極夜

極夜は、太陽が24時間以上地平線の下に留まるときに地球の最北端と最南端の地域で発生する現象です。これは極圏内でのみ発生します。^[1]反対の現象である極昼または白夜は、太陽が24時間以上地平線の上に留まるときに発生します。

薄明とは、太陽が地平線の下に沈んだときに、徐々に暗闇に、または暗闇から薄明へと移行する時間である。^[2]「民間」薄明は、太陽が地平線の下 0 度から 6 度の間にあるときに発生する。この期間中、金星などの近くの惑星やシリウスなどの明るい星が見える。 ^[3]「航海」薄明は、太陽が地平線の下 12 度になるまで続く。^[4]航海薄明の間、地平線は航行に十分見える。^[5]「天文」薄明は、太陽が地平線の下 18 度に沈むまで続く。^{[3] [6]} 18 度を超えると、屈折した太陽光は見えなくなる。^[6]真の夜は、太陽がどちらかの地平線の下 18 度以上にある期間と定義される。^[4]

大気が太陽光を屈折させるため、極昼は極夜より長く、極夜を経験する地域は極昼を経験する地域よりわずかに小さくなります。極圏はこれら 2 つの地域の間の緯度、約 66.5° にあります。北極圏では昼ですが、南極圏では夜であり、その逆も同様です。

十分な軸の傾きを持ち、恒星を公転するよりも自転する頻度がはるかに高い（そして両者の間に潮汐ロックがない）惑星や衛星は、同じ現象（1 自転周期以上続く夜間）を経験するでしょう。

極夜の長さは緯度によって異なり、極圏内では 24 時間、極地では 179 日間です。薄明にはさまざまな種類があるように、真の極夜に向かう極薄明にもさまざまな種類があります。各種類の極夜は、対応する薄明よりも暗い場合と定義されます。以下の説明は比較的晴れた空を基準にしているため、厚い雲がある場合は空が暗くなります。

前述のように、極夜が発生する場所が完全な暗闇になるわけではありません。ほとんどの場合、太陽光が地平線で屈折するため、極夜が発生する場所は実際には極薄明のさまざまな段階のいずれかになります。昼間の場所と同様に、極薄明が発生する場所では通常、正午が最も明るい時間になります。^[7]

例えば、ノルウェーのヴァッソーにおける民間極薄明期の典型的な一日は、夜、天文薄明、航海薄明、民間薄明の順で始まります（各段階は前よりも明るくなります）。民間薄明の後は、逆の順序で他の段階を経て一日が進みます（航海薄明、次に天文薄明、そして夜で一日が終わります）。^[8]

民間極薄明は、北緯または南緯約 67°24' から 72°34' の間の緯度で発生し、冬至には太陽が一日中地平線の下にありますが、太陽正午には 6° 未満になります。そのため、太陽の南中時には真の日光はなく、民間薄明のみになります。民間極薄明の間は、上層大気による光の散乱と屈折により、正午でも通常の屋外活動を行うのに十分な明るさ​​があります。ただし、厚い雲に覆われている間は、ノルウェーのフィンマルク海岸(約 70°)などの場所では、通常よりも暗い「日」になります。そのため、街灯は正午でも点灯したままになる可能性があり、明るい部屋から窓を見ると、屋外の照度レベルが多くの照明付き屋内スペースのレベルを下回る ため、街灯の反射が見える場合があります。

北半球：

• 北緯68度: 12月9日から1月2日頃
• 北緯69度: 12月1日から1月10日頃
• 北緯70度: 11月26日～1月16日頃
• 北緯71度: 11月21日から1月21日頃
• 北緯72度: 11月16日～1月25日頃

南半球：

• 南緯68度:6月7日から7月3日頃
• 南緯69度: 5月30日～7月11日頃
• 南緯70度: 5月24日～7月18日頃
• 南緯71度: 5月19日から7月23日頃
• 南緯72度: 5月14日～7月27日頃

季節性情動障害の患者は人工光による治療を求める傾向がある。日光の心理的効果には比較的高いレベルの周辺光（最大 10,000 ルクス）が必要であり、薄暮のどの段階でもそのような光は存在しないためである。したがって、極圏内のどこで経験する真昼の薄暮も、この目的では依然として「極夜」である。

航海極薄明は、北緯または南緯約72°34'から78°34'の間の緯度で発生し、これは極圏の内側で正確に6°から12°に相当します。このとき、太陽の南中点には民間薄明はなく、航海極薄明のみとなります。航海極薄明の間、人間の目は正午に地上の物体の大まかな輪郭を識別できますが、詳細な屋外作業を行うことはできません。^[9]

航海薄明は、太陽が地平線の下 6 ～ 12 度にあるときに起こるため、この現象は航海極夜とも呼ばれます。ヨーロッパ本土ではこの定義に当てはまる場所はどこにもありません。スヴァールバル諸島のノルウェーの町ロングイェールビーンでは、11 月 11 日頃から 1 月 30 日頃まで航海極薄明が見られます。ロシアのディクソンでは、12 月 6 日頃から 1 月 6 日頃まで航海極薄明が見られます。カナダ領のヌナブト準州のポンド インレットでは、 12 月 16 日頃から 12 月 26 日頃まで航海極薄明が続きます。

天文極薄明は、北緯または南緯約 78° 34' から 84° 34' の間の緯度で発生し、これは極圏の内側で正確に 12° から 18° にあたります。そのため、太陽の南中点では航海薄明はなく、天文薄明のみとなります。天文極薄明の間、正午でも空は十分に暗くなり、星などの点光源の天文観測が可能です。ただし、光害、月明かり、オーロラ、その他の光源によるより強い天空の輝きがある地域は除きます。正午ごろには、屈折により地平線上に他の場所よりも明るい場所があります。星雲や銀河などのかすかな拡散物体などの重要な観測には、天文薄明の限界を超えた観測が必要になる場合があります。

天文薄明は太陽が地平線の下 12 ～ 18 度にあるときに発生するため、この現象は天文極夜とも呼ばれます。ノルウェーのスヴァールバル諸島ニーオーレスンでは、12月12日から30日頃までこの現象が起こります。その対蹠地 ( 78°55′S 168°4′W / 78.917°S 168.067°W / -78.917; -168.067 ) では、6月12日から7月1日頃までこの現象が起こります。カナダのヌナブト準州ユーレカ研究基地では、12月2日から1月8日頃までこの現象が起こります。その対蹠地 ( 79°59′S 94°4′E / 79.983°S 94.067°E / -79.983; 94.067 ) では、6月1日から7月11日頃までこの現象が起こります。^[10]ロシア領フランツヨシフランドでは、11月27日から1月15日頃までこの現象が起こります。 (南緯 81° 西経 125° / 南緯 81° 西経 125° / -81; -125 ) では、5 月 25 日頃から 7 月 17 日頃までこの現象が見られます。カナダおよび世界最北の集落であるヌナブト準州のアラートでは、11 月 19 日頃から 1 月 22 日頃までこの現象が見られます。その対蹠地 (南緯 82°30′ 東経 117°38′ / 南緯 82.500° 東経 117.633° / -82.500; 117.633 ) では、5 月 19 日頃から 7 月 25 日頃までこの現象が見られます^。[11]グリーンランド北端の砂利の堆積地で、最北端の陸地と争われているウーダックでは、11 月 15 日頃から 1 月 27 日頃までこの現象が見られます。 150.117°E / -83.667; 150.117）では、5月13日から7月31日頃までこの現象が発生します。^[12]

真極夜とは、太陽の極点において天文的な薄明が発生しない連続した夜の期間です。真極夜の間は、肉眼で見える最も暗い星である 6 等星が 24 時間を通して見えます。太陽正午には、太陽は地平線の下 18 度から約 23 度 26 分の間になります。この状態は、両極で約 11 週間続きます。

真の極夜は、北緯または南緯約84度34分以上の緯度に限られ、これは極圏内でちょうど18度、つまり両極から約5度半の緯度である。地球上でこれらの緯度にある唯一の恒久的な居住地は、南極のアムンゼン・スコット科学研究基地であり、冬季の職員は2月中旬から10月下旬まで完全に孤立している。南極では5月11日頃から8月1日頃までこの状態が続くが、^[13]北極では11月12日頃から1月28日頃までこの状態が続く。^{[14] [15]}

北極または南極に位置する観測者が、1つの昼間の太陽が地平線から最も高く昇った時点から、次の昼間の太陽が地平線から最も高く昇った時点までの時間を「1日」と定義すると、そのような観測者が経験する「極日」は地球の1年の長さとなる。^[16]

極夜が人間に与える影響を調べるために、数多くの分析が行われてきました。北緯69度に位置するノルウェーの都市トロムソでは、11月中旬から1月中旬まで2か月続く極夜があります。分析は、40歳以上の地域住民を対象とした2015～2016年の健康調査データに基づいて行われ、トロムソの睡眠パターンの季節変動を分析することが目的でした。調査では、秋と冬の月には男性の不眠症の有病率が高かったが、女性ではそうではなかったことがわかりました。しかし、全体としては、日照時間の極端な変化にもかかわらず、睡眠時間は年間を通じてほとんどまたはまったく変化しませんでした。この結果の要因として、トロムソの人工照明の量が多い可能性があることは注目に値します。^[17]

同様の研究が、南極にあるアルゼンチンの研究基地ベルグラーノ IIで冬を越した男性たちの間で行われた。この基地は南緯 77 度に位置し、極夜が 4 か月続く。この研究は 2010 年代に 5 つの異なる冬季キャンペーンで実施され、合計 82 人が参加した。この研究では、参加者は一般的に夏季の方が冬季よりも長い時間眠っていることがわかった。さらに、冬季には社会的時差ぼけがより多く観察された。 ^[18]

3番目の研究は、南極の2つの異なる研究基地、世宗基地と張保皐基地にいた88人の韓国人乗組員の精神的健康を調査することを目的としていた。研究以前に精神疾患と診断された乗組員はいなかった。南極滞在中、88人のうち7人が初冬に精神疾患と診断された。精神疾患には、不眠症（3人）、うつ病（1人）、適応障害（2人）、アルコール使用障害（1人）が含まれていた。^[19]

全体的に、南極での両研究では冬の初めから睡眠時間が減っていることが示されており、韓国基地での研究ではその時期に精神衛生上の問題が始まったことも示されていました。^{[18] [19]}トロムソでの研究では、南極での研究と同様の睡眠時間の低下は示されていませんでしたが（おそらく人工光の量が多いため）、冬季の男性の不眠症の増加が示されました。^[17]したがって、3つの研究すべてにおいて、極夜が睡眠や精神衛生に影響を与えることが示されました。

• 真夜中の太陽

• グリーン、デイビッド (2003)。光と闇(電子書籍版)。物理学出版協会。ISBN 0-7503-0874-5。
• ワシントン州メイソン (1933 年 5 月)。「Twilight」。米国海軍研究所紀要。第 59 巻、第 363 号。ISSN  0041-798X。
• オッテウェル、ガイ（2019年6月14日）。「夏の暗い夜」。EarthSky 。 2024年4月21日閲覧。
• Kher, Aparna; Bikos, Konstantin (nd). 「薄明かり、夜明け、そして夕暮れ」。時間と日付。 2024年4月21日閲覧。
• シュビンスキー、レイモンド（2023年11月9日）。「3種類の薄明かりを発見」。天文学雑誌。 2024年4月20日閲覧。
• Hansen, V.; Lund, E.; Smith-Sivertsen, T. (1998 年 3 月)。「北極圏の変化する日光下での自己申告による精神的苦痛」心理医学28 ( 2): 447– 452. doi :10.1017/S0033291797006326. PMID  9572101. S2CID  10556073.

ウィキメディア・コモンズには、極夜に関連するメディアがあります。

• 極夜と極地の暗闇
• ノルウェーのトロムソで何年にもわたって撮影されたウェブカメラの写真。北極圏内の緯度で冬が近づき、冬が去っていく様子がはっきりとわかります。