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2. Soleil de minuit (ou tolga)

Ce phénomène se produisant aux alentours du solstice d’été (juin dans l’hémisphère nord, décembre dans l’hémisphère sud) aux hautes latitudes situées au-delà des cercles polaires arctique et antarctique. Le nombre de jours de 24 heures de clarté pendant lesquels ce phénomène a lieu augmente avec la latitude. Il atteint son minimum (un jour) au niveau du cercle polaire, à 66°34' et son maximum (six mois) au pôle (90°) et a lieu en été (mars à septembre dans l’hémisphère nord, septembre à mars dans l’hémisphère sud). Ainsi, le jour du solstice, aux pôles, le soleil reste constamment visible à une hauteur d'un peu plus de 23° dans le ciel.

Explication du phénomène

Du fait de l’inclinaison de l’axe de la Terre sur le plan de son orbite, toutes les régions de la Terre ne sont pas éclairées de la même façon par le Soleil au cours de sa révolution annuelle. Entre l’équinoxe de mars et septembre dans l’hémisphère Nord, le Soleil éclaire le pôle Nord en permanence. Le même phénomène se produit au pôle Sud entre l’équinoxe de septembre et mars.

En réalité, en raison de la réfraction de la lumière du Soleil dans l’atmosphère, celui-ci est visible durant les 24 heures de la journée, au moment du solstice d’été, jusqu’à quelques dizaines de kilomètres en deçà du cercle polaire.

Les villes de Tromso (69°40' N) ou encore Hammerfest en Norvège (70°40' N) présentent un site privilégié pour admirer le soleil de minuit dans de bonnes conditions. Au Cap Nord (Nordkapp, 71°10' N), le soleil de minuit se produit entre le 13 mai et le 29 juillet, à Bodø (67°17' N) il survient entre le 3 juin et le 8 juillet.

Dans l’hémisphère sud, ce phénomène n’est observable que sur le continent antarctique et dans les îles environnantes.

Le phénomène inverse se produit en hiver. Au-delà du cercle Arctique, pendant une période centrée autour du solstice d’hiver et située entre l’équinoxe d’automne et de printemps et dépendant de la latitude, le Soleil ne se lève pas : c’est la nuit polaire.

Nuit blanche

Nuit blanche à Saint-Pétersbourg, le 28 juin 2006 à 23 heures (59,6° N)

Aux latitudes situées en-deçà des cercles polaires, jusqu’à environ 60° de latitude nord et sud, un autre phénomène se produit aux alentours du solstice d’été. Il s’agit de la nuit blanche, c’est-à-dire une nuit où le soleil, bien que couché, ne descend pas suffisamment sous l’horizon pour permettre à la nuit de devenir totalement noire. Il peut parfois y faire suffisamment clair pour pouvoir lire un livre sans avoir besoin d’une lumière artificielle. Ce phénomène est observable notamment au nord de l'Écosse, à Reykjavík (Islande), Saint-Pétersbourg (Russie), Riga (Lettonie), Vilnius (Lituanie), Tallinn (Estonie) ou Helsinki (Finlande) et le long de toutes les côtes arctiques de la Russie, de la frontière finlandaise au détroit de Béring via le nord de la Sibérie, ou encore à Anchorage (Alaska) et le grand-nord du Canada ainsi que dans la majeure partie du sud du Groenland.

Le phénomène débute théoriquement à 48°34' de latitude. À cette latitude le soleil s’abaisse tout juste à 18° sous l’horizon à minuit solaire le jour du solstice : c’est cette valeur de 18° qui définit la nuit noire. Au-delà de cette latitude le soleil reste à moins de 18° pendant une partie de la nuit plusieurs jours de part et d'autre du solstice. Plus on se rapproche des cercles arctiques moins il s’abaisse sous l’horizon et plus ce nombre de jours augmente, et plus la nuit reste claire.