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Polarnacht
Je näher man dem Nord- oder Südpol kommt, desto länger dauert die Polarnacht. Die Polarnacht entsteht durch die Neigung der Erdachse um etwa 23,4°.
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Bedeutung und Ausdehnung
Die Polarnacht ist ein Zeitraum in den Polargebieten um die Wintersonnenwende, in dem die Sonne mehrere Tage bis Monate nicht direkt zu sehen ist. Sie ist das Gegenteil des Polartages mit Mitternachtssonne.
Zwischen den Polarkreisen und den Polen steigt die Sonne an mindestens einem Tag nicht vollständig über den Horizont. An Nord- und Südpol dauert die Polarnacht fast ein halbes Jahr. An den Polarkreisen dauert sie genau einen Tag; dabei steigt die Sonne noch teilweise über den Horizont, nur ihr unterer Rand nicht. Mit zunehmender Nähe zum Nord- oder Südpol wird die Polarnacht länger.
Helligkeit und Dämmerung
Auch am dunkelsten Tag des Jahres ist es jenseits der Polarkreise nicht überall völlig dunkel. Durch Refraktion, also die Lichtbrechung in der Erdatmosphäre, erscheint die Sonne in Horizontnähe um mehr als ihren Durchmesser höher. Deshalb kann sie trotz einer „theoretischen“ Polarnacht scheinbar vollständig aufgehen.
Knapp unterhalb des Polarkreises tritt die Polarnacht wegen der Refraktion erst ab etwa ± 67,16° Breite auf. Ab diesem Breitengrad ragt nur noch die halbe Sonnenscheibe über den Horizont, ab etwa ± 67,41° nicht einmal mehr der obere Sonnenrand. Es bleibt dann jedoch hell dämmrig wie kurz vor Sonnenauf- oder -untergang.
Je näher ein Ort am Pol liegt, desto tiefer befindet sich die Sonne unter dem Horizont. Ab etwa 72,6° Breite (90° + 6° – 23,4°) wird nicht einmal die bürgerliche Dämmerung erreicht; es ist ständig zu dunkel zum Zeitunglesen. Ab etwa 78,6° Breite sind ständig die hellsten Sterne sichtbar. Ab 84,6° Breite erreicht kein Dämmerschein der Sonne mehr die Erde.
Ursache und Folge in der Atmosphäre
Die Polarnacht entsteht durch die Neigung der Erdachse um etwa 23,4°. Während die Erde die Sonne umkreist, behält ihre Achse diese Neigung unabhängig von der Bahnbewegung bei. Im jeweiligen Sommer ist ein Pol der Sonne zugewandt, im Winter von ihr abgewandt. Daher steht die Sonne an den geografischen Polen etwa ein halbes Jahr unter dem Horizont.
Während dieses Zeitraums können sich polare Stratosphärenwolken in 15 bis 30 km Höhe bilden. Sie entstehen erst bei Temperaturen unter −78 °C.
