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极昼是什么意思 极昼极夜是什么意思 极昼极夜时间计算

在南北两极地区,经常出现极端昼夜现象。那么,极端的昼夜是什么意思呢?所谓极昼极夜,就是一天24小时不分昼夜,极夜往往伴随着一些惊人的奇观。其实自然界的一切都有规律的思想,极端的昼夜也是如此。那么,极端昼夜的时间可以计算吗?我们来了解一下极端昼夜的计算方法。

极端的昼夜是什么意思

极限日:

极端日,也称为永恒日或午夜太阳,是地球极地地区一天中太阳在地平线以上的现象,这意味着一天的长度等于24小时。

极端日的出现是有规律的:极端日现象会出现在太阳直射点所在的哪个半球。极端日与太阳直射点的纬度有关,边界与极点的纬度差就是太阳直射点的纬度。

极夜:

极夜,又称永恒之夜,是地球两极地区的太阳在一天内处于地平线以下的现象,即夜长24小时。北极和南极都有极端的昼夜。一年之内,连续六个月有极端的日日夜夜。在恒星月的极夜,月亮能看到半个月,但另一半不能。

极端昼夜时间的计算

从北半球春分前后开始,太阳在北极圈内一整天都不落下,白天一天24小时。这是极地特有的“极日”。

从北半球秋分前后开始,是北极圈的不同景象。太阳一整天都没有出来,一天24小时都是在漫漫长夜中度过,这是极地特有的“极夜”。

太阳的直射点向北移动,直接到达赤道,这是北半球的春分点。从这一天开始,北极的太阳空一整天都不落下,白天一天24小时,这就是“极端日”现象。随着太阳的直射点北移,北半球的极日逐渐扩大,夏至延伸到北极圈。极端日的午夜左右,但可以看到太阳从西北日空斜落,与真北点的地平面稍有接触,朝东北日空斜升。这种场景只出现在北极圈的夏至。越靠近北极,极端的日子持续的日子越多,中午太阳的高度越低,斜射的阳光越强。北极的极昼持续了191天。

北半球秋分之后,北极又开始出现另一个景象。太阳并不是一整天都在升起,而是一天24小时都在漫漫长夜中度过。这就是“极夜”现象。这种现象只存在于北极圈的冬至。离北极越近,极夜持续的天数越多。北极的极地之夜持续了174天。

还需要指出的是,在北半球春分之前,太阳直射南半球,北极圈不会有极端的一天。北半球秋分前,太阳直射北半球,北极圈不会有极夜。

地球上昼夜长短主要由太阳赤纬和当地纬度决定。考虑到这两个因素,一个地方一天的长度可以用下面的公式来计算:

其中d为日长,δ0为太阳赤纬,ψ为地理纬度。

从这个公式可以算出,北极从春分开始,极日开始;从秋分开始,极夜开始。可以计算出北极的极地日数是186,极地夜数是179。

但除了太阳赤纬和当地纬度,昼夜长短也受太阳视半径和大气折射的影响。前面的公式把太阳看成一个质点,但是太阳的表观圆面很大,平均表观半径在16′左右,在计算昼夜长度时要考虑到这一点。大气折射的影响主要是光通过地球大气层的连续折射。当太阳在地面以下35英尺时,我们已经看到它在地面以上,从而延长了白天。

这两个因素的总效果是,当太阳中心在地面以下51英尺时,一天开始,前面的公式变成:

d = 2/15弧cos

用这个公式计算,北极从3月19日开始,极地日开始;9月26日

极地之夜从7日开始,使北极的极地日和极地夜分别变成191天和174天。

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