background image




Significant reflected cultural lighting 

(such as the illumination caused by the reflection of 
a major metropolitan area’s lighting reflecting off a 
cloud ceiling), or 


Limited cultural lighting combined 

with a high level of natural reflectivity of celestial 
illumination, such as that provided by a surface 
covered by snow or a desert surface. 


Low lighting conditions are those that do not 

meet the high lighting conditions requirements. 


Some areas may be considered a high lighting 

environment only in specific circumstances. For 
example, some surfaces, such as a forest with limited 
cultural lighting, normally have little reflectivity, 
requiring dependence on significant moonlight to 
achieve a high lighting condition. However, when 
that same forest is covered with snow, its reflectivity 
may support a high lighting condition based only on 
starlight. Similarly, a desolate area, with little cultural 
lighting, such as a desert, may have such inherent 
natural reflectivity that it may be considered a high 
lighting conditions area regardless of season, 
provided the cloud cover does not prevent starlight 
from being reflected from the surface. Other surfaces, 
such as areas of open water, may never have enough 
reflectivity or cultural lighting to ever be character-
ized as a high lighting area. 


Through the accumulation of night flying 

experience in a particular area, the operator will 
develop the ability to determine, prior to departure, 
which areas can be considered supporting high or low 
lighting conditions. Without that operational experi-
ence, low lighting considerations should be applied 
by operators for both pre

flight planning and 

operations until high lighting conditions are observed 
or determined to be regularly available. 

b. Astronomical Definitions and Background 

Information for Night Operations 

1.  Definitions 


Horizon.  Wherever one is located on or 

near the Earth’s surface, the Earth is perceived as 
essentially flat and, therefore, as a plane. If there are 
no visual obstructions, the apparent intersection of 
the sky with the Earth’s (plane) surface is the horizon, 
which appears as a circle centered at the observer. For 
rise/set computations, the observer’s eye is consid-
ered to be on the surface of the Earth, so that the 

horizon is geometrically exactly 90 degrees from the 
local vertical direction. 


Rise, Set.  During the course of a day the 

Earth rotates once on its axis causing the phenomena 
of rising and setting. All celestial bodies, the Sun, 
Moon, stars and planets, seem to appear in the sky at 
the horizon to the East of any particular place, then to 
cross the sky and again disappear at the horizon to the 
West. Because the Sun and Moon appear as circular 
disks and not as points of light, a definition of rise or 
set must be very specific, because not all of either 
body is seen to rise or set at once. 


Sunrise and sunset refer to the times when 

the upper edge of the disk of the Sun is on the horizon, 
considered unobstructed relative to the location of 
interest. Atmospheric conditions are assumed to be 
average, and the location is in a level region on the 
Earth’s surface. 


Moonrise and moonset times are com-

puted for exactly the same circumstances as for 
sunrise and sunset. However, moonrise and moonset 
may occur at any time during a 24 hour period and, 
consequently, it is often possible for the Moon to be 
seen during daylight, and to have moonless nights. It 
is also possible that a moonrise or moonset does not 
occur relative to a specific place on a given date. 


Transit.  The transit time of a celestial 

body refers to the instant that its center crosses an 
imaginary line in the sky 

 the observer’s meridian 


running from north to south. 


Twilight.  Before sunrise and again after 

sunset there are intervals of time, known as 
“twilight,” during which there is natural light 
provided by the upper atmosphere, which does 
receive direct sunlight and reflects part of it toward 
the Earth’s surface. 


Civil twilight is defined to begin in the 

morning, and to end in the evening when the center of 
the Sun is geometrically 6 degrees below the horizon. 
This is the limit at which twilight illumination is 
sufficient, under good weather conditions, for 
terrestrial objects to be clearly distinguished. 


Title 14 of the Code of Federal Regulations 

applies these concepts and definitions in addressing 
the definition of night (Section 1.1), the requirement 
for aircraft lighting (Section 91.209) and pilot 
recency of night experience (Section 61.67). 



Special Operations