Trvání noci

[Jan Hollan <jhollan@amper....muni.cz>]

> Prosím Vás potřeboval bych vědět kolik hodin v roce je na našem území
> tma (po západu slunce). Dá se to zjistit z nějakých tabulek?

Lze to odhadnout z obvyklých grafů, udávajících východy a západy Slunce a
průchody středu Slunce nějakou úhlovou výškou, která je šikmo dolů --
obvykle výškou -6, -12 a -18 stupňů. Tyto úrovně ohraničují postupně
občanskou, nautickou a astronomickou noc.

Jiná možnost je použít např. můj program nights, který je přes php
dostupný i online jako nights.php v adresáři
http://amper.ped.muni.cz/jenik/astro

Zde je závěr jeho výstupu pro defaultní nastavení (začátek a konec
občanské noci), jen se změnou, že se místo tří dalších dní počítá 364
dalších dní -- průměrná délka občanské noci je v šířce Brna deset a
půl hodiny:


 year-month-day  morning evening twilight decl.  >Mean "night"  A-W
                       h:min     / 1 min   /1°   /1min   /1h    /1°

Average for 365 days
from 365 values is  5:10  18:37   35.9    0.38    -0.0  10.56    8.5

Meaning of remaining columns:
 Twilight    is an interval to/from h=-0.8°
 Declination of Sun is given for the moment of local mean noon,
 >Mean       says how much is the Sun ahead of the mean time,
 Night       is the time the Sun travels below h,
 A-W         the departure of solar azimuth from the west when at h afternoon.


Mám někde jinde (pro stažení) i českou verzi programu, noci, aktuální je
jen zdrojový kód a spustitelný soubor pro linux (dosovská verze počítala
špatně azimuty).

Na začátku a na konci občanské noci je tma hodně řídká, intenzita
osvětlení krajiny dosahuje až tří luxů, na nebi lze zahlédnout stěží
několik nejjasnějších hvězd. Jakžtakž důkladná přírodní tma nastává za
bezměsíčných nocí, až když je slunce patnáct stupňů hluboko. Tehdy je
přírodní intenzita osvětlení krajiny nanejvýš tři tisíciny luxu. Když
Slunce klesne ještě níž, pod osmnáct stupňů, nastává astronomická noc.
Je-li alespoň dvacet stupňů hluboko, dosahuje přírodní osvětlení vodorovné
krajiny jen jednu tisícinu luxu (zářením samotného vzduchu vysoko nad
zemí, rozptylem slunečního světla na meziplanetárním prachu, světlem
hvězd).

Přírodní tma nicméně mimo jeskyně v české krajině už nikde není. Např. v
Brně na Kraví hoře, sto metrů od nejbližších lamp, dosahuje intenzita
osvětlení krajiny vždy alespoň dvou setin luxu -- to tehdy, když je vzduch
zvláště průzračný. Když je zataženo, bývá to až celá třetina luxu (víc než
v přírodě při úplňku), když je navíc sníh, bývá to i jeden lux (jako kdyby
za jasného počasí bylo Slunce jen sedm stupňů šikmo dolů).

I trvání tmy v přírodě by bylo vhodné počítat složitěji, např. odečíst
doby, kdy svítí silně Měsíc a chůzi je za jasného počasí krásně vidět i
drobné detaily tvarů terénu, takže je zcela zbytečné si na cestu svítit
uměle. Skutečnou dobu, kdy je např. deset kilometrů od Brna menší
intenzita osvětlení krajiny než 0,01 lx, nebo i 0,001 lx (taková je možná
jen za tlusté husté mlhy, která pohltí světlo z umělých zdrojů), by bylo
nutno zjistit měřením. Na takové monitorování se s kolegy chystáme.

Tma je ovšem subjektivní. Zrakem nejsme schopni odhadnout intenzitu
osvětlení, jen změnu oproti předchozí chvilce nebo oproti sousednímu
místu. Takže důkladná tma může být chvíli na venkově za humny, pokud
člověk vyjde z interiéru, který je silně osvětlen zářivkami -- dokud se
zrak neadaptuje. Pak už žádná tma není, člověk vidí docela pěkně, až
případně na rozeznávání barev a čtení drobného písma. Tma je tedy věcí
kontrastu, v doméně časové či prostorové.

Absolutní tma, kdy ani plně adaptovaný zrak (to trvá mnoho hodin, až celé
dny, pokud jsme předtím byli na slunci) nic nerozeznává, nastává při
hodnotách intenzity osvětlení pod jednu milióntinu luxu. V přírodě se tomu
může blížit situace v souvislém hustém lese (severské tajze či v deštném
pralese), pokud je nad ním velmi tlustá vrstva oblačnosti (nimbostratus,
velmi rozlehlý kumulonimbus).

s pozdravem
 Jan Hollan,
  Hvězdárna v Brně