A szürke három árnyalata

Azzal mindenki tisztában van, hogy a napnyugta pillanatában nem lesz egyből koromsötét, és hogy nem akkor virrad, amikor éppen felkel a Nap. De az már nem ilyen egyértelmű, hogy meddig tudjuk még kint a kerti munkákat végezni, vagy mikortól figyelhetjük meg a csillagos eget a teljes szépségében.

A napnyugta és a teljes sötétség beállta közötti időszakot a hétköznapi és a tudományos nyelv is szürkületnek nevezi (bár a mindennapi életben kevésbé gyakori, de ugyanúgy szürkületről beszélhetünk napfelkelte előtt is). A szürkület időszakában a Föld felszínét már közvetlenül nem világítja meg a Nap, de az atmoszféra felső rétegeit érő fény egy része mégis eljut a felszínre.

A megvilágítás mértéke erősen függ a topográfiától (hegyek közötti mély völgyben teljesen más a helyzet, mint a nyílt síkságokon) és a meteorológiai körülményektől is (felhős időben jóval kevesebb a fény, mint derült napokon). És persze drasztikusan máshogy érzékeljük a fényviszonyokat városi környezetben, mint kint a természetben.

A posztban bemutatjuk az Időkép által gyűjtött webkamerák képei segítségével a napnyugta utáni megvilágítás változását két igen különböző helyen: egyrészt Esztergom belvárosában, másrészt a Zselici Csillagpark területén.

Ha a szürkületről akarunk többet megtudni, akkor a napnyugta vagy napkelte időpontjából kell kiindulnunk. De mikor is megy le a Nap? A kérdés nem olyan egyszerű, mint amilyennek első pillantásra látszik. Különböző meghatározásokat használva akár több perccel eltérő válaszokat is kaphatunk.

Az egyes szürkületek (három különböző is van) időszakának kijelölésénél alapvető szerepet játszik a Nap horizont feletti magassága, jobban mondva mélysége, hiszen ekkor már a látóhatár alatt helyezkedik el. A csillagászok, amikor a Nap pozíciójáról beszélnek, akkor ezalatt a napkorong középpontjának helyzetét értik. Mivel csillagunk jól érzékelhető kiterjedéssel rendelkezik (a látszólagos átmérője kb. 0,5°), ezért ez nem elhanyagolható tényező.

Ennek megfelelően, amikor a Nap magassága pontosan 0°, akkor a napkorong fele még a horizont fölött helyezkedik el. A fentiek alapján azt gondolhatnánk, hogy -0,25° magasságnál kapjuk meg a napnyugta időpontját, amikor a Nap felső pereme is a látóhatár alá bukott. Nem járunk messze az igazságtól, de a helyzet még ennél is valamivel bonyolultabb.

Nem hagyhatjuk ugyanis figyelmen kívül a földi légkörben fellépő fénytörés (fényelhajlás) jelenségét sem. A Nap esetében nevezetesen arról van szó, hogy minél közelebb helyezkedik el a látóhatárhoz, annál vastagabb légrétegen keresztül jut el hozzánk a fénye és annál jobban eltér a látszólagos helyzete a valóságostól.

Tehát végeredményben a napkorong látszólag magasabban helyezkedik el, mint a valóságban. Ez a magasságkülönbség is kifejezhető egy szögértékkel, amely a Nap horizont feletti magasságán kívül erősen függ az atmoszféra fizikai tulajdonságaitól (pl. hőmérséklet, légnyomás) is.

Adott hőmérséklet (10°C) és 1 standard atmoszféra légnyomásérték (1013,25 hPa) mellett, ha a Nap 45°-os szögben helyezkedik el a látóhatárhoz képest, akkor a látszólagos magasság csak kb. 1 szögperccel (0,017°) tér el a valóságostól, ugyanakkor az éppen a látóhatáron elhelyezkedő Napnál ez az érték már 35 szögperc körül van.

A fénytörés látványos következménye az is, amikor a horizont közelében elhelyezkedő Nap alakja "összenyomottá" válik. Ilyenkor a látóhatárhoz közelebb erősebben érvényesülő fénytörés a napkorong alsó részét "jobban megemeli", mint a felső peremét.

Tehát, amikor ki akarjuk számolni a napnyugta, vagy napkelte időpontját, akkor számításba kell vennünk a fénytörést is. Itt a mikor.info oldalon az Egyesült Államok Tengerészeti Obszervatóriuma (USNO) által követett módszerrel számítjuk a napkelte és napnyugta időpontját, azaz a -0,25°-os magasságból még kivonjuk a fénytörésből számított korrekciót, azaz a napkelte és napnyugta időpontjának azt a pillanatot vesszük, amikor a napkorong középpontja 0.83°-kal van a látóhatár alatt.

Tudományos értelemben szürkületről akkor beszélünk, ha a Nap már (vagy még) a látóhatár alatt tartózkodik, de magassága nagyobb a -18°-nál (azaz távolsága a horizonttól kisebb, mint 36 Nap-átmérő). A szürkület végével vagy elkezdődik az éjszaka, vagy beköszönt a nappal.

Mint említettük, a szürkületet alapvetően három szakaszra lehet bontani, a következőkben ezeket írjuk le részletesebben.

Polgári szürkület

A polgári szürkület során a Nap -6°-os magasság és a horizont között tartózkodik. Ekkor - megfelelő időjárási körülmények mellett - még elegendő fény van a szabadban folytatott tevékenységekhez mesterséges fényforrások használata nélkül is és az emberi szem még jól meg tudja különböztetni a környezetében lévő tárgyakat.

Navigációs szürkület

Ekkor a Nap -6° és -12° között helyezkedik el a horizont alatt. A polgári és navigációs szürkület határán a horizont vonala még jól látható (megfelelő terep és látási viszonyok mellett) és az égen már feltűnnek, vagy éppen még láthatóak maradnak a fényesebb csillagok és bolygók is. A Vénusz népi neve, "esthajnalcsillag" is innen származik.

A navigációs szürkület onnan kapta a nevét, hogy az ebben az időszakban látható csillagok elegendő támpontot nyújtanak a tengeren a navigációs műszerek használatához. A navigációs szürkület során a földi tárgyak körvonalait többé-kevésbé még meg lehet különböztetni, de már mindenképpen mesterséges megvilágítás szükséges a szabadtéri tevékenységek folytatásához.

Csillagászati szürkület

A csillagászati szürkületről akkor beszélünk, amikor a Nap -12° és -18° között tartózkodik a horizont alatt. Ekkor már számos csillag is megjelenik az égen, a csillagászok is végezni tudják a megfigyeléseiket. A leghalványabb, az éjszaka során szabad szemmel még éppen kivehető égi objektumok a csillagászati szürkület időszakában nem láthatók.

Persze az itt leírtak csak az ideális megfigyelési körülményekre vonatkoznak, a fényszennyezéssel érintett területeken sokszor a fényes csillagok sem láthatók és a csillagászati szürkület fényviszonyai lényegében megkülönböztethetetlenek az éjszakaitól.

Magyarország lényegében teljes területén minden évszakban a szürkület mindhárom fázisa megfigyelhető. Hazánk legészakibb részétől északabbra a nyári időszak legalább egy részében a csillagászati szürkület estétől reggelig tart, azaz az igazi koromsötét éjszaka ilyenkor egyáltalán nem következik be.

Ha még északabbra megyünk, akkor azt látjuk, hogy nyár jelentős részében a polgári szürkület uralja a napnyugtától napkeltéig tartó időszakot (amikor még a navigációs szürkület fázisa sem lép fel, "fehér éjszakák"-ról beszélünk, ekkor a szabadban akár olvasni is lehet).