上地平线之前,人们就已感到天亮了;傍晚,太阳虽已落入地平线以下很久,但天空仍是久久黑不下来——这种日出前和日落后天空发亮的现象,我们称之为“晨昏朦影”。在日出前叫“晨光”,日落后叫“昏影”。一般以太阳中心在地平线下18º为天文晨光和昏影的界限。也就是说只有当太阳中心位于地平线下18º,天空才会进入真正的黑夜。如果日落以后到次日日出以前太阳都不低于地平线下18º,就会发生白夜——整个夜晚天空都会呈现出黄昏或黎明的景色。所以,在较高纬度地区,当子夜零点,太阳光在地平线下的角度小于或等于18º时,黄昏和黎明便连在一起,便形成奇特的“白夜”现象。
二、白夜现象的具体表现
1、纬度分布
白夜奇景出现在纬度48.5º以上的高纬度地区。现用等太阳高度线的方法分析如下: