極晝

極晝

是在地球的南極北極,太陽都在地平線以上的現象(即全天24小時都是白天)。極晝隻會出現在南極和北極,當南極出現極晝的時候,北極就出現極夜,反之一樣。因為地球轉動是傾斜的,所以在夏,冬季的時候,地球轉動時,北極朝向太陽,盡管地球怎樣轉,也總是朝向太陽,所以就出現極晝了,反之一樣。而南極圈北極圈是對立的,所以北極出現極晝時,南極就出現極夜了,反之也一樣。極晝和極夜隻會出現在夏季和冬季。北半球到了夏季,北極地帶的白天甚至可以長達半年之久。

  • 中文名稱
    極晝
  • 外文名稱
    polar day
  • 特點
    全天皆為白天
  • 形成原因
    地球公轉和黃赤交角

​概述

極晝,是出現在極圈範圍內的一種“太陽終日不落”的現象,所以又稱“永晝”。極晝隻出現在地球南、北極圈以內地區。太陽直射于北半球時,極晝出現在北極地區;而極夜則出現在南極地區。太陽直射在南半球時則反之。如太陽直射在北緯10°,則北緯80°—90°地區將出現極晝,南緯80°—90°地區則為極夜(不計大氣折光作用和日輪視半徑)。

在南極圈和北極圈以內,每年都會有極晝和極夜季節。其持續時間之長短,則因緯度而異。在南極和北極,每年都有半年極晝和半年極夜。除了南極和北極以外,極晝期內,太陽在一日內仍然有高度和方位的變化。

產生原因

極晝產生的原因是來自大氣外的高能粒子(電子和質子)撞擊高層大氣中的原子的作用。這種相互作用常發生在地球磁極周圍區域。現在所知,作為太陽風的一部分荷電粒子在到達地球附近時,被地磁場俘獲,並使其朝向磁極下落。它們與氧和氮的原子碰撞,擊走電子,使之成為激發態的離子,這些離子發射不同波長的輻射,產生出紅、綠或藍等色的極晝特征色彩。

極晝

極晝的出現與“地磁場”的變化有關,原來,極晝是“太陽風”與“地磁場”相互作用的結果。“太陽風”是太陽噴射出的帶電粒子,當它吹到地球上空,會受到“地磁場”的作用。

“地磁場”形如漏鬥,尖端對著地球的南北兩個磁極,因此太陽發出的帶電粒子沿著地磁場這個漏鬥沉降,進入地球的兩極地區。兩極的高層大氣,受到“太陽風”的轟擊後會發出光芒,形成極晝。高層大氣是由多種氣體組成的,不同元素的氣體受轟擊後所發出的光的前面色不一樣。例如氧被激後發出綠光和紅光,氮被激後發出紫色的光,氬激後發出藍色的光,因而極晝就顯得絢麗多彩,變幻無窮。

周期規律

如果太陽直射點在哪個半球,那個半球極圈到極點地區就會出現極晝現象。極晝的範圍與太陽直射點緯度有關,其邊界與極點的緯度差就是太陽直射點的緯度。

極晝

所以,春分過後,北極附近就會出現極晝,此後極晝範圍越來越大;至夏至日達到最大,邊界到達北極圈;夏至日過後,北極附近極晝範圍逐漸縮小,至秋分日縮至0;秋分過後,南極附近出現極晝,此後南極附近的極晝範圍越來越大;至冬至日達到最大,邊界到達南極圈;冬至日過後,南極附近極晝範圍逐漸縮小,至春分日縮至0。

如此周而復始,其周期為一個回歸年。

眾所周知,每年南、北兩極,“極晝”、“極夜”交替出現。一年內大致連續六個月是白晝(稱極晝),六個月是黑夜(稱極夜)。“極晝”時,每天二十四小時始終是白天,要是碰上晴天,即使是午夜時刻也是陽光燦爛,就像大白天一樣的明朗。而“極夜”來臨時,太陽始終不會從地平線升上來,星星一直在黑洞洞的天空閃爍著。

極晝隻會出現在南極圈和北極圈,當南極出現極晝的時候,北極就出現極夜,反之一樣。因為地球轉動是傾斜的,所以在夏,冬季的時候,地球轉動時,北極朝向太陽,盡管地球怎樣轉,也總是朝向太陽,所以就出現極晝了,反之一樣。而南極圈和北極圈是對立的,所以北極出現極晝時,南極就出現極夜了,反之也一樣。極晝和極夜隻會出現在夏季和冬季.

北極圈極晝、南極圈極夜出現在北半球夏季

北極圈極夜、南極圈極晝出現在北半球冬季。

北極圈極晝、南極圈極夜出現在南半球冬季

北極圈極夜、南極圈極晝出現在南半球夏季。

極晝

極晝時太陽的方向現以北極圈夏至日為例:凌晨:太陽在東方地平線上午:太陽向西南走中午:太陽在正南下午:太陽向西北走傍晚:太陽在西偏北地平線上半夜:太陽向東北走子夜:太陽在正北後半夜:太陽向東南走凌晨:太陽在東方地平線南半球相反。

科學原理

所謂極晝,就是太陽永不落,天空總是亮的,這種現象也叫白夜;所謂極夜,就是與極晝相反,太陽總不出來, 天空總是黑的。在南極洲的高緯度地區,那裏沒有“日出而作,日落而息”的生活節律,沒有一天24小時的晝夜更替。晝夜交替出現的時間是隨著緯度的升高而改變的,緯度越高,極晝和極夜的時間就越長。在南緯90°,即南極點上,晝夜交替的時間各為半年,也就是說,那裏白天黑夜交替的時間是整整一年,一年中有半年是連續白天,半年是連續黑夜,那裏的一天相當于其他大陸的一年。如果離開南極點,緯度越低,不再是半年白天或半年黑夜,極晝和極夜的時間會逐漸縮短。

到了南緯80°,也有極晝和極夜以外的時候才出現1天24小時內的晝夜更替。如果處于極晝的末期,起初每天黑夜的時間很短暫,之後黑夜的時間越來越長,直至最後全是黑夜,極夜也就開始了。而在南極圈(南緯66°33’),一年當中僅有一個整天(24小時)全是白天和一個整天全是黑夜。中國南極長城站(南緯62°13’)處在南極圈外,在12月份的深夜一二點鍾,天空仍然蒙蒙亮,眼力好的可以看書寫字。極晝和極夜的這種自然現象在地球的另一極北極也同樣出現,不過它出現的時間同南極正好相反,北極若處在極晝,則南極為極夜,反之變然。

極晝與極夜的形成,是由于地球在沿橢圓形軌道繞太陽公轉時,還繞著自身的傾斜地軸旋轉而造成的。,原來,地球在自轉時,地軸與其垂線形成一個約23.5°的傾斜角,因而地球在公轉時便出現有6個月時間兩極之中總有一極朝著太陽,全是白天;另一個極背向太陽,全是黑夜。南、北極這種神奇的自然現象是其他大洲所沒有的。

頑強的生命

生存于南極洲種類不多的生物,有著奇特的環境適應能力。主要表現在耐黑暗、抗低溫、耐高鹽、抗幹燥等方面。在漫長的極夜裏,南極洲的生物主要通過變換自身的顏色、改變代謝方式、休眠等辦法求得生存。在維多利亞地的一個淡水湖裏,有一種“湖藻”能忍受4個月的極夜,在極夜來臨前,它能充分利用白晝的陽光,高效率地進行光合作用,合成大量的有機物,這些有機物除供它生長發育外,還將剩餘部分排到體外,貯存在它生活的水環境中。在極夜期間,它就停止光合作用,並吸收它釋放出來的有機物,維持最低限度的代謝,就能發育生長。有一種名叫輪蟲的生物,它可以不吃不喝地休眠4個月,度過漫長的極夜。還有一種名叫“冰雪藻”的生物,有陽光時,它變成綠色,黑暗時變成藍綠色,依靠這變換,吸收不同波長的光進行光合作用而生存下去。

由于存在著極晝和極夜,在漫長的白天,動物們必須積累足夠的能量,從而不停地進食,並且還要高效率的養育後代,這樣當永夜來臨時,除部分遷徙到南方去的動物外,那些留下來的動物便可以度過最為艱難的時期。

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