บทความนี้ต้องการการอ้างอิงเพิ่มเติมเพื่อการตรวจสอบโปรด ( สิงหาคม 2013 ) |
พระอาทิตย์เที่ยงคืนหรือที่เรียกอีกอย่างว่าวันขั้วโลกเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นในช่วงฤดูร้อนในพื้นที่ทางเหนือของอาร์กติกเซอร์เคิลหรือทางใต้ของแอนตาร์กติกเซอร์เคิลเมื่อดวงอาทิตย์ยังคงมองเห็นได้ในเวลาเที่ยงคืนของพื้นที่นั้น เมื่อมองเห็นพระอาทิตย์เที่ยงคืนในอาร์กติกดวงอาทิตย์จะดูเหมือนเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวา ในแอนตาร์กติกาการเคลื่อนที่ที่ดูเหมือนเท่ากันคือจากขวาไปซ้าย ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นที่ละติจูดตั้งแต่ประมาณ 65°44' ถึง 90° เหนือหรือใต้พอดี และไม่หยุดตรงที่อาร์กติกเซอร์เคิลหรือแอนตาร์กติกเซอร์เคิล พอดี เนื่องมาจากการหักเหของแสง
ปรากฏการณ์ตรงกันข้าม คือคืนขั้วโลกเกิดขึ้นในฤดูหนาว เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ต่ำกว่าขอบฟ้าตลอดทั้งวัน
เนื่องจากไม่มีการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์ถาวรทางตอนใต้ของวงกลมแอนตาร์กติกนอกเหนือจากสถานีวิจัยแล้ว ประเทศและดินแดนที่ประชากรได้สัมผัสกับดวงอาทิตย์เที่ยงคืนจึงจำกัดอยู่แต่เฉพาะดินแดนที่ถูกข้ามโดยวงกลมอาร์กติกเท่านั้นได้แก่แคนาดา ( ยูคอน นูนาวุตและนอร์ทเวสต์เทร์ริทอรีส์ ) ฟินแลนด์กรีนแลนด์ไอซ์แลนด์นอร์เวย์รัสเซียสวีเดนและสหรัฐอเมริกา (รัฐอลาสก้า )
เมืองที่ใหญ่ที่สุดในโลกทางเหนือของอาร์กติกเซอร์เคิล คือมูร์มันสค์ประเทศรัสเซีย ซึ่งมีพระอาทิตย์เที่ยงคืนตั้งแต่วันที่ 22 พฤษภาคมถึง 22 กรกฎาคม (62 วัน)
พื้นที่หนึ่งในสี่ของฟินแลนด์ตั้งอยู่ทางเหนือของอาร์กติกเซอร์เคิล และที่จุดที่เหนือสุดของประเทศ ดวงอาทิตย์ไม่ตกเลยเป็นเวลา 72 วันในช่วงฤดูร้อน[1]
ในสฟาลบาร์ด ประเทศนอร์เวย์ซึ่งเป็นภูมิภาคที่มีผู้อยู่อาศัยทางเหนือสุดของยุโรป ไม่มีพระอาทิตย์ตกดินตั้งแต่วันที่ประมาณ 19 เมษายนถึง 23 สิงหาคม จุดที่อยู่ไกลสุดคือบริเวณขั้วโลก ซึ่งสามารถมองเห็นดวงอาทิตย์ได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาครึ่งปีขั้วโลกเหนือมีดวงอาทิตย์เที่ยงคืนเป็นเวลาประมาณ 6 เดือน ตั้งแต่วันที่ประมาณ 18 มีนาคมถึง 24 กันยายน[2] ขั้วโลกใต้ทวีปแอนตาร์กติกามีดวงอาทิตย์เที่ยงคืน และจะมองเห็นได้ตั้งแต่วันที่ประมาณ 20 กันยายนถึง 23 มีนาคม (ประมาณ 6 เดือน) [3]
เนื่องจากการหักเหของบรรยากาศและเนื่องจากดวงอาทิตย์เป็นแผ่นดิสก์มากกว่าจุดบนท้องฟ้า จึงอาจมองเห็นดวงอาทิตย์เที่ยงคืนได้ที่ละติจูดใต้ของอาร์กติกเซอร์เคิล เล็กน้อย หรือทางเหนือของแอนตาร์กติกเซอร์เคิลแม้ว่าจะไม่เกินหนึ่งองศาก็ตาม (ขึ้นอยู่กับสภาพพื้นที่) ตัวอย่างเช่น ประเทศไอซ์แลนด์เป็นที่รู้จักจากดวงอาทิตย์เที่ยงคืน แม้ว่าพื้นที่ส่วนใหญ่ ( Grímseyเป็นข้อยกเว้น) จะอยู่ทางใต้ของอาร์กติกเซอร์เคิลเล็กน้อย ด้วยเหตุผลเดียวกันนี้ ช่วงเวลาของแสงแดดที่ขั้วโลกจึงยาวนานกว่าหกเดือนเล็กน้อย แม้แต่บริเวณสุดขอบทางเหนือของสหราชอาณาจักร (และสถานที่ในละติจูดที่ใกล้เคียงกัน เช่นเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ) ก็ยังประสบกับแสงพลบค่ำตลอดทั้งคืนบนท้องฟ้าทางเหนือในช่วงครีษมายัน
สถานที่ที่อยู่ใกล้ขั้วโลกพอสมควร เช่นอะเลิร์ต นูนาวุตมักมีช่วงเวลาที่ท้องฟ้าไม่มืดสนิทในเวลากลางคืน แต่ดวงอาทิตย์ก็ไม่ขึ้นเช่นกัน ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์พระอาทิตย์เที่ยงคืนและกลางคืนที่ขั้วโลก โดยจะถึงช่วงพลบค่ำทางพลเรือนใน "ช่วงกลางวัน" และช่วงพลบค่ำทางดาราศาสตร์ใน "ช่วงกลางคืน"
สถานที่ที่ดวงอาทิตย์อยู่ต่ำกว่าขอบฟ้าไม่เกิน 6 (หรือ 7 [4] ) องศา ซึ่งอยู่ระหว่างละติจูด 60° 34' (หรือ 59° 34') กับวงกลมขั้วโลก จะพบกับแสงสนธยา เที่ยงคืน [5]แทนแสงพระอาทิตย์เที่ยงคืน ดังนั้นกิจกรรมในเวลากลางวัน เช่น การอ่านหนังสือ จึงยังคงทำได้โดยไม่ต้องใช้แสงเทียมในคืนที่ท้องฟ้าแจ่มใส ซึ่งเกิดขึ้นทั้งในช่วงครีษมายันของซีกโลกเหนือและครีษมายันของซีกโลกใต้ละติจูดต่ำสุดที่จะพบกับแสงพระอาทิตย์เที่ยงคืนโดยไม่มีชั่วโมงทองคือประมาณ 72°34′ เหนือหรือใต้
เดือน | ละติจูดต่ำสุดที่จะ ได้สัมผัสประสบการณ์คืนสีขาว | ละติจูดต่ำสุดที่จะ ได้สัมผัสกับพระอาทิตย์เที่ยงคืน | ละติจูดสูงสุดที่จะ ได้สัมผัสความมืดมิด 100% |
---|---|---|---|
มกราคม | 59º 50' ใต้ | 66º 00' ใต้ | 48º 50' ใต้ |
กุมภาพันธ์ | 64º 47' ใต้ | 70º 57' ใต้ | 53º 47' ใต้ |
เดือนมีนาคม (ก่อนวันวสันตวิษุวัต) | 74º 26' ใต้ | 80º 36' ใต้ | 63º 26' ใต้ |
เดือนมีนาคม (หลังวันวสันตวิษุวัต) | 78º 45' เหนือ | 84º 55' เหนือ | 67º 45' เหนือ |
เมษายน | 68º 09' เหนือ | 74º 19' เหนือ | 57º 09' เหนือ |
อาจ | 61º 03' เหนือ | 67º 13' เหนือ | 50º 03' เหนือ |
มิถุนายน | 59º 34' เหนือ | 65º 44' เหนือ | 48º 34' เหนือ |
กรกฎาคม | 59º 50' เหนือ | 66º 00' เหนือ | 48º 50' เหนือ |
สิงหาคม | 64º 47' เหนือ | 70º 57' เหนือ | 53º 47' เหนือ |
เดือนกันยายน (ก่อนวันวิษุวัต) | 74º 47' เหนือ | 80º 57' เหนือ | 63º 47' เหนือ |
เดือนกันยายน (หลังวันวสันตวิษุวัต) | 78º 26' ใต้ | 84º 36' ใต้ | 67º 26' ใต้ |
ตุลาคม | 68º 19' ใต้ | 74º 19' ใต้ | 57º 09' ใต้ |
พฤศจิกายน | 61º 03' ใต้ | 67º 13' ใต้ | 50º 03' ใต้ |
ธันวาคม | 59º 34' ใต้ | 65º 44' ใต้ | 48º 34' ใต้ |
White Nights กลายมาเป็นสัญลักษณ์ทั่วไปของเมืองเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ประเทศรัสเซียโดยจะเกิดขึ้นตั้งแต่วันที่ 11 มิถุนายนถึง 1 กรกฎาคม[4]และในช่วง 10 วันสุดท้ายของเดือนมิถุนายนจะมีการเฉลิมฉลองด้วยกิจกรรมทางวัฒนธรรมที่เรียกว่า เทศกาล White Nights
ปลายสุดทางเหนือของทวีปแอนตาร์กติกายังประสบกับคืนสีขาวใกล้กับครีษมายันของซีกโลกใต้ด้วย
เนื่องจากแกนของโลกเอียงค่อนข้างมาก (23 องศา 26 นาที 21.41196 วินาที) ที่ละติจูดสูง ดวงอาทิตย์จึงไม่ตกในช่วงฤดูร้อน[6]แต่ยังคงมองเห็นได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหนึ่งวันในช่วงครีษมายันที่บริเวณวงกลมขั้วโลก เป็นเวลาหลายสัปดาห์ที่ใกล้ขั้วโลกเพียง 100 กิโลเมตร (62 ไมล์) และเป็นเวลาหกเดือนที่บริเวณขั้วโลก ในละติจูดที่สูงมาก ดวงอาทิตย์เที่ยงคืนมักเรียกกันว่าวันขั้วโลก
ดวงอาทิตย์จะขึ้นและตกที่บริเวณขั้วโลก เพียงครั้งเดียวต่อปีใน วันวิษุวัต ในช่วงหกเดือนที่ดวงอาทิตย์อยู่เหนือขอบฟ้า ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่เป็นวงกลมรอบผู้สังเกตอย่างต่อเนื่อง ค่อยๆ เคลื่อนที่เป็นวงกลมสูงขึ้นและไปถึงจุดสูงสุดบนท้องฟ้าในวันครีษมายัน
คำว่า "พระอาทิตย์เที่ยงคืน" หมายถึงแสงแดดที่ส่องลงมาเป็นเวลา 24 ชั่วโมงติดต่อกันทางเหนือของอาร์กติกเซอร์เคิลและทางใต้ของแอนตาร์กติกเซอร์เคิล ปรากฏการณ์อื่นๆ บางครั้งเรียกว่า "พระอาทิตย์เที่ยงคืน" แต่เกิดขึ้นจากเขตเวลาและการสังเกตเวลาออมแสงตัวอย่างเช่น ในเมืองแฟร์แบงก์ส รัฐอลาสก้าซึ่งอยู่ทางใต้ของอาร์กติกเซอร์เคิล ดวงอาทิตย์ตกเวลา 00:47 น. ในช่วงครีษมายัน เนื่องจากแฟร์แบงก์สเร็วกว่าเขตเวลาในอุดมคติ 51 นาที (1 ชั่วโมง 51 นาที ตามเวลาออมแสง) และอลาสก้าใช้เวลาออมแสง (แฟร์แบงก์สอยู่ที่ละติจูดประมาณ 147.72 องศาตะวันตก ซึ่งตรงกับเวลา UTC−9 ชั่วโมง 51 นาที และอยู่ในเวลา UTC−9 ในฤดูหนาว) ซึ่งหมายความว่าจุดสุดยอดของดวงอาทิตย์จะเกิดขึ้นในเวลาประมาณ 12:51 น. แทนที่จะเป็น 12.00 น. นอกจากนี้ ในเมืองแฟร์แบงก์ส รัฐอลาสก้า ปรากฏการณ์เที่ยงคืนตามดวงอาทิตย์จะเกิดขึ้นในเวลา 01:51 น. ตามเวลาท้องถิ่น
หากจำเป็นต้องใช้เวลาที่แม่นยำสำหรับ "ดวงอาทิตย์เที่ยงคืน" ที่แท้จริงจะต้องคำนึงถึงลองจิจูด ของผู้สังเกตการณ์ เวลาท้องถิ่นและสมการเวลา ช่วงเวลา ที่ดวงอาทิตย์เข้าใกล้ขอบฟ้ามากที่สุดจะตรงกับเวลาที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านทิศเหนือในตำแหน่งของผู้สังเกตการณ์ ซึ่งโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นประมาณเที่ยงคืนเท่านั้น ลองจิจูดแต่ละองศาทางทิศตะวันออกของเส้น เมอริเดียนกรีนิชทำให้ช่วงเวลาสำคัญนั้นเร็วกว่าเที่ยงคืนตามที่แสดงบนนาฬิกาพอดี 4 นาที ในขณะที่ทุกๆ ชั่วโมงที่เวลาท้องถิ่นเร็วกว่าเวลาสากลเชิงพิกัด (UTC หรือ GMT) จะทำให้ช่วงเวลานั้นช้ากว่าหนึ่งชั่วโมง จะต้องเพิ่มเอฟเฟกต์ทั้งสองนี้เข้าไป นอกจากนี้ จะต้องเพิ่มสมการเวลา (ซึ่งขึ้นอยู่กับวันที่) ด้วย ค่าบวกในวันที่กำหนดหมายความว่าดวงอาทิตย์เคลื่อนที่เร็วกว่าตำแหน่งเฉลี่ยเล็กน้อย ดังนั้นจึงต้องลบค่าดังกล่าวออก[7]
ตัวอย่างเช่น ที่แหลมเหนือของนอร์เวย์ในเวลาเที่ยงคืนของวันที่ 21/22 มิถุนายน ลองจิจูดที่ 25.9 องศาตะวันออกทำให้เวลานี้เร็วขึ้น 103.2 นาทีตามนาฬิกา แต่เวลาท้องถิ่นซึ่งเร็วกว่า GMT 2 ชั่วโมงในฤดูร้อนทำให้ช้ากว่าเวลาตามนาฬิกา 120 นาที สมการของเวลาในวันดังกล่าวคือ -2.0 นาที ดังนั้น ระดับความสูงที่ต่ำที่สุดของดวงอาทิตย์จะเกิดขึ้นที่ 120 - 103.2 + 2.0 นาทีหลังเที่ยงคืน ซึ่งตรงกับเวลา 00.19 น. ตามเวลาฤดูร้อนของยุโรปกลาง ในวันที่ใกล้เคียงกัน สิ่งเดียวที่แตกต่างกันคือสมการของเวลา ดังนั้น สมการนี้จึงยังคงเป็นการประมาณที่สมเหตุสมผลสำหรับช่วงเวลาอันยาวนาน ระดับความสูงของดวงอาทิตย์ยังคงอยู่ที่ระดับต่ำกว่าระดับต่ำสุดประมาณ 5 องศาเป็นเวลาประมาณ 45 นาทีก่อนหรือหลังเวลานี้
เมื่อโลกหมุนรอบตัวเอง บางครั้งโลกจะเคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น ในช่วงที่โลกหมุนรอบตัวเองตั้งแต่เดือนพฤษภาคมถึงกรกฎาคม โลกจะเอียงทำมุม 23.5 องศาเหนือแกนของตัวเองในวงโคจร ส่งผลให้ส่วนหนึ่งของนอร์เวย์ที่ตั้งอยู่ในเขตอาร์กติกบริเวณขั้วโลกเหนือของโลกเคลื่อนตัวเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น และในช่วงเวลาดังกล่าว กลางวันจะยาวนานขึ้น เรียกได้ว่าแทบจะไม่เคยหลับเลยช่วงเวลานี้ของปีตรง กับ เทศกาล Hammerfest ของนอร์เวย์ เพราะเป็นช่วงกลางคืน
จำนวนวันต่อปีที่มีโอกาสเห็นดวงอาทิตย์เที่ยงคืนจะเพิ่มขึ้นตามระยะทางที่ดวงอาทิตย์เข้าใกล้ขั้วโลกทั้งสองข้างแม้ว่าจะกำหนดโดยประมาณด้วยวงกลมขั้วโลกแต่ในทางปฏิบัติ ดวงอาทิตย์เที่ยงคืนสามารถมองเห็นได้ไกลถึง 90 กิโลเมตร (56 ไมล์) นอกวงกลมขั้วโลก ดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง และละติจูดที่แน่นอนของบริเวณที่ไกลที่สุดของดวงอาทิตย์เที่ยงคืนนั้นขึ้นอยู่กับสภาพภูมิประเทศและจะแตกต่างกันเล็กน้อยจากปีต่อปี
แม้ว่าบริเวณอาร์กติกเซอร์เคิลจะสามารถมองเห็นจุดศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ได้เฉพาะในคืนฤดูร้อนคืนเดียวเท่านั้น โดยไม่มีการหักเหของบรรยากาศ แต่บริเวณอาร์กติกเซอร์เคิลจะสามารถมองเห็นดวงอาทิตย์เที่ยงคืนได้บางส่วนตั้งแต่วันที่ 12 มิถุนายนถึง 1 กรกฎาคม ช่วงเวลาดังกล่าวจะขยายออกไปตามการเดินทางขึ้นเหนือ ที่แหลมนอร์ดคินน์ ประเทศนอร์เวย์ซึ่งเป็นจุดที่อยู่เหนือสุดของทวีปยุโรปดวงอาทิตย์เที่ยงคืนจะส่องแสงในช่วงวันที่ 14 พฤษภาคมถึง 29 กรกฎาคม ส่วนบริเวณ หมู่เกาะ สฟาลบาร์ดทางตอนเหนือจะส่องแสงในช่วงวันที่ 20 เมษายนถึง 22 สิงหาคม[8]
นอกจากนี้ ช่วงเวลากลางวันและกลางคืนในขั้วโลกไม่เท่ากันในทั้งสองภูมิภาคของขั้วโลก เนื่องจากโลกอยู่ในจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในช่วงต้นเดือนมกราคมและอยู่ในจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดในช่วงต้นเดือนกรกฎาคม ดังนั้น ช่วงกลางวันในขั้วโลกจึงยาวนานกว่าช่วงกลางคืนในขั้วโลกในซีกโลกเหนือ (ตัวอย่างเช่น ที่เมืองUtqiagvik รัฐอลาสก้าช่วงกลางวันในขั้วโลกยาวนาน 84 วัน ในขณะที่ช่วงกลางคืนในขั้วโลกยาวนานเพียง 68 วัน) ในขณะที่ในซีกโลกใต้ สถานการณ์จะตรงกันข้าม นั่นคือ ช่วงกลางคืนในขั้วโลกยาวนานกว่าช่วงกลางวันในขั้วโลก
ผู้สังเกตการณ์ที่ความสูงเหนือระดับน้ำทะเลอาจสัมผัสกับแสงอาทิตย์เที่ยงคืนเป็นเวลานานอันเป็นผลมาจากขอบฟ้าที่ "จางลง" เมื่อมองจากที่สูง