Jour polaire
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Introduction

« Minuit pile » à Longyearbyen, le 16 juillet 2007 (78° N)
Soleil de minuit au Cap Nord, le 17 juillet 2005 à 23h59 (71,1° N)

Le tolga (aussi appelé soleil de minuit) correspond à un phénomène se produisant aux alentours du solstice (Le solstice est un événement astronomique qui se produit lorsque la position apparente du Soleil vu de la Terre atteint son extrême méridional ou septentrional.) d’été (juin dans l’hémisphère nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), décembre dans l’hémisphère sud) aux hautes latitudes situées au-delà des cercles polaires arctique (L’Arctique est la région entourant le pôle nord de la Terre, à l’intérieur et aux abords du cercle polaire. Elle se situe à l'opposé de l'Antarctique. L'Arctique inclut une partie...) et antarctique (L'Antarctique (prononcé [ɑ̃.taʁk.tik] Écouter) est le continent le plus méridional de la Terre. Situé au pôle...). Le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de jours de 24 heures (L'heure est une unité de mesure  :) pendant lesquels ce phénomène a lieu augmente avec la latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre (ou sur une autre planète), au nord ou au sud de l'équateur.). Il atteint son minimum (un jour) au niveau du cercle (Un cercle est une courbe plane fermée constituée des points situés à égale distance d'un point nommé centre. La valeur de cette distance est appelée rayon du cercle. Celui-ci étant infiniment...) polaire, à 66°34' et son maximum (six mois) au pôle (90°) et a lieu en été (mars à septembre dans l’hémisphère nord, septembre à mars dans l’hémisphère sud). Ainsi, le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée...) du solstice, aux pôles, le soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et composée d'hydrogène...) reste constamment visible à une hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) d'un peu plus de 23° dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.).

Explication du phénomène

Du fait de l’inclinaison de l’axe de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes telluriques,...) sur le plan de son orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.), toutes les régions de la Terre ne sont pas éclairées de la même façon par le Soleil au cours de sa révolution annuelle. Entre l’équinoxe de mars et septembre dans l’hémisphère Nord, le Soleil éclaire le pôle Nord (Le pôle Nord géographique terrestre, ou simplement pôle Nord, est le point le plus septentrional de la planète Terre. Il est défini comme le point d’intersection de l'axe de rotation de la...) en permanence. Le même phénomène se produit au pôle Sud (Le pôle Sud est le point le plus au sud de la surface de la Terre, diamétralement opposé au pôle Nord. Il est situé sur le continent Antarctique.) entre l’équinoxe de septembre et mars.

En réalité, en raison de la réfraction (En physique des ondes — notamment en optique, acoustique et sismologie — le phénomène de réfraction est la déviation d'une onde lorsque la vitesse de celle-ci change entre deux...) de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs...) du Soleil dans l’atmosphère, celui-ci est visible durant les 24 heures de la journée, au moment du solstice d’été, jusqu’à quelques dizaines de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la...) en deçà du cercle polaire.

Les villes de Tromso (69°40' N) ou encore Hammerfest en Norvège (70°40' N) présentent un site privilégié pour admirer le soleil de minuit dans de bonnes conditions. Au Cap Nord (Nordkapp, 71°10' N), le soleil de minuit se produit entre le 13 mai et le 29 juillet, à Bodø (67°17' N) il survient entre le 3 juin et le 8 juillet.

Dans l’hémisphère sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.), ce phénomène n’est observable (Dans le formalisme de la mécanique quantique, une opération de mesure (c'est-à-dire obtenir la valeur ou un intervalle de valeurs d'un paramètre physique, ou plus généralement une information...) que sur le continent (Le mot continent vient du latin continere pour « tenir ensemble », ou continens terra, les « terres continues ». Au sens propre, ce terme...) antarctique et dans les îles environnantes.

Le phénomène inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que x·y = y·x = 1, si 1 désigne...) se produit en hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.). Au-delà du cercle Arctique, pendant une période centrée autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres...) du solstice d’hiver et située entre l’équinoxe d’automne et de printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le début de l'année) est l'une des quatre saisons des zones...) et dépendant de la latitude, le Soleil ne se lève pas : c’est la nuit polaire.

Nuit blanche

Nuit blanche à Saint-Pétersbourg, le 28 juin 2006 à 23 heures (59,6° N)

Aux latitudes situées en-deçà des cercles polaires, jusqu’à environ 60° de latitude nord et sud, un autre phénomène se produit aux alentours du solstice d’été. Il s’agit de la nuit blanche, c’est-à-dire une nuit où le soleil, bien que couché, ne descend pas suffisamment sous l’horizon pour permettre à la nuit de devenir totalement noire. Il peut parfois y faire suffisamment clair pour pouvoir lire un livre sans avoir besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins secondaires et les besoins...) d’une lumière artificielle. Ce phénomène est observable notamment au nord de l'Écosse, à Reykjavík (Islande), Saint-Pétersbourg (Russie), Riga (Lettonie), Vilnius (Lituanie), Tallinn (Estonie) ou Helsinki (Finlande) et le long de toutes les côtes arctiques de la Russie, de la frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux États souverains. Le rôle que joue une frontière peut fortement varier suivant les régions et les époques. Entre les pays de...) finlandaise au détroit de Béring via le nord de la Sibérie, ou encore à Anchorage (Alaska) et le grand-nord du Canada ainsi que dans la majeure partie du sud du Groenland (Le Groenland (prononcez /gʁɔɛn.lɑ̃d/, écrit Groënland dans la graphie française d'avant 1850, Grønland en danois...).

Le phénomène débute théoriquement à 48°34' de latitude. À cette latitude le soleil s’abaisse tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) juste à 18° sous l’horizon à minuit solaire le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa...) du solstice : c’est cette valeur de 18° qui définit la nuit noire. Au-delà de cette latitude le soleil reste à moins de 18° pendant une partie de la nuit plusieurs jours de part et d'autre du solstice. Plus on se rapproche des cercles arctiques moins il s’abaisse sous l’horizon et plus ce nombre de jours augmente, et plus la nuit reste claire.

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