Василий Иосифович Прянишников: «Почему бывают белые ночи?»
«Твоих задумчивых ночей
Прозрачный сумрак, блеск
безлунный…» А.С. Пушкин
Ежегодно в Ленинграде, как и во всех северных областях нашей страны, летом бывают белые ночи. На Украине, в средней полосе и на юге СССР белых ночей не бывает ни летом, ни зимой. А почему?
Далеко не все правильно объясняют причину этого привычного для северян явления. Спросите у ваших товарищей, почему бывают белые ночи, и вы убедитесь в этом. Одни скажут вам, что белые ночи зависят от северных сияний. Другие объяснят их, как отблеск света от полярных льдов. Некоторые к этому явлению природы «притягивают» даже… Луну: они говорят, будто ее свет, отражаясь в северной части горизонта, создает белые ночи.
Все эти объяснения в корне ошибочны. Белые ночи зависят от места восхода и захода Солнца, а значит, от того, насколько глубоко Солнце опускается под горизонт в данном месте.
Где восходит и заходит Солнце?
Многие люди еще думают, что Солнце восходит на востоке, а заходит на западе. Так им говорили в детстве. Но ведь это очень сомнительно.
Если вы знаете направление стран горизонта и захотите самостоятельно проверить, где восходит, например, Солнце в Ленинграде (и севернее), то очень скоро вам станет ясно: летом оно восходит на северо-востоке, а заходит в северо-западной части горизонта.
Если вы теперь переедите в другое место, к северу или к югу от прежнего, и снова будете наблюдать за восходом и заходом Солнца в то же время года, то обнаружится, что здесь оно заходит в совершенно иных точках горизонта.
Посмотрите на рис. 1, 2, 3, 4 и вы поймете, чем вызвано это различие. Внимательное разглядывание этих рисунков (слева направо) убедит вас, что Солнце восходит на востоке и заходит на западе только 2 раза в году — в моменты равноденствий (около 21 марта и 23 сентября) — это происходит всюду одновременно: и на севере, и на юге (на всех широтах).
А чем место севернее, тем в летние месяцы Солнце восходит и заходит ближе к точке севера. Понятно теперь, что чем место лежит севернее, тем в летнее время там ночи короче. На северном полярном круге в день летнего солнцестояния (22 июня) Солнце даже вовсе не заходит в течении суток (рис. 5).
В этот день полуденное Солнце на северном полярном круге возвышается над южной точкой горизонта на 47 градусов, а в полночь достигает горизонта в точке севера (но не заходит!). Внутри же полярного круга незаходящее Солнце даже не касается горизонта.
В указанных местах беспрерывный день продолжается более суток (на северном полюсе целых 6 месяцев). В местах, расположенных недалеко к югу от северного полярного круга, Солнце хотя и заходит, но ненадолго и не глубоко опускается под горизонт.
Вот, например, как это бывает в Ленинграде (рис. 6). В более южных городах СССР Солнце в полдень поднимается выше, чем в Ленинграде, но зато в полночь оно глубоко опускается под горизонт.
Вечерние и утренние зори
Замечали ли вы, как освещается небо сразу после захода Солнца? Одинаково ли светлым или темным кажется оно повсюду? Конечно, нет! Наиболее светлая часть неба будет в стороне только что зашедшего Солнца, а наиболее темная — в противоположной стороне горизонта. Светлый сектор над закатом получается благодаря освещению частиц воздуха, находящихся над горизонтом в этом месте, лучами севшего Солнца.
Рассеянный свет Солнца после заката называют вечерними сумерками, или вечерней зарей. Через некоторое время, когда вследствие вращения Земли Солнце глубже уйдет под горизонт, вечерняя заря постепенно померкнет, и наступит темнота.
Перед заходом Солнца наблюдается утренняя предрассветная заря. Когда Солнце начнет приближаться к горизонту, его лучи в первую очередь осветят облака, вершины гор, трубы высоких зданий и, наконец, более низкие предметы.
Вечерние и утренние зори наблюдаются всюду. Но не всегда они бывают одинаковой силы. В местах, более близких к экватору, сумерки всегда короче. В летние месяцы вблизи полюса сумерки продолжаются особенно долго. В течение двух месяцев (примерно с 20 мая по 20 июля) в Ленинграде вечерняя заря еще не успеет погаснуть, как уже ее сменяет утренняя предрассветная заря. В это время года наблюдаются в Ленинграде особенно светлые ночи.
Почему не бывает белых ночей на юге?
Лучший ответ на этот вопрос даст вам рисунок 7. Внимательно рассматривая этот рисунок, вы заметите:
- В секторе Б видно: Солнце восходит и заходит дальше от точки севера (по сравнению с сектором А).
- В секторе Б Солнце круче уходит под горизонт при заходе и круче поднимается при восходе (также по сравнению с сектором А).
- Слой освещенного воздуха в секторе А весь находится над горизонтом. По этим причинам в южных местах Советского Союза никогда не бывает белых ночей, а зори (как вечерние, так и утренние) всегда там короткие.
То, что сказано для северного полушария, верно и для южного в то время года, когда там лето, а у нас зима.
Источник: В. Прянишников «Почему бывают белые ночи?», журнал Костер № 5, 1940 год.
Дополнение. Василий Иосифович Прянишников (1890-1980) — астроном, профессор, популяризатор занимательной науки в области космогонии и географии. Организатор Дома занимательной науки и техники в Ленинграде, автор блокадных солнечных часов. Прочитал более 20 тысяч научно-популярных лекций, в том числе в Ленинградском Планетарии.
Василий Иосифович Прянишников преподавал в Ленинградском Высшем военно-морском училище им. М.В. Фрунзе. Один из основателей первого в мире Дома занимательной науки в Ленинграде. Почетный член Всесоюзного астрономо-геодезического общества. Участник Первой мировой и Великой Отечественной войны. Награжден орденом Красной звезды, медалями «За оборону Ленинграда» и «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».