Zmierzch i świt — definicja i rodzaje: cywilny, ciemny, czarny, astronomiczny

Rodzaje zmierzchu

• Zmierzch cywilny — występuje, gdy Słońce znajduje się mniej niż 6° poniżej horyzontu. W tym czasie na zewnątrz zwykle wystarcza światło do wykonywania większości codziennych czynności bez sztucznego oświetlenia; widoczne są najjaśniejsze gwiazdy i planety. Zmierzch cywilny kończy się o wschodzie Słońca rano lub zaczyna po zachodzie Słońca wieczorem.
• Ciemny zmierzch — w tej, często spotykanej podziałce, Słońce leży między 6° a 9° poniżej horyzontu. Jest to część tzw. zmierzchu nautycznego; światło nadal szybko maleje, coraz więcej gwiazd staje się widocznych.
• Czarny zmierzch — dalej, przy położeniu Słońca między 9° a 12° poniżej horyzontu, mówimy czasami o „czarnym” zmierzchu. To dalsze stadium ciemnienia w obrębie zmierzchu nautycznego, kiedy umiejętność rozróżniania linii horyzontu bez sztucznego światła staje się trudna.
• Zmierzch astronomiczny — występuje, gdy Słońce znajduje się między 12° a 18° poniżej horyzontu. Po przekroczeniu −18° niebo staje się na tyle ciemne, że słabsze obiekty astronomiczne są widoczne bez zakłóceń od rozproszonego światła słonecznego — jest to optymalny czas dla obserwacji astronomicznych.

Warto zauważyć, że w literaturze spotyka się różne nazewnictwo i podziały: najczęściej wyróżnia się zmierzch cywilny (0°–6°), nautyczny (6°–12°) i astronomiczny (12°–18°). Niektóre źródła dodatkowo dzielą zmierzch nautyczny na etapy „ciemny” i „czarny” (jak powyżej).

Uwagi praktyczne

• Definicje kątowe odnoszą się do wysokości środka tarczy słonecznej nad/pod horyzontem (w stopniach) i przyjmują idealny, morski horyzont jako punkt odniesienia.
• Atmosferyczne zjawiska (załamanie światła, tzw. refrakcja — ~34′ łuku) oraz wielkość kątowa tarczy Słońca wpływają na chwilę obserwowanego wschodu i zachodu, więc czasy zmierzchu obliczane dla „idealnego” horyzontu mogą się nieco różnić od lokalnych obserwacji.
• Długość trwania zmierzchu zależy od szerokości geograficznej i pory roku: na równiku fazy zmierzchu są krótkie (rzędu kilkunastu–kilkudziesięciu minut), natomiast na wyższych szerokościach geograficznych mogą trwać dużo dłużej; w okolicach biegunów zmierzch może przeciągać się na wiele godzin lub dni, a latem Słońce może w ogóle nie zachodzić.
• Znaczenie praktyczne: zmierzch jest istotny dla żeglugi (orientacja po gwiazdach, widoczność horyzontu), lotnictwa (procedury oświetleniowe), astronomii (planowanie obserwacji) oraz fotografii (tzw. złota godzina i niebieska godzina obejmują okresy bliskie zmierzchu cywilnego).

Dla wszystkich powyższych definicji przyjmuje się, że punkt odniesienia to horyzont morski, traktowany jako płaski, co upraszcza obliczenia, ale w praktyce lokalny kształt terenu oraz warunki atmosferyczne mogą znacząco zmieniać obserwowany efekt.