Белые ночи — это растянувшиеся на всю ночь сумерки. В астрономии сумерками называют период времени, когда Солнце находится на небольшой глубине под горизонтом.
Сумерки имеют три градации:
Гражданские начинаются сразу после захода Солнца и продолжаются, пока оно не опустится на 6 градусов ниже горизонта. В этот период еще достаточно светло, и звезд на небе практически не видно;
За гражданскими сумерками следуют навигационные, когда яркие звезды уже хорошо видны и могут использоваться для определения координат судна;
Когда Солнце погружается под горизонт на 12 градусов, наступают астрономические сумерки. В это время уже отлично видны все звезды, но на небе еще остается подсветка, которая может мешать при наблюдении слабых туманных объектов.
Считается, что полноценная астрономическая ночь начинается лишь тогда, когда Солнце опускается на 18 градусов ниже горизонта. Перед восходом сумерки сменяют друг друга в обратном порядке: астрономические, навигационные, гражданские.
В южных (а точнее, в низких) широтах Солнце днем опускается под горизонт по крутой траектории и довольно быстро проходит все три порога сумерек. От заката до астрономической ночи проходит всего часа полтора, а то и меньше. В высоких широтах Солнце приближается к горизонту по пологой траектории и погружается под него медленно. Причем летом даже к полуночи оно не успевает преодолеть зону сумерек и сразу начинает подниматься. То есть полноценная астрономическая ночь наступить не успевает. Это явление и получило название белых ночей.
В Северном полушарии Солнце бывает выше всего (и в полдень, и в полночь) в день летнего солнцестояния 21 июня. Его полуночная высота составляет 90° – (φ + ε), где φ — географическая широта, а ε = 23,5° — наклон земной оси. В этот день на широтах севернее 66,5° Солнце вообще не заходит — здесь наблюдается полярный день. На широтах от 60,5° до 66,5° всю ночь продолжаются гражданские сумерки. На широтах от 54,5° до 60,5° — навигационные, а до 48,5° бывают дни, когда астрономические сумерки длятся всю ночь.
3. На широте Петербурга Солнце летом медленно погружается под горизонт и всю ночь остается неглубоко — в зоне сумерек
Так что можно сказать, что белые ночи характерны для большей части территории России. Другое дело, где на них обращают внимание. Санкт-Петербург (Ленинград) [59,9° с. ш.] — самый северный в мире город с населением более миллиона человек. Сочетание особых условий освещения с архитектурой города порождает уникальное зрелище, благодаря которому белые ночи всегда тесно связаны с Петербургом.