Ночи и сумерки

[Эклипсоман]

Доброй ночи всем! Нашел очень интересную книгу Святский Д. О. "Что такое стратосфера". В этой книге описывается любопытный факт, оказывается последние следы сумеречной синевы неба изчезают когда Солнце погружается под горизонт на 30°. Привожу цитату:

"Уже давно было высказано предположение, что конец гражданских и астрономических сумерек соответствует моментам освещения Солнцем верхнего предела тропосферы и некоторого слоя в стратосфере, которые по своим физическим свойствам резко разнятся между собою. Зная размеры радиуса земного шара в километрах и степень погружения Солнца под горизонт данного места, математически определяют высоту того слоя атмосферы, который освещен Солнцем в соответствующий момент окончания гражданских и астрономических сумерек. Для гражданских сумерек получается высота 11 км, соответствующая, по-видимому, пределам тропосферы. Для астрономических же сумерек, принимая среднее погружение Солнца под горизонт - 16°, получаем высоту 70 км. Вот средний предел того слоя воздуха в стратосфере, который еще настолько материален, что в состоянии отражать свет и вызывать освещенность ночью сумеречного сегмента неба. Пытались также определить и время исчезновения синевы неба, т. е. полное прекращение какой бы то ни было освещенности неба. Оказалось, что в это время Солнце погружается на 30° под горизонт. Отсюда получилась высота 210 км, на которой всё еще существуют, по-видимому какие-то следы воздуха".

Выходит, никакого полного исчезновения сумеречного сегмента при погружении Солнца на 18° не происходит. Также как и есть все-таки разница в освещенности атмосферы при отрицательной высоте 18°, 30° и скажем 50°. Такие сумерки уже не мешают астронаблюдениям слабых звёзд, галактик, туманностей вроде как. Получается, ночь летнего солнцестояния на широте Краснодара оказывается светлее, чем на широте Сочи или Анталии. А по настоящему темные южные экваториальные ночи сейчас можно наблюдать лишь южнее 34° с. ш.

Может быть научные данные из этой книги устарели?

[xd]

Вы уверены, что Вам важны эти единичные долетающие фотоны? Сами не пробовали ночью выйти да посмотреть или промерять инструментально? Пора бы уже, раз Вас так интересуют эти вопросы

[Эклипсоман]

Личный рекорд наблюдения сумеречного сегмента - 16 градусов, в прошлом году, было отчётливо видно темные силуэты облаков на фоне подсвеченного горизонта. Как только Луна станет восходить ближе к полуночи и позже, проведу очередные наблюдения, очень интересно как выглядит засветка при 17-18°. Тогда как впервые увидел, что при 16° настолько сильно видно еще заревой сектор, был немало удивлен. И такой вопрос: насколько часто бывает та самая "повышенная замутненность атмосферы", при которой "конец сумерек затягивается до углов погружения 20-23°", думается что речь в книге Г. В. Розенберга идет о более рядовых случаях, а не о таких аномалиях как при падении Тунгусского метеорита

[Эклипсоман]

Вы уверены, что Вам важны эти единичные долетающие фотоны?

Ну если из-за этих фотонов северная сторона неба хотя бы даже у самого горизонта на широте около 45° в полночь около летнего солнцестояния окажется с характерным оттенком синевы, а на широте где-нибудь 38° полностью темной в это же время, тогда важны. Удивительно, что в старых книгах всё время пишут о сумерках при таких больших погружениях, а в современных источниках в большинстве своем - минус 18 и точка.

Тут писали, что в какой-то астрономической программе можно выставить значения гражданских, навигационных и астрономических сумерек по желанию. Надо бы скачать такую программу. Для гражданских вполне бы установил значение 7° или даже 8 (для повышенной замутненности атмосферы) - вчера как раз при этих значениях стал с трудом различать печатный текст на огороде при полностью ясном северо-западе, для навигационных - 13,5-14°, как раз при этом значении в полнолуние заря сливается с засветкой от Луны, а в обычное время перестает эффективно подсвечивать горизонт. Ну а для астрономических, наверное, выбрал бы 19° для обычного состояния атмосферы - верхний предел, при котором наиболее часто исчезают последние следы зари, как указано в книге Розенберга (нижний предел 17°, а так распространенные теперь 18° по-видимому ни что иное как среднее арифметическое между этими величинами) и 22° для замутненной.

[xd]

Вы же понимаете, что все эти величины - это условность, построенная в условиях ряда приближений. Конкретные условия зависят от состояния атмосферы в первую очередь.
Поставьте чёткий критерий, чего Вы хотите, помимо банального бесцельного жонглирования цифрами.

[Skipper_NORTON]

Я  и вовсе считаю, что  астрономической ночью  следует считать не  время после погружения Солнца ниже 18 градусов,
а именно: время после погружения Солнца под горизонт, ниже 15 градусов.
 
1) Уровень освещенности поверхности земли по сути одинаковый, и самый низкий.
2) Уровень освещенности  99% неба - одинаковый - видны отлично все звезды, до 6-й величины, т.е. все которые можно увидеть,
т.е. при погружении Солнца на 15 градусов, небо усыпано звездами так, что при бОльшем погружении количество
их, видимое глазом, уже не увеличивается.
 
(а вот если 15 градусов, сравнить с моментом когда глубина Солнца - 14 градусов,  то уже разница чувствуется - небо усыпано "более редко",
и начинает светлеть. При глубине же 15 градусов, или 16  градусов, и даже 18 градусов - разницы никакой!)
 
Единственное отличие которое можно заметить при глубине Солнца 15 градусов (по сравнению с 18-ю) - только в том,
что слегка, чуть-чуть светлее маленькая полоска неба, над горизонтом, т.е. примерно до  2 или 3 градусов над горизонтом.
По мне так эта полоска, составляет менее 1% всего неба, и как правило, ни на что не влияет, ни на какие
астрономические наблюдения, как и в случае, если бы они проводились и при глубине Солнца 18 градусов, (за исключением
только того, что присмотревшись, можно понять, где Солнце заходило).
 
Потому я и считаю, моя версия, что Солнце на глубине 15 градусов - это астрономическая ночь и есть. 
А дальше там, выискивать какие то "остаточные фотоны", что при глубине 18, что при глубине 30 - смысла не имеет.
 

[Эклипсоман]

Поставьте чёткий критерий, чего Вы хотите, помимо банального бесцельного жонглирования цифрами.

В данный момент интересует вопрос: как часто бывает замутненность атмосферы, описанная в книге о сумерках. Явно речь идет не о том состоянии атмосферы, что наблюдалось при падении Тунгусского метеорита, тогда на 45 широте наступили не непрерывные астрономические сумерки, а самые настоящие белые ночи, можно было спокойно читать печатный текст или даже свободно фотографировать при тогдашнем уровне развития фототехники. По видимому, воздействие состояния атмосферы на продолжительность сумерек значительно отличается каждый раз - наиболее часто замутненность может увеличить продолжительность того мизера освещенности неба, какой наблюдается обычно при 17-18° до 19-20°, в более редких случаях сумерки могут затянуться до 20-21°, и еще реже до 22-23°

[xd]

Проведите исследование. Лет так 5, хотя бы, в разных точках.

[Skipper_NORTON]

что наблюдалось при падении Тунгусского метеорита, тогда на 45 широте наступили не непрерывные астрономические сумерки, а самые настоящие белые ночи, можно было спокойно читать печатный текст

 
Это что то вообще невероятное.  22 градуса под горизонтом Солнце и белые ночи? 

[библиограф]

 Про светлые ночи лета 1908 года библиография весьма обширная.
http://tunguska.ru/nc/public.htm
Даже написана целая книжка
Васильев Н.В., Журавлев В.К. Ковалевский А.Ф. и др. Ночные светящиеся облака и оптические аномалии связанные с падением Тунгусского метеорита. М.: Наука, 1965.
Но это всё надо ещё прочесть!

[Эклипсоман]

Доброй ночи! Где-то от 48-49° с. ш. и выше в июне можно говорить о светлых ночах, выше 52-53° ночи очень светлые, а выше 57-58° наблюдаются белые ночи - самое темное время суток навигационные сумерки, промежуток которых между гражданскими вечерними и утренними сумерками незначителен, а выше 60-61 широты вообще отсутствует, гражданские сумерки длятся всю ночь. Но переход к поясу белых ночей от экваториальной и тропической смены дня и ночи очень и очень постепенный. Возникает вопрос: начиная с какой широты, самое нижнее, можно говорить о затяжных сумерках, где сумерки еще не сливаются в полночь, но вблизи дня летнего солнцестояния очень и очень длинные?

[библиограф]

 Подробно этот вопрос разбирается в любом курсе мореходной астрономии; соответствующие
таблицы есть в "Морском астроноическом ежегоднике".
Всё, что младший командир должен знать об условиях наблюдений и видимости
http://nauka1941-1945.ru/files/pdf/EB_1943_AKS_00001022.pdf

[xd]

Комментарий модератора

Схожие темы объединены

[Грехов Михаил]

Личный рекорд наблюдения сумеречного сегмента - 16 градусов, в прошлом году, было отчётливо видно темные силуэты облаков на фоне подсвеченного горизонта.

Это мнимое. Помимо сумеречного света есть еще Зодикальный свет, свечение самого неба (так называемая Air Glow). Потом есть еще искусственная засветка (от которой убежать весьма сложно.... только в самых ненаселенных регионах). Могут условия сами мешать.... дымка.. В общем совсем темно-темно не бывает никогда. 

[Skipper_NORTON]

Личный рекорд наблюдения сумеречного сегмента - 16 градусов, в прошлом году, было отчётливо видно темные силуэты облаков на фоне подсвеченного горизонта.

 
Честно, то какой то "слабый рекорд".  Я как то, поставил эксперимент  20 лет назад   (отчетливо и  дату помню, 1996-Aug-11),
- сначала   посчитал все моменты, до минуты, когда  Солнце будет по всем глубинам под горизонтом -
и внимательно смотрел на горизонт - до какой же глубины опускания Солнца,  действительно будет заметно, хоть какое то
свечение над горизонтом  (т.е.  глядя на горизонт - можно что то чувствовать, что где то в той стороне Солнце находится).
 
Выяснил, что все признаки свечения маленькой полоски над горизонтом, пропадают, при опускании Солнца под горизонт,
действительно,  на 18 градусов.  А тогда я еще не знал, что  18 градусов - это официальная граница астрономической ночи.
 
(Но, как я говорил..  Считать этот момент началом астрономической ночи, я думаю, неправильно, эта маленькая чуть светлая
полоска неба, до высоты  1-2 градуса,  не влияет ни на какие астрономические наблюдения, ведь  более 99% неба  такое же
темное, как и при опускании Солнца на  15 градусов под горизонт - и видны все те же звезды. 
А вот если еще меньше, к примеру, 14 градусов - то уже небо реально начинает светлеть, и все слабые звезды так не видны,
как при  15 - 18 градусов.
Потому хотелось бы,  чтобы и официально, считалось, что момент наступления астрономической ночи - при Солнце в 15 градусах
под горизонтом.  А то некоторых это может и ввести в заблуждение).
   
 

[bob]

Для гражданских сумерек получается высота 11 км., соответствующая, по-видимому, пределам тропосферы. Для астрономических же сумерек, принимая среднее погружение Солнца под горизонт - 16°, получаем высоту 70 км. Вот средний предел того слоя воздуха в стратосфере, который еще настолько материален, что в состоянии отражать свет и вызывать освещенность ночью сумеречного сегмента неба. Пытались также определить и время исчезновения синевы неба, т. е. полное прекращение какой бы то ни было освещенности неба. Оказалось, что в это время Солнце погружается на 30° под горизонт. Отсюда получилась высота 210 км., на которой всё еще существуют, по-видимому какие-то следы воздуха".
Может быть научные данные из этой книги устарели?

Немного устарели.
Про ветер Земли:
http://www.membrana.ru/particle/13656
Десять лет назад открыли, помимо линии Кармана, линию Надсена (или Кнадсена, в зависимости от транскрипции). Это линия, на которой заканчивается воздействие ветров на ионосферу. Это целых 118 км. И там есть ветры (!). Следы атмосферы есть и выше. Например, МКС (360-380 км.) сильно тормозится, её орбиту постоянно приходится поднимать. "Скайлэб" с 420 км. грохнулся на Землю всего за семь лет. А спутники в районе опорных орбит для верхних ступеней РН (160-180 км.) живут всего от нескольких недель до нескольких месяцев, в зависимости от размеров, формы и массы.
Как выше отмечалось, всё это очень условно. Гражданские, навигационные и астрономические сумерки это просто общепринятое соглашение, что ими условно считать. А 70 км. - это примерно мезопауза для средних широт (над стратопаузой, где кончается стратосфера, есть ещё мезосфера с мезопаузой, над которой уже начинается термосфера).
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0
Современная стратификация атмосферы:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0_%D0%97%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D0%B8
Грубо говоря, экзосфера, где рассеянием света и сопротивлением атмосферы можно полностью пренебречь, начинается с термопаузы, около 700 км., в области наибольшей плотности радиационных поясов.
Красивая картинка:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0_%D0%97%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D0%B8#/media/File:Atmosfeer.png
Цифры высот соответствующих страт достаточно условны - они зависят от широты, от времени года, от активности Солнца и т.п. А белые ночи в связи с тунгусским взрывом были связаны с тем, что вся атмосфера была заполнена серебристыми облаками, в том числе на высотах, им обычно не свойственных, и рассеяние света возросло до больших высот, где оно обычно пренебрежимо мало.