Dia e noite polares: porque pode o Sol passar semanas sem se pôr ou nascer?

A Terra continua a rodar todos os dias. Mesmo assim, numa região polar, o Sol pode permanecer acima do horizonte durante semanas, ou não nascer por um período igualmente longo. A causa é a inclinação do eixo terrestre: em certas épocas do ano, todo o percurso circular diário de um lugar polar fica na metade iluminada ou na metade sem luz solar direta. A rotação não para.

Uma bola e um candeeiro ajudam a visualizar a geometria. Antes, convém distinguir duas coisas: o Sol abaixo do horizonte não significa necessariamente um céu completamente negro.

O dia e a noite polares descrevem a posição do Sol

Durante o dia polar, associado ao sol da meia-noite, o Sol não se põe durante pelo menos 24 horas. Durante a noite polar, não nasce durante pelo menos 24 horas. Conforme o lugar e a estação, estes períodos duram dias, semanas ou meses (IAU OAE: círculos polares, em inglês).

«Dia» e «noite» não se referem aqui à mudança da data no calendário. Durante o dia polar, as horas continuam a passar, chega o meio-dia e começa uma nova data. O Sol mantém-se simplesmente acima do horizonte.

As nuvens também não são o critério: podem esconder o Sol sem que isso constitua uma noite polar.

Porque não obriga a rotação o Sol a pôr-se?

O eixo terrestre está inclinado cerca de 23,4 graus em relação à perpendicular ao plano da órbita. Num modelo simples de um ano, mantém aproximadamente a mesma direção no espaço. Por volta de junho, o polo Norte inclina-se para o Sol; por volta de dezembro, é o polo Sul (NOAA/NWS, em inglês).

Imagine um lugar muito a norte. Durante uma rotação, descreve um pequeno círculo em torno do eixo. No verão boreal, esse círculo pode ficar inteiramente do lado iluminado. O lugar roda sem entrar na sombra da Terra: o Sol desloca-se no céu, mas não desce abaixo do horizonte.

No inverno boreal, o percurso do mesmo lugar pode ficar todo do lado sem luz solar direta. O Sol aproxima-se do horizonte ao longo do dia, mas não o ultrapassa. É a noite polar.

Nas latitudes médias, o percurso diário atravessa a fronteira entre luz e sombra. O nascer e o pôr do Sol continuam, por isso, a alternar. O contexto geral está no artigo Porque existem estações do ano?.

O que indicam os círculos polares?

Os círculos polares Ártico e Antártico situam-se a aproximadamente 66,6 graus de latitude norte e sul. No modelo geométrico, este valor resulta de subtrair a inclinação do eixo a 90 graus. As linhas assinalam a transição para regiões onde, perto do solstício correspondente, podem ocorrer períodos de luz contínua ou de ausência de luz solar direta.

Na observação real, porém, a linha não é uma fronteira exata. O Sol é um disco, não um ponto: para o nascer conta o bordo superior. Além disso, a refração atmosférica desvia a luz e eleva a sua posição aparente. Os nascimentos e ocasos reais podem, assim, diferir da geometria simples; o horizonte local também importa (NOAA/NWS).

Para planear uma viagem, consulte uma tabela solar do lugar e das datas em causa, em vez de tratar a passagem da linha como garantia de exatamente um dia completo.

Mais perto do polo, mais tempo; no sul, as estações invertem-se

Perto dos círculos polares, os dias e as noites mais longos ocorrem em torno dos solstícios. À medida que nos aproximamos dos polos, prolongam-se os períodos sem pôr ou nascer do Sol. Nos próprios polos duram aproximadamente meio ano, mas não em todos os lugares das regiões polares (Australian Antarctic Division, em inglês).

A tabela mostra o contraste sazonal, não datas locais precisas. Um lugar perto do círculo polar e outro junto ao polo têm períodos muito diferentes, apesar de estarem no mesmo hemisfério.

A noite polar nem sempre é escuridão total

Quando o Sol está pouco abaixo do horizonte, a luz solar dispersa ainda pode iluminar o céu. É o crepúsculo, semelhante ao que se segue a um pôr do Sol habitual, mas com outro ritmo diário.

A Australian Antarctic Division ilustra-o com a estação Mawson: durante um período de inverno sem nascer do Sol, pode haver várias horas de luz crepuscular. Ausência de nascer do Sol e céu completamente negro não são a mesma coisa.

As fases do crepúsculo distinguem-se pela profundidade do centro do Sol abaixo do horizonte:

• Crepúsculo civil: até 6 graus; em boas condições ainda se distinguem objetos no exterior.
• Crepúsculo náutico: entre 6 e 12 graus; podem continuar visíveis os contornos e o horizonte.
• Crepúsculo astronómico: entre 12 e 18 graus; a contribuição da luz solar continua a diminuir.

As fases que um lugar atravessa durante a noite polar dependem da latitude e da data. Uma fotografia com céu azul ou rosa não contradiz, portanto, o fenómeno (definições e exemplo de Mawson).

Experimente com uma bola e um candeeiro

Use uma bola, uma pequena marca e um candeeiro numa sala com pouca luz:

1. Escolha um eixo imaginário. Marque um ponto perto da extremidade superior, mas não exatamente no polo.
2. Incline o eixo para a luz. O candeeiro fica parado; a extremidade superior aponta ligeiramente para ele.
3. Rode apenas em torno desse eixo. Siga a marca durante uma volta completa. Se estiver suficientemente perto do polo, todo o seu percurso permanece iluminado.
4. Compare com um ponto mais abaixo. Um ponto numa latitude média atravessa luz e sombra durante a mesma volta.
5. Mude a posição sazonal. Leve a bola para o outro lado do candeeiro sem alterar a direção do eixo na sala. Agora a extremidade superior afasta-se da luz e a marca polar pode permanecer sempre na sombra.

Um candeeiro próximo não reproduz os raios solares à escala. Basta para perceber o princípio: conta a posição do percurso em relação à fronteira iluminada, não uma mudança da velocidade de rotação.

Situar as regiões polares com o LiveGlobe 3D

No LiveGlobe 3D, pode rodar o globo, ampliar a vista e ativar os círculos polares nas definições. Compare as regiões do norte com a Antártida. Se necessário, use a pesquisa de locais para situar um lugar. A aplicação web prevê autenticação; a pesquisa necessita de dados externos.

O globo ajuda a responder a «Onde fica este lugar em relação ao círculo polar?». O exercício com a bola explica a sua iluminação. Para datas de viagem exatas, consulte uma tabela solar local.

Explore as vistas disponíveis do globo olhando primeiro para o hemisfério e para a distância ao polo.

Perguntas frequentes

O Sol fica parado durante o dia polar?

Não. Fora do polo geográfico, muda de direção e altura ao longo do dia. O essencial é que não desce abaixo do horizonte.

Uma noite de verão clara é sempre dia polar?

Não. Um crepúsculo prolongado pode manter o céu claro depois do pôr do Sol. O dia polar exige que o próprio Sol permaneça acima do horizonte durante pelo menos 24 horas.