什么是“白夜”现象,为什么在低纬度地区看不到这种自然现象?

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我们知道由于地球是一个不发光不透明的球体,因此当太阳系的中心天体,也就是太阳系唯一的一颗能够自己发光发热的恒星“太阳”,把太阳辐射照射到地球上时,只能照亮地球的一半,我们把阳光照射到的半个地球称为“昼半球”,而太阳辐射没有照射到,处在黑暗中的半个地球称为“夜半球”。有了昼夜半球,地球表面上就有了“白天”和“黑夜”之分,在任何时刻地球上总有一半区域处在白天,而另一半区域处在黑夜之中。

什么是“白夜”现象?

由于我们的地球不停地绕着地轴“自转”,世界各地也就产生了“昼夜交替”现象,昼夜每交替一次的时间是24小时。地球上不同纬度地区,在一年中的不同日期,每天的昼夜长短情况是会发生变化的,不过如果你刚好在地球的赤道上,那么一年中的任何一天,你那里都是白昼12小时,夜晚12小时,也就是永远昼夜平分。昼夜的长短情况,除了昼夜平分之外,还存在昼长夜短、昼短夜长、极昼和极夜等情况。

昼半球、夜半球和晨昏线

那么,题目中所提到的“白夜”现象是什么情况呢?从字面来看,“白”代表白昼,而“夜”代表黑夜,怎么白昼和黑夜共存?实际上“白夜”是一个地理概念,是指夜晚不像真正的黑夜,也就是夜晚并没有完全的暗下来,那么是什么原因使得夜晚没有完全黑下来呢?我们知道每当日落以后或者日出之前,虽然天空中已经看不到了太阳,但是天空并没有完全暗下来。也就是在傍晚日落后,还有很长时间天空是亮的,这种现象的形成主要是由于大气对于太阳辐射的散射作用。

晨昏线是一个白天和黑夜的过渡区域

这种日出前和日落后天空还是明亮的现象,全球除了极昼和极夜地区之外,都是有发生的,那么是不是“白夜”现象各纬度都可以看到呢?其实不然,我们知道,虽然大气层对于太阳辐射有散射作用,但是并不能一直持续,一般来说当太阳下落到地平线以下18°之后,天空就会完全黑下来了,而地球上不同纬度地区,由于正午太阳高度的不同,太阳下落的角速度也各不相同,通常来说这种现象在低纬度地区持续的时间短,而随着纬度的增加持续的时间会逐渐变长。

白天和黑夜交替

也就是说,低纬度地区通常天黑得更快,而中高纬度地区天黑得慢一些。这样一来,当中高纬度地区,处在一年中昼长夜短的时期,也就是黑夜较短的时期,那么有可能出现太阳落山后天空并没有完全黑下来,而到了午夜时分,太阳在地平线以下的角度依旧在18°以内,而后太阳又开始升高,一直到日出前,天空由于大气的散射作用,一直没有出现完全的黑夜,这种现象就被称为“白夜”。

夏至日昼长的纬度分布图(北半球各纬度最长白昼)

“白夜”和“极昼”是有区别的,极昼现象只发生在南北极圈以内,也就是南北纬66.5°至南北纬90°之间的区域,极昼现象是指在一天24小时之内,太阳始终在地平线以上,太阳高度始终大于等于0°。而“白夜”的确定是以天空有没有完全黑下来为标准的,太阳可以落到地平线以下,所以通常来说大概在南北纬48.5°及更高纬度的地区都会出现白夜现象。就我国而言,只有在东北的黑龙江和内蒙古北部地区,以及西北的新疆北部地区才能看到白夜。

我国能够看到白夜现象的区域

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