Nord for polarcirklen holder døgnet op med at være et døgn. Om sommeren går solen slet ikke ned – midnatssol – og om vinteren står den slet ikke op, hvilket på dansk kaldes mørketid og på engelsk polar night. Begge dele er en direkte følge af, at jordaksen hælder 23,4°.
Polarcirklen ligger ved 66,6° nord – altså 90° minus aksehældningen. Præcis på cirklen går solen i teorien ikke ned den ene dag om året, ved sommersolhverv, og står ikke op ved vintersolhverv.
I praksis får man midnatssol et lille stykke syd for cirklen. Atmosfæren bøjer lyset, så solen ses omkring en halv grad højere, end den geometrisk befinder sig, og solopgang og solnedgang regnes desuden fra solskivens kant og ikke dens midte. Tilsammen flytter det grænsen omkring 80 kilometer mod syd.
Den samme mekanisme har en konsekvens, der overrasker: mørketiden er altid kortere end midnatssolen på samme sted. Refraktionen løfter solen op over horisonten i begge ender af året, og det forlænger sommeren og forkorter vinteren. På polarcirklen selv får man et døgns midnatssol og reelt slet ingen mørketid.
Ingen del af Danmark syd for Skagen kommer i nærheden: Skagen ligger på 57,7°N, næsten ni breddegrader for langt sydpå. Men rigsfællesskabet rækker langt nord for polarcirklen, og forskellen mellem grønlandske byer er dramatisk:
| Sted | Breddegrad | Midnatssol | Mørketid |
|---|---|---|---|
| Nuuk | 64,2°N | ingen | ingen |
| Ilulissat | 69,2°N | 65 døgn (20. maj – 23. juli) | 44 døgn |
| Ittoqqortoormiit | 70,5°N | 76 døgn (15. maj – 29. juli) | 57 døgn |
| Qaanaaq | 77,5°N | 124 døgn (21. april – 22. august) | 107 døgn |
Nuuk ligger under polarcirklen og har hverken det ene eller det andet – men til gengæld en dagslængde, der svinger fra omkring fire til godt tyve timer. Qaanaaq har fire måneders uafbrudt sol og tre en halv måneds uafbrudt nat. Til sammenligning har Tromsø i Norge 68 døgn med midnatssol og Longyearbyen på Svalbard 128.
«Solen står ikke op» betyder ikke, at det er kulsort døgnet rundt. Solen kan sagtens ligge få grader under horisonten midt på dagen og give en lang, blå skumring, der på afstand ligner en meget tidlig morgen.
Derfor skelner man mellem tre slags mørketid, ligesom med tusmørke. Den borgerlige polarnat, hvor solen ikke kommer over horisonten, men det stadig er lyst nok midt på dagen til at færdes udenfor. Den nautiske, hvor kun en svag dæmring markerer middagstid. Og den astronomiske, hvor det er fuldstændig mørkt i alle 24 timer – noget, der kun forekommer meget tæt på polerne.
Ilulissat har for eksempel 44 døgn uden solopgang, men den mørkeste del af dem giver stadig flere timers brugbar dæmring midt på dagen. Til gengæld er sne, måne og nordlys tilsammen lyskilder, der på klare dage gør vinterlandskabet langt lysere end tallene antyder.
Danmark får ikke midnatssol, men vi får noget beslægtet. Fra begyndelsen af maj til begyndelsen af august kommer solen ikke 18° under horisonten, og det bliver derfor aldrig astronomisk mørkt – i København 95 døgn i træk, i Skagen 107.
Nord for Limfjorden går det et skridt videre: i Skagen udebliver også det nautiske mørke i 61 døgn. Sommernatten er dér reelt en lang, sammenhængende blå skumring, hvor aftenens sidste lys løber direkte over i morgenens første. Det er den milde danske udgave af de hvide nætter, som Sankt Petersborg er berømt for. Se hvornår det er lysest for hele årsforløbet.
Uafbrudt lys og uafbrudt mørke stiller mennesker over for det samme grundproblem: kroppens indre ur stilles primært af dagslys, og når signalet enten aldrig forsvinder eller aldrig kommer, mister uret sit holdepunkt.
Under midnatssolen er den typiske følge, at man går senere og senere i seng – der er intet aftenmørke til at markere, at dagen er slut. Mørklægningsgardiner er derfor standardudstyr i arktiske boliger og hoteller, ikke en luksus. Under mørketiden er problemet det modsatte: uden et kraftigt morgensignal skrider rytmen fremad, og træthed og nedtrykthed er udbredt. Lysterapi, hvor man om morgenen udsættes for meget kraftigt kunstlys, er af samme grund almindelig i Nordnorge og Grønland – ikke som behandling af sygdom, men som vedligehold.
Effekten findes også i mildere form på vores egen breddegrad. Se dagen tiltager for hvorfor februar for mange føles hårdere end december, selvom den objektivt er lysere.
Ved polarcirklen på 66,6° nord og syd. På grund af atmosfærisk refraktion kan man dog opleve midnatssol omkring 80 kilometer syd for selve cirklen.
Nej. Skagen ligger på 57,7°N, næsten ni breddegrader syd for polarcirklen. Til gengæld har Grønland det: Ilulissat har 65 døgn med midnatssol og Qaanaaq 124.
Fordi atmosfæren bøjer lyset, så solen ses omkring en halv grad højere, end den geometrisk står, og fordi solopgang regnes fra solskivens kant. Begge dele løfter solen over horisonten og forlænger dermed sommeren på vinterens bekostning.