Warum geht der Mond in Svalbard, Norwegen, nie unter?

Sie müssen sich verhört haben, oder der Dokumentarfilm, den Sie sich angesehen haben, präsentierte keine sehr genauen Informationen. Es geht zwar unter, bleibt aber auch während des Polarwinters (Polarnacht) mehrere Tage am Nachthimmel, wenn der Mond voll ist. Das ist relativ einfach vorstellbar, also beschreibe ich es;

Was also passiert, ist, dass die axiale Neigung der Erde während der Polarwinter die gesamte nördliche Hemisphäre zur Nachtseite neigt , weg von der Sonne. Diese Neigung ist groß genug (~ 23,4°), dass die Objekte des Nachthimmels, die mit der Äquatorebene der Erde ausgerichtet sind, relativ niedrig am Horizont sichtbar bleiben. Da diese Regionen entweder relativ flach und / oder mit Blick auf das Meer sind, gibt es nicht viele Hindernisse, die den Blickwinkel einschränken, sodass der Mond (und analog auch die Sonne im Polarsommer) tief über dem Horizont "eingesperrt" bleibt. Um sich ein wenig vorzustellen, hier eine Animation der axialen Neigung der Erde, mit freundlicher Genehmigung von Wikipedia :

Stellen wir uns diese Animation der Erde mit der Sonne ganz links im Bild vor, also während des Winters der nördlichen Hemisphäre (genauer gesagt zur Wintersonnenwende) und dem Mond ganz rechts im Bild (ungefähr 25 Breiten des Bildes entfernt). ), wenn es also entweder voll oder nahe an dieser Mondphase ist, ist es nicht allzu schwer zu erkennen, dass die nördlichsten Polarregionen während der vollen Rotation der Erde um ihre Achse oder eines Tages eine direkte Sichtlinie zum Mond haben. Wenn Sie bedenken, dass andere Himmelskörper, einschließlich des Mondes, die axiale Neigung der Erde nicht bemerken (na ja, nicht genau, aber lassen Sie uns nicht über Gezeiteneffekte streiten, die Millionen von Jahren brauchen könnten, um einen Unterschied zu machen), wenn sich der Mond weiter bewegt in seiner Umlaufbahn, in unserem Fall zum Betrachter, dieser Beobachtungswinkel nimmt noch weiter ab und diese nördlichsten Breiten verstecken sich für einen Teil des Tages für uns. Im letzten Viertel des Mondes wäre es relativ zum Bild direkt auf uns zu, sodass diese direkte Sichtverbindung zwischen der Erde und dem Mond reziprok dazu wird, wie wir Orte auf der Erde in der Animation sehen.

Warum bei Vollmond? Einfach weil sich der Mond dann auch hinter der Erde befindet (aber nicht in ihrem Schatten), sodass der relative Winkel zwischen dem Beobachtungspunkt und dem Mond hoch genug bleiben würde, um ihn zu beobachten. Je weiter er sich in der Mondphase und im Orbit um die Erde bewegt, desto kleiner wird dieser Winkel und der Mond geht tatsächlich auch in der arktischen Region unter. Für das, was es wert ist, gilt dies genauso für den Südpol, nur mit einem halben Jahr Unterschied.

Ein weiterer Effekt, der hier eine Rolle spielt, ist die atmosphärische Brechung der Erde, die ebenfalls zu der Dauer beiträgt, während der der Mond scheinbar nicht untergeht. Das heißt, selbst wenn der Mond nicht in direkter Sichtlinie wäre, sondern nur geringfügig, würde er aufgrund des optischen Effekts (Verschiebung) der Atmosphäre immer noch niedrig am Himmel erscheinen. Dieser Effekt würde die Beobachtung des Mondes aus dem Tiefland mit möglicherweise flacherem Beobachtungswinkel im Vergleich zu Beobachtungspunkten in größerer Höhe mit weniger direkten Sichtlinienbehinderungen aufgrund der dichteren Atmosphäre und damit des höheren Brechungsindex etwas ausgleichen.

Für die praktische Seite der ausgezeichneten Antwort von TidalWave ist hier ein Mondalmanach für den Ort: http://www.timeanddate.com/moon/norway/longyearbyen

Im Jahr 2014 steht der Mond maximal 9 Tage am Stück über dem Horizont.

Warum geht der Mond in Svalbard, Norwegen, nie unter?

Quelle

Wie sich aus dem Diagramm ableiten lässt oder wenn man weiß, dass die Umlaufbahn des Mondes nur um 5 Grad gegenüber der Ekliptik geneigt ist, während die Erdachse um mehr als 23 Grad geneigt ist, kann der Mond nicht immer über dem Horizont sein, aber auch nicht immer darunter es. Im Laufe von etwa 20 Jahren sind alle Kombinationen möglich, und was auf Svalbard möglich ist, muss also auch am Antipodenpunkt Adelaide Antartica möglich sein, und der Mond kann nicht an beiden Orten „nie untergehen“, es sei denn, er ist immer von einem und aus sichtbar gleichzeitig niemals vom anderen sichtbar, und das ist eine Art Symmetriebruch.

Mehr dazu siehe Antworten auf:

• Wie bewegt sich der Mond am "Nachthimmel" von den Polen aus gesehen?
• Wie dunkel/hell sind Polarnächte?

Hier ist eine Berechnung für das Jahr 2020 und nur für August 2020, angepasst an diese Antwort . Der Mond pendelt zwischen tagelangem Aufstehen, tagelangem Untergang und täglichem Auf- und Untergang, abhängig von seiner Position auf seiner Umlaufbahn. Es durchläuft diese Zustände etwas mehr als 13 Mal im Jahr. In dieser Antwort können Sie aus der langen Liste der Arten von Mondmonaten auswählen . Für etwas Einfaches wie den Sternmonat von 27,3 Tagen gibt es ungefähr 13,4 davon in einem Jahr.

from skyfield.api import Loader, Topos
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from skyfield.api import load

halfpi, pi, twopi = [f*np.pi for f in (0.5, 1, 2)]
to_degs, to_rads = 180/pi, pi/180

load = Loader('~/Documents/fishing/SkyData')  # avoids multiple copies of large files
ts = load.timescale() # include builtin=True if you want to use older files (you may miss some leap-seconds)
eph = load('de421.bsp')

earth, sun, moon = [eph[x] for x in ('earth', 'sun', 'moon')]
AS = earth + Topos('90.0 S', '0.0 E', elevation_m = 2835)
Svalbard = earth + Topos('79.0 N', '18.4 E', elevation_m = 1000.) # elevation is variable

days = np.arange(0, 366, 0.1)
times = ts.utc(2020, 1, days)

malt, maz = [thing.radians for thing in Svalbard.at(times).observe(moon).apparent().altaz()[:2]]
salt, saz = [thing.radians for thing in Svalbard.at(times).observe(sun).apparent().altaz()[:2]]

days31 = np.arange(0, 31, 0.02)
times31 = ts.utc(2020, 8, days31)

malt31, maz31 = [thing.radians for thing in Svalbard.at(times31).observe(moon).apparent().altaz()[:2]]
salt31, saz31 = [thing.radians for thing in Svalbard.at(times31).observe(sun).apparent().altaz()[:2]]

plt.figure()
plt.subplot(2, 1, 1)
plt.plot(days, to_degs * malt, '-', linewidth=0.5)
plt.xlim(0, 366)
plt.xlabel('days in 2020')
plt.ylabel('Moon evel (deg)')
plt.suptitle('from Svalbard')
plt.subplot(2, 1, 2)
plt.plot(days31, to_degs * malt31, '-')
plt.plot(days31, np.zeros_like(days31), '-k')
plt.xlim(0, 30)
plt.xlabel('days since Aug. 1, 2020')
plt.ylabel('Moon evel (deg)')
plt.show()