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日志

 
 

奇妙的极昼与极夜  

2017-03-02 09:38:42|  分类: 知识园地 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一天有昼夜之分,一年有四季之别。随着季节的更替和地理纬度的不同,昼夜的长短亦有所变化,这种变化是否会出现“极限”情况呢?即在地球上某一个地方,一天里太阳老是“挂在”空中(或者是持续24小时的阳光普照),或者太阳总是不露面(或者是持续24小时的漫漫长夜)。

我国首次北极科学考察的地方,就是出现这种“极限”情况的地方。时值北极夏季,在北极圈内(66.5°N),随着纬度的增加,会有从一天到半年之久的太阳不落的日数。

俄罗斯著名诗人普希金对彼得堡(约60°N)夏季作过形象的描述:“在金黄色的天空中,朝霞忙着把晚霞替换,每天只有半小时昏夜,黑暗就被霞光驱散。”

位于北欧的芬兰,在北极圈内的面积相当于整个国土面积的1/4。这里的夏季,最长的地方有73天连续不断的“白夜”(即日不落)。每年6月20日至26日间的星期六(夏至前后),是芬兰的仲夏节,举国欢腾,各处悬挂国旗,以示庆祝。人们跑到森林里,到湖滨或海滩去,在那里用桦树杆燃起一堆堆篝火,尽情地唱歌跳舞,欢庆那不夜季节的到来。

北极的冬季,却是另一番景象:北极圈以内的地区,会出现连续24小时以上的“黑夜”(即日不出)。这种奇景,随着纬度的增加,可以连续几天,几十天,甚至长达半年。如挪威的哈默菲斯特(70°N),那里的冬天有两个半月见不到太阳,长夜漫漫,路灯连续几个月不灭,人们只能在灯光下工作和生活,即使在一天的“正午”,仰望天空,见到的仍然是闪烁着寒冷光芒的星星。再如芬兰的北极圈内地区,一年中约有6~7个月是多雪而漫长的冬季,最北部地区有40~50天见不到太阳。  

科学家们把在极圈内出现的这种在一天中“日不落(或出)”的现象叫极昼(或极夜)。极昼是指在南北极圈内所发生的太阳终日不落、昼长24小时的现象。极夜是指在南北极圈内所发生的太阳终日不升出地平线、夜长24小时的现象。出现这种奇妙的现象与地球运动有关,地球不停地自转并绕太阳公转,且在公转过程中地轴倾斜方向保持不变,致使太阳直射点一年间在南北回归线之间移动,从而造成地球上各地昼夜长短的变化。天文学中把昼夜更替的分界线叫晨昏圈,它把地球分为昼半球(被太阳照耀的部分)和夜半球(看不见太阳的部分)两个部分。

在每年春分和秋分的这两天,太阳直射赤道,全球昼夜平分。春分日(3月21日左右)以后,太阳直射点北移,在每年夏至日(6月22日左右)太阳直射北回归线(23.5°N),北极圈内全部处于昼半球中,出现极昼现象;而南极圈内则全部处于夜半球中,出现极夜现象。秋分日(9月23日左右)后,太阳直射点南移,到冬至日(12月22日左右)太阳直射南回归线(23.5°S),南极圈内全部处于昼半球中,出现极昼现象;而北极圈内又全部处于夜半球中,出现极夜现象。仍以芬兰为例,在夏至这一天,芬兰奥卢市离北极圈只差1°,午夜12点太阳才钻入地平线,但一眨眼间,它又从另处徐徐升起,从日落到日出只隔一个小时。而在北极圈外一点的克米亚尔维市,太阳则一直在地平线上转圈子,不会落下去的,成了“不落的太阳”。

从南、北极圈向南、北极去,随着纬度的增加,极昼或极夜的日数逐渐递增,到南北两极点处增大为半年白昼、半年黑夜。北极大港——俄罗斯的摩尔曼斯克,位于北纬68°58′,每年10月下旬,太阳从摩尔曼斯克的矮山后落下,便不再升起,一直延续到翌年1月底,市民们才真正“重见天日”。从此,阳光普照时间也“与日俱增”;至5月上旬,人们便昼夜沐浴着和煦的阳光,极昼将连续3个月之久。在这漫长的不夜季节里,猫头鹰和蝙蝠打破了黑暗中活动的习惯,在“白夜”里飞来飞去。植物也充分利用这十分有利而短暂的生长季节,快速完成生长发育、开花结果的生命周期,如蒲公英,它的幼苗破土而出后很快就长得根壮苗肥,转眼间郊野上生长的蒲公英结满了蓓蕾,只需1~2天工夫,它就变成遍地金花,一周之后,全都结成了毛茸茸的球果。对于人们来说,不需要人工照明,即使在子夜时分,照样可以工作,比起漫漫极夜来说应该是方便有利得多了。这也许是中国首次北极科学考察选择在夏季进行的一个重要原因吧。

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