Matahari tengah malam

Matahari tengah malam atau mentari malam ialah fenomena semula jadi yang berlaku pada bulan-bulan musim panas di kawasan utara Bulatan Artik atau selatan Bulatan Antartik apabila matahari tetap kelihatan semasa waktu tengah malam tempatan. Sekitar solstis musim panas (kira-kira 21 Jun di Hemisfera Utara dan 22 Disember di Hemisfera Selatan), matahari boleh dilihat penuh 24 jam sekiranya cuaca baik. Bilangan hari setahun dengan potensi matahari tengah malam meningkat semakin menjauhi ke arah kutub. Walaupun anggaran ditakrifkan oleh bulatan kutub, matahari tengah malam secara praktiknya boleh dilihat sejauh 55 batu (90 km) di luar bulatan kutub, seperti yang dinyatakan di bawah, dan latitud tepat yang paling jauh daripada matahari tengah malam bergantung kepada topografi dan berbeza tahun-ke-tahun.
Kawasan yang populasinya mengalami matahari tengah malam adalah terhad kepada mereka yang mendiami kawasan direntasi Bulatan Artik (tiada penempatan manusia yang kekal di selatan Bulatan Antartika selain daripada stesen-stesen penyelidikan): Kanada (Yukon, Wilayah Barat Laut, dan Nunavut), Greenland, Iceland, Finland, Norway, Rusia, Sweden, dan Amerika Syarikat (Alaska). Satu perempat daripada wilayah Finland terletak di utara Bulatan Artik, dan di utara negara itu matahari tidak terbenam langsung selama 60 hari pada musim panas. Di Svalbard, Norway iaitu kawasan paling utara didiami di Eropah, matahari tidak terbenam dari kira-kira 19 April hingga 23 Ogos. Lokasi yang lampau adalah di kutub, di mana matahari boleh terus dilihat untuk setengah tahun. Kutub Utara mempunyai matahari tengah malam untuk paling kurang 6 bulan dari akhir Mac hingga akhir bulan September.
Fenomena yang bertentangan iaitu malam kutub pula berlaku pada musim sejuk apabila matahari kekal di bawah ufuk sepanjang hari.
Memandangkan paksi kecondongan Bumi adalah besar (kira-kira 23 darjah 27 minit), matahari tidak terbenam pada latitud tinggi pada musim panas tempatan. Tempoh cahaya matahari meningkat dari satu hari semasa solstis musim panas di bulatan kutub, ke beberapa minggu hanya 100 km lebih dekat dengan kutub, hinggalah enam bulan di kutub. Di latitud yang lampau, matahari tengah malam biasanya dirujuk sebagai hari kutub.
Di kutub sendiri, matahari terbit dan terbenam hanya sekali setiap tahun. Dalam tempoh enam bulan keberadaan matahari di atas ufuk, ia secara berterusannya bergerak dalam bulatan sepanjang hari mengelilingi pemerhati dan beransur-ansur meningkat lebih tinggi sehingga mencapai litar tertinggi di langit pada solstis musim panas.
Matahari tengah malam mungkin dialami di latitud di sedikit bawah bulatan kutub meskipun tidak melebihi satu darjah (bergantung kepada keadaan tempatan) disebabkan pembiasan atmosfera serta bentuk matahari yang kelihatan sebagai cakera dan bukannya titik. Sebagai contoh, Iceland mengalami fenomena ini meskipun kebanyakan kawasan negara tersebut (kecuali Grímsey) terletak sedikit di selatan Bulatan Artik. Atas sebab yang sama, tempoh cahaya matahari di kutub adalah sedikit lebih lama daripada enam bulan. Walaupun bahagian hujung utara Scotland (dan tempat-tempat di latitud yang sama, seperti St. Petersburg) mengalami langit aram temaram di langit utara di sekitar solstis musim panas.
Pemerhati yang berada pada ketinggian ketara di atas paras laut juga boleh mengalami tempoh matahari tengah malam yang berpanjangan akibat daripada "lekuk" di langit yang dilihat dari ketinggian pemerhati.

Zon masa dan penjimatan masa siang

Istilah "matahari tengah malam" merujuk kepada tempoh 24 jam cahaya matahari berturutan yang dialami utara Bulatan Artik dan selatan Bulatan Antartik. Fenomena lain kadangkalanya dirujuk kepada benda yang sama namun berfaktor kepada zon masa dan pematuhan penjimatan masa siang. Sebagai contoh, di Fairbanks, Alaska, yang terletak di selatan Bulatan Artik, matahari terbenam pada 12:47 pagi pada solstis musim panas, menjadikan bandar tersebut 51 minit lebih awal daripada zon masa idealnya (kerana kebanyakan negeri ini dalam satu zon masa) sambil negeri Alaska mengamalkan penjimatan masa siang. (Fairbanks adalah kira-kira 147.72 darjah barat, bersamaan dengan UTC−9 jam 51 minit, dan UTC−9 pada musim sejuk.) Hal ini bermakna bahawa kemuncak suria berlaku pada kira-kira 1:51 petang dan bukannya pada 12 tengah hari.
Jika masa yang tepat untuk "matahari tengah malam" yang tulen diperlukan, longitud pemerhati, waktu awam tempatan dan persamaan masa perlu diambil kira. Saat pendekatan matahari paling dekat dengan kaki langit bertepatan dengan berlalunya matahari melepasi utara pada kedudukan pemerhati, yang berlaku hanya kira-kira pada tengah malam secara umum. Setiap darjah timur longitud meridian Greenwich menjadikan masa penting itu betul-betul 4 minit lebih awal daripada tengah malam seperti yang ditunjukkan pada jam, manakala setiap jam masa awam tempatan lebih awal daripada masa sejagat selaras (UTC, juga dikenali sebagai GMT) menjadikan masa itu sejam kemudian. Kedua-dua kesan itu perlu ditambah. Tambahan pula, persamaan masa (yang bergantung kepada tarikh) perlu ditambah: nilai positif pada tarikh yang diberikan bererti matahari sedang di hadapan sedikit daripada kedudukan purata, jadi nilai mesti ditolak.
Sebagai contoh, di North Cape Norway pada tengah malam Jun 21/22, longitud 25.9 darjah timur menjadikan masa tersebut 103.2 minit lebih awal oleh masa jam; tetapi waktu tempatan, 2 jam mendahului GMT pada musim panas, menjadikannya 120 minit lebih lewat oleh masa jam. Persamaan masa pada tarikh tersebut adalah -2.0 minit. Oleh itu, ketinggian paling rendah matahari berlaku 120 - 103.2 + 2.0 minit selepas tengah malam: pada 00.19 masa Musim Panas Eropah Tengah. Pada tarikh lain yang berdekatan satu-satunya perkara yang berbeza adalah persamaan masa, jadi ini kekal sebagai anggaran munasabah bagi tempoh yang agak besar. Ketinggian matahari kekal dalam setengah darjah minimum kira-kira 5 darjah untuk kira-kira 45 minit kedua-dua belah masa ini.

Malam Putih

Lokasi di mana matahari masih kurang daripada 6 (atau 7) darjah di bawah ufuk-atas 60° 34’ (atau 59° 34’) latitud selatan Bulatan Artik atau utara Bulatan Antartik—mengalami tengah malam aram temaram bukannya matahari tengah malam, jadi aktiviti siang hari, seperti membaca, masih boleh dilaksanakan tanpa cahaya buatan pada malam yang terang.
Malam Putih telah menjadi simbol biasa Saint Petersburg, Rusia, di mana ia berlaku daripada kira-kira 11 Jun hingga 2 Julai, dan 10 hari terakhir bulan Jun dirayakan dengan acara-acara kebudayaan yang dikenali sebagai Festival Malam Putih.

Duration

Matahari tengah malam boleh dilihat di Bulatan Artik dari 12 Jun hingga 1 Julai. Tempoh ini semakin panjang apabila semakin jauh bergerak ke arah utara: Di Tanjung Nordkinn, Norway, titik paling utara Benua Eropah, matahari tengah malam berlangsung kira-kira dari 14 Mei hingga 29 Julai. Di kepulauan Svalbard lebih jauh ke utara, ia berlangsung dari 20 April hingga 22 ogos.