真夜中の太陽

真夜中の太陽は、極地日とも呼ばれ、夏季に北極圏の北または南極圏の南で発生する自然現象で、太陽が現地の真夜中にも見える状態です。北極で真夜中の太陽が見られる場合、太陽は左から右に動いて見えます。南極では、それと同等の見かけの動きは右から左です。これは、北緯約 65°44' から南緯 90° までの範囲の緯度で発生し、屈折のため、北極圏または南極圏で正確に止まることはありません。

反対の現象である極夜は冬に発生し、太陽は一日中 地平線の下に留まります。

南極圏の南には研究基地を除いて恒久的な人間の居住地がないため、白夜を経験できる国や地域は北極圏にあるカナダ（ユーコン準州、ヌナブト準州、ノースウェスト準州）、フィンランド、グリーンランド、アイスランド、ノルウェー、ロシア、スウェーデン、アメリカ合衆国（アラスカ州）に限られます。

北極圏の北側にある世界最大の都市、ロシアのムルマンスクでは、5月22日から7月22日まで（62日間）白夜が見られます。

フィンランドの領土の4分の1は北極圏の北に位置しており、国土の最北端では夏の間72日間太陽が沈まない。^[1]

ヨーロッパ最北の居住地域であるノルウェーのスヴァールバル諸島では、4月19日頃から8月23日頃まで日没がありません。極端な場所は両極で、半年間太陽が継続的に見える場所です。北極では、 3月18日頃から9月24日頃まで、約6か月間白夜が続きます。^[2] 南極では、9月20日頃から3月23日頃まで（約6か月間）白夜が続きます。^[3]

大気の屈折と、太陽が空の点ではなく円盤であるため、北極圏のやや南または南極圏のやや北の緯度でも白夜が見られることがありますが、その差は 1 度を超えません (地域の状況によって異なります)。たとえば、アイスランドは白夜で知られていますが、その大部分 (グリムセイ島は例外) は北極圏のやや南にあります。同じ理由で、極地での日照期間は 6 か月よりやや長くなります。イギリスの北端(およびサンクトペテルブルクなどの同様の緯度にある場所)でも、夏至の頃には北の空で夜通し 薄明が見られます。

アラートやヌナブト準州など、極に十分近い場所では、夜になっても完全に暗くならないものの、太陽も昇らない時期があり、白夜と極夜の効果が組み合わさって、 「昼」には民間薄明、「夜」には天文薄明に達します。

太陽が地平線から6度（または7度^[4] ）未満にある場所、つまり緯度約60°34'（または59°34'）と極圏の間は、白夜ではなく真夜中の薄明^{[5]が発生するため、晴れた夜には人工照明がなくても読書などの日中の活動が可能です。これは}北半球の夏至と南半球の夏至の両方で発生します。ゴールデンアワーなしで白夜を体験できる最低緯度は、北または南約72°34'です。

白夜はロシアのサンクトペテルブルクの一般的なシンボルとなっており、同地では6月11日から7月1日頃まで開催され^{[4] 、6月の最後の10日間は}白夜祭として知られる文化イベントで祝われます。

南極大陸の最北端でも、南半球の夏至付近には白夜が見られます。

地球の軸の傾きはかなり大きいため（23度26分21.41196秒）、高緯度では夏でも太陽は沈みません。^[6]むしろ、極圏では夏至の日に1日間、極からわずか100km（62マイル）近づいたところでは数週間、極地では6か月間、太陽が連続して見えます。極緯度では、真夜中の太陽は通常、極昼と呼ばれます。

極地では、太陽は毎年春分と秋分の日に一度だけ昇り、沈みます。太陽が地平線上にある 6 か月間、太陽は観測者の周りを円を描きながら絶えず動いているように見えます。太陽は次第に高く螺旋状に上昇し、夏至に空の最高点に達し、その後は低く沈み始め、秋分の直後に沈みます。

「真夜中の太陽」という用語は、北極圏の北と南極圏の南で経験する連続した 24 時間の太陽光期間を指します。他の現象も「真夜中の太陽」と呼ばれることがありますが、それらは時間帯と夏時間の遵守によって発生します。たとえば、北極圏の南にあるアラスカ州フェアバンクス では、夏至の日に太陽は午前 12 時 47 分に沈みます。これは、フェアバンクスが理想的な時間帯より 51 分 (夏時間では 1 時間 51 分) 進んでおり (州の大部分が 1 つの時間帯であるため)、アラスカ州が夏時間を採用しているためです。(フェアバンクスは西経約 147.72 度にあり、これは UTC-9 時間 51 分に相当し、冬は UTC-9 になります。) つまり、太陽の南極点は 正午ではなく、午後 12 時51 分頃に発生します。また、アラスカ州フェアバンクスでは、太陽真夜中は現地時間の午前 1 時 51 分に起こります。

本物の「真夜中の太陽」の正確な瞬間が必要な場合は、観測者の経度、現地の常用時、均時差を考慮する必要があります。太陽が地平線に最も近づく瞬間は、観測者の位置で太陽が真北を通過する瞬間と一致しますが、これは通常、真夜中頃にのみ発生します。グリニッジ子午線の東側の経度が 1 度上がるごとに、重要な瞬間は時計に表示される真夜中の 4 分前になります。一方、現地の常用時が協定世界時(UTC、GMT とも呼ばれます) より 1 時間進むと、その瞬間は 1 時間遅くなります。これら 2 つの効果を追加する必要があります。さらに、均時差 (日付によって異なります) を追加する必要があります。特定の日付の値が正の場合、太陽が平均位置よりわずかに進んでいることを意味するため、その値を減算する必要があります。^[7]

たとえば、 6 月 21 日/22 日の真夜中のノルウェーの北極圏では、東経 25.9 度のため、時計時間では 103.2 分早いことになりますが、夏季には GMT より 2 時間進む現地時間では、時計時間では 120 分遅くなります。その日の均時差は -2.0 分です。したがって、太陽の最低高度は、真夜中から 120 - 103.2 + 2.0 分後、つまり中央ヨーロッパ夏時間の 00.19 に発生します。他の近い日付では、唯一の違いは均時差であるため、これはかなりの期間、妥当な推定値のままです。太陽の高度は、この時間の前後約 45 分間、最低高度の約 5 度から半度以内に留まります。

地球が自転するとき、地球は時々太陽に近づきます。5月から7月までのこの地球の自転期間中、地球は軌道上で自転軸に対して23.5度の角度で傾きます。これにより、地球の北極の北極地域にあるノルウェーの一部が太陽に非常に近づき、この期間中、昼の長さが増加します。ほとんど短くなることはないといえます。ノルウェーのハンメルフェストでは、この時期に夜が訪れます。

いずれかの極に近づくほど、年間で白夜になる可能性のある日数が増えます。おおよそ極圏で定義されますが、実際には、以下に説明するように、白夜は極圏から 90 km (56 マイル) 外側でも見られ、白夜が最も遠くまで見える正確な緯度は地形によって異なり、年ごとにわずかに異なります。

北極圏では、定義上、大気による屈折がなければ太陽の中心は夏の一夜しか見えないが、北極圏では6月12日頃から7月1日頃まで白夜の一部が見える。この期間は北に行くほど長くなる。ヨーロッパ大陸の最北端であるノルウェーのノルドキン岬では、白夜は5月14日頃から7月29日頃まで続く。さらに北のスヴァールバル諸島では、4月20日から8月22日まで続く。^[8]

また、地球は1 月初旬に近日点、 7 月初旬に遠日点となるため、両極地域では極昼と極夜の期間が異なります。その結果、北半球では極昼が極夜より長くなります (たとえば、アラスカ州ウチギアグビクでは、極昼は 84 日間ですが、極夜は 68 日間しか続きません)。一方、南半球では状況が逆で、極夜が極昼より長くなります。

海抜よりかなり高い高度にいる観測者は、高所から見ると地平線が「沈む」ため、長時間にわたって真夜中の太陽を体験することがあります。

• Lutgens FK、Tarbuck EJ (2007)『The Atmosphere』第10版、39ページ、PEARSON、Prentice Hall、NJ。

ウィキメディア・コモンズには、真夜中の太陽に関連するメディアがあります。

• ノルウェーの真夜中の太陽の秘密とは