A quale latitudine si verifica il fenomeno delle “notti bianche”? Di quanto dovrebbe essere la declinazione del Sole, affinché anche a Vienna (+48°14′) si possa assistere a questo fenomeno?

Le notti bianche sono notti particolarmente brevi e luminose, in cui il
cielo non diventa mai completamente buio. Si verificano in tutti i
luoghi di elevata latitudine (durante l’estate a Nord, durante
l’inverno a Sud; d’ora in avanti mi riferirò sempre all’emisfero
settentrionale e quindi all’estate). Particolarmente conosciute sono le
notti bianche di San Pietroburgo, in Russia, accolte da manifestazioni
folcloristiche e celebrate da tanti artisti (si veda ad esempio la
pagina http://www.sanpietroburgo.it/notti.asp).

Questo
fenomeno avviene perché l’asse di rotazione terrestre è inclinato
rispetto al piano che contiene l’orbita della Terra attorno al Sole (si
veda la figura). A latitudini elevate, durante l’estate, i raggi del
Sole possono raggiungere la superficie terrestre anche durante le ore
notturne (mentre, al contrario, durante l’inverno può rimanere buio per
gran parte della giornata). Se d = 23.5° è l’angolo di
inclinazione dell’asse terrestre, il 21 giugno di ogni anno il Sole non
tramonta in tutte le regione che hanno latitudine maggiore di l = 90°-d
= 66.5° (che è la latitudine del Circolo Polare Artico). In queste
regioni si hanno delle notti “completamente bianche”, cioè il Sole
rimane visibile per almeno 24 ore consecutive almeno una volta all’anno.

Più a
Nord ci si sposta, più la possibilità di avere notti completamente
bianche dura per più giorni consecutivi. Al contrario, spostandosi a
Sud le notte bianche non possono essere complete (il Sole tramonta e
sorge), ma la notte rimane comunque corta. Interviene inoltre un
ulteriore fenomeno: la diffrazione da parte dell’atmosfera terrestre.
Essa è infatti in grado di deflettere i raggi del Sole, e fa sì che
alcune parti in ombra vengano illuminate anche dopo il tramonto. Questo
è il fenomeno familiare dell’alba e del crepuscolo. La regione che
rimane illuminata ha un’estensione angolare b di circa una
decina di gradi. Per rendersene conto, basta notare che la Terra ruota
alla velocità di 15 °/ora (o 360 °/giorno), e che il crepuscolo dura
approssimativamente mezz’ora. Ad esempio, San Pietroburgo si trova ad
una latitudine di 60° (minore dunque di 66.5°), ma mostra comunque il
fenomeno delle notti bianche per una cinquantina di giorni all’anno.

Pertanto, le notti bianche si hanno in generale a latitudini l > 90°-d–b
= 55° circa. Per avere notti bianche a Vienna (latitudine 48°), sarebbe
dunque necessaria un’inclinazione dell’asse terrestre maggiore di d = 90°-48°-b = 32° circa.