Giorno e notte polare: perché il Sole può restare settimane senza tramontare o sorgere

La Terra continua a ruotare ogni giorno. Eppure, in una regione polare il Sole può rimanere sopra l’orizzonte per settimane, oppure non sorgere per un periodo altrettanto lungo. La causa è l’inclinazione dell’asse terrestre: in alcuni periodi dell’anno, l’intero percorso circolare giornaliero di un luogo polare rimane nella metà illuminata o in quella priva di luce solare diretta. La rotazione non si ferma.

Una palla e una lampada aiutano a visualizzare il meccanismo. Prima, però, distinguiamo due cose: il Sole sotto l’orizzonte non significa necessariamente un cielo completamente nero.

Giorno e notte polare descrivono la posizione del Sole

Durante il giorno polare, associato al sole di mezzanotte, il Sole non tramonta per almeno 24 ore. Durante la notte polare, non sorge per almeno 24 ore. A seconda del luogo e della stagione, questi periodi durano giorni, settimane o mesi (IAU OAE: circoli polari).

«Giorno» e «notte» non indicano qui una data del calendario. Nel giorno polare le ore passano, arriva mezzogiorno e inizia una nuova data. Il Sole resta semplicemente sopra l’orizzonte.

Nemmeno le nuvole sono il criterio: possono nascondere il Sole senza che per questo si verifichi la notte polare.

Perché la rotazione non impone un tramonto

L’asse terrestre è inclinato di circa 23,4 gradi rispetto alla perpendicolare al piano dell’orbita. Nel modello semplificato di un anno mantiene quasi la stessa direzione nello spazio. Intorno a giugno il Polo Nord è inclinato verso il Sole; intorno a dicembre lo è il Polo Sud (NOAA/NWS, in inglese).

Immagina un luogo molto a nord. Durante una rotazione descrive un piccolo cerchio intorno all’asse. Nell’estate boreale, tutto quel cerchio può trovarsi sul lato illuminato. Il luogo ruota senza entrare nell’ombra della Terra: il Sole si sposta nel cielo ma non scende sotto l’orizzonte.

Nell’inverno boreale, il percorso dello stesso luogo può rimanere interamente sul lato senza luce solare diretta. Il Sole si avvicina all’orizzonte nel corso della giornata, ma non lo supera. È la notte polare.

Alle medie latitudini, invece, il percorso quotidiano attraversa il confine tra luce e ombra. Alba e tramonto continuano quindi ad alternarsi. Per il contesto generale, leggi Perché ci sono le stagioni?.

Che cosa indicano i circoli polari?

Il Circolo polare artico e quello antartico si trovano a circa 66,6 gradi di latitudine nord e sud. Nel modello geometrico, questo valore si ottiene sottraendo l’inclinazione dell’asse a 90 gradi. Le linee segnano il passaggio alle regioni dove, intorno al solstizio corrispondente, possono verificarsi periodi di luce continua o di assenza di luce solare diretta.

Per l’osservazione reale, però, la linea non è un confine esatto. Il Sole è un disco, non un punto: per l’alba conta il suo bordo superiore. Inoltre, la rifrazione atmosferica devia la luce e ne innalza la posizione apparente. Le albe e i tramonti reali possono quindi differire dalla geometria semplificata; conta anche l’orizzonte locale (NOAA/NWS).

Per organizzare un viaggio, usa una tabella solare relativa al luogo e alle date precise, anziché considerare il superamento della linea una garanzia di esattamente un giorno intero.

Più vicino al polo, più a lungo; a sud le stagioni si invertono

Vicino ai circoli polari, i giorni e le notti più lunghi si verificano intorno ai solstizi. Avvicinandosi ai poli, i periodi senza tramonto o alba si allungano. Ai poli stessi durano all’incirca mezzo anno, non in ogni luogo della regione polare (Australian Antarctic Division, in inglese).

La tabella mostra il contrasto stagionale, non date locali esatte. Un luogo vicino al circolo polare e uno accanto al polo hanno periodi molto diversi pur trovandosi nello stesso emisfero.

La notte polare non è sempre buio totale

Quando il Sole è poco sotto l’orizzonte, la luce solare diffusa può ancora illuminare il cielo. È il crepuscolo, simile a quello dopo un normale tramonto, ma con un andamento giornaliero diverso.

L’Australian Antarctic Division lo illustra con la stazione Mawson: durante un periodo invernale senza alba possono esserci comunque diverse ore di luce crepuscolare. Assenza di alba e cielo completamente nero non sono sinonimi.

Le fasi del crepuscolo dipendono dalla profondità del centro del Sole sotto l’orizzonte:

• Crepuscolo civile: fino a 6 gradi; in condizioni favorevoli gli oggetti all’aperto restano distinguibili.
• Crepuscolo nautico: da 6 a 12 gradi; sagome e orizzonte possono essere ancora visibili.
• Crepuscolo astronomico: da 12 a 18 gradi; il contributo della luce solare continua a diminuire.

Le fasi attraversate da un luogo durante la notte polare dipendono dalla latitudine e dalla data. Una foto con cielo blu o rosa non contraddice dunque il fenomeno (definizioni ed esempio di Mawson).

Prova con una palla e una lampada

Servono una palla, un piccolo segno e una lampada in una stanza poco illuminata:

1. Scegli un asse immaginario. Segna un punto vicino all’estremità superiore, ma non esattamente sul polo.
2. Inclina l’asse verso la luce. La lampada resta ferma; l’estremità superiore è leggermente orientata verso di essa.
3. Ruota soltanto intorno a quell’asse. Segui il punto per un giro completo. Se è abbastanza vicino al polo, il suo intero percorso rimane nella luce.
4. Confronta un punto più in basso. Un punto alle medie latitudini attraversa luce e ombra durante lo stesso giro.
5. Cambia la posizione stagionale. Porta la palla dall’altro lato della lampada senza cambiare la direzione dell’asse nella stanza. Ora l’estremità superiore è rivolta lontano dalla luce e il punto polare può restare sempre in ombra.

Una lampada vicina non riproduce in scala i raggi del Sole. È sufficiente per il principio: conta la posizione del percorso rispetto al confine illuminato, non un cambiamento della velocità di rotazione.

Orientarsi nelle regioni polari con LiveGlobe 3D

In LiveGlobe 3D puoi ruotare il globo, ingrandire la vista e attivare i circoli polari nelle impostazioni. Confronta le regioni del nord con l’Antartide. Se serve, usa la ricerca dei luoghi per individuare una località. Per l’app web è previsto l’accesso con autenticazione; la ricerca richiede dati esterni.

Il globo aiuta a rispondere a «Dove si trova questo luogo rispetto al circolo polare?». La palla e la lampada ne spiegano l’illuminazione. Per date di viaggio precise, consulta una tabella solare locale.

Esplora le viste disponibili del globo osservando prima l’emisfero e la distanza dal polo.

Domande frequenti

Il Sole rimane fermo durante il giorno polare?

No. Lontano dal polo geografico cambia direzione e altezza nel corso della giornata. La caratteristica decisiva è che non scende sotto l’orizzonte.

Una notte estiva luminosa è sempre giorno polare?

No. Un lungo crepuscolo può mantenere il cielo chiaro dopo il tramonto. Il giorno polare richiede che il Sole stesso resti sopra l’orizzonte per almeno 24 ore.