Průvodce fotografováním polární záře

Pro mnoho fotografů noční oblohy není nic velkolepějšího než možnost vidět a fotografovat polární záři neboli Auroru Borealis.

V tomto průvodci budu hovořit o tom, co jsou polární záře, jak je najít, jak je fotografovat, a poskytnu také několik dalších tipů a doporučení na cestu.

Co je polární záře?

Podle Norského centra pro vesmírné počasí (NOSWE) je polární záře "přírodní jev způsobený vysokorychlostními elektricky nabitými částicemi, které bombardují zemskou atmosféru. V důsledku tohoto bombardování atomy kyslíku a dusíku v atmosféře vyzařují světlo, které pak vidíme jako polární záři (podobný proces probíhá i v neonových trubicích)."

Tyto částice pocházejí ze Slunce a na Zemi je přináší sluneční vítr. Když tento sluneční vítr "vane směrem k ohonu zemské magnetosféry, může výsledný tlak v ohonu některé částice energetizovat a po návratu magnetického pole Země do polárních oblastí se dostanou do atmosféry, kde způsobí obvyklou noční polární záři. Oblasti, kde částice nakonec dopadnou do zemské atmosféry a způsobí polární záři, se nazývají polární ovály, které se nacházejí kolem severního a jižního geomagnetického pólu."

Termín kosmické počasí používáme pro analýzu slunečního větru, kde jsou třeba vysokorychlostní proudy způsobené slunečními erupcemi. Tyto erupce na Slunci obvykle trvají 1 až 3 dny, než dosáhnou Země. Čím větší je erupce a porucha ve slunečním větru, tím více se rozšiřuje polární ovál a tím jižněji můžeme polární záři na severní polokouli pozorovat.

Změny úrovně sluneční aktivity se řídí 11letým cyklem a blížíme se k vrcholu cyklu polární aktivity, tzv. slunečnímu maximu, které nastane v červenci 2025. S blížícím se slunečním maximem budeme pozorovat intenzivnější a častější polární záři.

V závislosti na poruchách v zemské magnetosféře mohou být polární záře velmi slabé, kdy je vidí pouze fotoaparát, nebo velmi jasné a dobře viditelné lidským okem. Nejčastěji mají zelenou barvu, ale mohou se objevit i jiné barvy včetně červené, růžové a fialové, které jsou výsledkem absorpce energie různými chemickými prvky atmosféry v různých výškách. Zelená a červená barva pochází z atomů kyslíku, zatímco fialové barvy z molekul dusíku.

Odkaz na stránku

Jak předpovídat polární záři

Při předpovídání polární záře musíme vzít v úvahu 2 faktory - počasí na Zemi a počasí ve vesmíru.

• Pozemské počasí

Ačkoli se polární záře může objevit kdykoli během roku, nejlepšími obdobími pro fotografování polární záře jsou podzim a zima, protože noci jsou zde na severní polokouli delší. Čím více hodin tmy, tím větší šance. V kontrastu s letním slunovratem, kdy nad polárním kruhem není tma a pod ním jsou noci mnohem kratší.

Čím severněji se nacházíte, tím větší máte šanci polární záři spatřit. Jedním z důvodů, proč vedu fotografické workshopy o polární záři na norských Lofotách, je to, jak daleko na severu se nachází, za polárním kruhem s extrémně dlouhými nocemi.

Výše uvedené snímky obrazovky z aplikace DayLight.One pro iOS ukazují, jak dlouho trvá tmavá obloha 1. února, což bylo během mého fotografického workshopu v roce 2023.

K pozorování polární záře budete samozřejmě potřebovat také jasnou oblohu na severu bez mraků. Určité štěstí můžete mít za částečně zamračených nocí, zejména pokud se směrem k severu vyjasní, jako tomu bylo na fotografii výše.

• Vesmírné počasí

Vesmírné počasí se zabývá tím, co se děje se Sluncem. Při zvažování, zda bude mít noc vysokou pravděpodobnost výskytu polární záře, se dívám na 3 měření:

• Kp-Index
• Aurorální ovál
• IMF meziplanetární magnetické pole (Bz)

Index Kp

Kp-index, který měří aktivitu geomagnetických bouří v tříhodinových intervalech, vám poskytne představu o tom, jak daleko na jihu můžete polární záři potenciálně spatřit. Tam, kde žiji v Bozemanu v Montaně, potřebuji Kp6, což je považováno za mírnou bouři, ale na Lofotách v Norsku, které leží těsně za polárním kruhem, stačí Kp1 nebo Kp2.

Mít vysokou a vhodnou hodnotu Kp pro místo, kde se nacházíte, však není zárukou, že polární záři uvidíte, a proto se dívám i na další měření.

Zdroj fotografií: https://auroraborealisobservatory.com/2020/12/28/the-kp-index-any-good-for-aurora-chasing/

Výše uvedený graf ukazuje, jak silnou a jak vysokou hodnotu Kp by člověk potřeboval na základě své polohy v Severní Americe. Níže ukazuje totéž pro Evropu/Asii.

Nahoře je znázorněna hodnota Kp pro Norsko, přičemž červená šipka ukazuje na Lofoty za polárním kruhem.

Aurorální ovál

Další věcí, kterou je třeba zkontrolovat, je aurorální ovál, abyste zjistili, zda pokrývá vaši oblast, a zjistili jeho intenzitu.

Mapa aurorálního oválu ukazuje odhadovaný tvar, polohu a intenzitu potenciální polární záře za 60 minut. Různé barvy aurorálního oválu ukazují, jak pravděpodobné je, že se polární záře objeví nad hlavou v uvedeném místě.

Zdroj fotografií: https://www.researchgate.net/publication/252234965_Two_methods_to_forecast_auroral_displays

Na výše uvedeném snímku obrazovky z aplikace My Aurora Forecast & Alerts pro iOS můžeme vidět polární ovál v jeden z večerů, kdy jsem fotografoval, s velmi intenzivní bouřkou nad hlavou a polární září tančící nad námi.

Zelená barva představuje nízkou šanci, zelená -> žlutá je střední šance, žlutá -> oranžová je vysoká šance a oranžová -> červená představuje velmi vysokou šanci.

Meziplanetární magnetické pole (Bz)

Nejpřesnějším indikátorem, který můžete zkontrolovat, zda je polární záře aktivní, je meziplanetární magnetické pole IMF (Bz). Chceme, aby graf šel do mínusu - do červené - aby bylo možné polární záři pozorovat, a to ideálně až do mínus 5 nebo níže.

Pokud je severojižní směr IMF orientován na jih (v záporných číslech), spojí se se zemskou magnetosférou, která směřuje na sever. Jak je popsáno na stránkách spaceweatherlive.com: "Dva protilehlé póly se vzájemně přitahují! (Silný) Bz směřující na jih může způsobit zmatek v magnetickém poli Země, narušit magnetosféru a umožnit, aby částice padaly do naší atmosféry podél magnetických siločar Země. Když se tyto částice srazí s atomy kyslíku a dusíku, které tvoří naši atmosféru, způsobí jejich rozzáření a vyzařování světla, které vidíme jako polární záři. Pouze při extrémních událostech s vysokou rychlostí slunečního větru je možné, aby se vyvinula geomagnetická bouře (Kp5 nebo vyšší) s Bz směrem na sever."

Na výše uvedeném snímku obrazovky z aplikace SpaceWeatherLive můžeme vidět záporné hodnoty Bz, které jsem měl v době velké aktivity polární záře jeden konkrétní večer.

Údaje o slunečním větru a meziplanetárním magnetickém poli v reálném čase pocházejí z družice DSCOVR (Deep Space Climate Observatory). Jakmile sluneční vítr a magnetické pole dorazí k družici, dává nám přibližně 15 až 60minutové varování (v závislosti na rychlosti slunečního větru), co nakonec dorazí na Zemi.

Svislá čára označená jako Země na výše uvedeném grafu ukazuje, co se dělo v daném okamžiku, a graf vpravo ukazuje, co mělo přijít.

Vydáváme se na cestu za polární září

Začněme několika základními informacemi.

Zaprvé musí být noc, aby bylo možné polární záři pozorovat. Nejlepší by byla noc bez Měsíce, zvláště když je polární záře slabá.

Během obzvláště silných slunečních bouří však můžete polární záři vidět a fotografovat i při úplňku, který vám dodá pěkné osvětlení popředí.

Všechny fotografie v tomto článku, které byly vyfotografovány v Norsku, byly pořízeny při polovině nebo téměř úplňku a silné polární aktivitě.

Za druhé, budete potřebovat jasnou oblohu, protože polární záře je mnohem výše než mraky.

Za třetí, budete chtít být v oblasti s co nejmenším světelným znečištěním, zejména v době, kdy je polární záře nejslabší. Při slabší polární záři ji nemusíte vidět nad sebou a uvidíte ji pouze tehdy, pokud jste otočeni na sever. Proto se ujistěte, že jste umístěni tak, abyste na sever od místa, kde se nacházíte, neviděli žádné světelné znečištění. V závislosti na místě, kde žijete, to může znamenat, že pojedete kus cesty na východ nebo na západ, abyste měli jasný a méně světelně znečištěný výhled na sever.

Když už mluvíme o severu, budete také potřebovat široký otevřený výhled na severní oblohu, aniž by vám ve výhledu příliš bránilo nějaké pohoří nebo podobná překážka.

Vybavení a nastavení fotoaparátu

Mé oblíbené fotoaparáty OM SYSTEM pro fotografování noční oblohy jsou OM-1, OM-5 a OM-D E-M1 Mark III, protože všechny tři tyto fotoaparáty mají funkci Starry Sky AF, díky které je zaostření na hvězdy hračka. Pokud máte ostré hvězdy, budete mít i ostrou polární záři.

Níže uvedené snímky obrazovky ukazují volby v menu fotoaparátu OM-5, kde jsem nastavil režim AF na Starry Sky AF a nastavení na Accuracy.

U objektivů doporučuji mít objektiv se světelností f2,8 nebo světelnější. Pokud je polární záře obzvlášť silná a máte trochu měsíčního světla, můžete zkusit použít objektiv se světelností f4, ale objektivy se světelností f2,8 a světelnější pro vás budou mnohem lepší, protože vám umožní fotografovat s nižšími hodnotami ISO pro méně šumu a kratšími časy závěrky, takže se polární záře tolik nerozmazává.

Mezi mé oblíbené objektivy pro noční oblohu patří M. Zuiko 12mm F2.0, M. Zuiko 8mm F1.8 Fisheye, M. Zuiko 7-14mm F2.8, M. Zuiko 12-40mm F2.8 a M. Zuiko 17mm F1.2 PRO.

Pokud jde o nastavení fotoaparátu, pro dosažení nejlepších výsledků nezapomeňte fotografovat ve formátu RAW a fotoaparát mějte v manuálním režimu.

Nastavení, se kterými můžete začít:

• ISO 2000
• Clona: široce otevřená
• Rychlost závěrky: 2,5 až 5 sekund
• Uživatelské vyvážení bílé: 4200

Nezapomeňte si vždy zkontrolovat histogram, abyste se ujistili, že zejména v polární záři nepřepálíte některá světla. Váš histogram nebude vypadat stejně jako při fotografování za denního světla, kdy většina fotografů exponuje vpravo pro správnou expozici. Místo toho uvidíte svůj histogram zatížený vlevo.

Na výše uvedených snímcích obrazovky z programu DxO Photolab 6 vidíme vlevo histogram mého souboru RAW bez provedených úprav. Vpravo vidíme histogram po úpravách. Histogram není třeba vytahovat úplně doprava, protože na mé fotografii není zářivě bílá, protože byla pořízena v noci. Navíc tím, že jsem histogram nepřiblížil úplně doprava, chráním detaily světel v polární záři.

Pokud se polární záře pohybuje poměrně rychle, budete muset použít co nejkratší čas závěrky. Pokud se nepohybuje rychle, možná si vystačíte s delší expozicí. Jen nechcete mít závěrku otevřenou příliš dlouho, abyste pak nakonec neměli polární záři rozmazanou kvůli rozmazání pohybem.

Při těchto krátkých expozičních časech také nemusíte zapínat redukci šumu při dlouhé expozici. Případný šum na fotografii lze snadno odstranit v dnešní široké nabídce fotografických programů a také nechcete čekat, až fotoaparát zpracuje redukci šumu, a nakonec při čekání přijít o některé fotografie polární záře.

Rovněž byste měli používat stabilní a pevný stativ. Zejména v Norsku jsme se museli občas potýkat s větrem a vlnami, což obojí může se slabým a lehkým stativem záběry zničit.

Nakonec můžete použít bezdrátové dálkové ovládání OM SYSTEM RM-WR-1 pro OM-1 (funguje i kabelově s ostatními fotoaparáty OM SYSTEM), nebo pokud ho nemáte, můžete nastavit fotoaparát na 2sekundové zpoždění závěrky, abyste neměli ruce na fotoaparátu a nezpůsobili tak chvění fotoaparátu při stisknutí tlačítka spouště.

Komponujte záběry podel aktivity polářní záře

Při kompozici záběrů se řiďte aktivitou polární záře, samozřejmě s přihlédnutím k popředí.

Pokud je aktivita polární záře slabá a směřuje více na sever, obvykle se dobře osvědčují horizontální expozice.

Pokud však fotografujete obzvláště silnou bouři s polární září nad hlavou, je vhodnější přejít na vertikální kompozice.

Fotografování v intervalech

Jednou z věcí, kterou rád dělám při fotografování noční oblohy a zejména polární záře, je fotografování s intervalovým časovačem, kdy pořizuji jednu fotografii za druhou.

Nastavím jej tak, aby pořídil co nejvíce snímků, protože nevíte, jak dlouho bude polární záře viditelná. Můžete ji kdykoli zastavit, přičemž mezi jednotlivými snímky stiskněte tlačítko Menu. Budete mít stovky fotografií s polární září v nejrůznějších polohách, takže si můžete vybrat dokonalý záběr, a navíc můžete ze všech těchto dodatečných snímků sestavit zábavné časosběrné video.

Výše uvedený snímek obrazovky ukazuje mé nastavení při použití fotoaparátu OM-5 a níže uvedený snímek obrazovky ukazuje mé nastavení pro vytvoření časosběrného videa ve fotoaparátu. Vytvoření časosběrného videa přímo ve fotoaparátu je skvělé, protože pak můžete okamžitě vidět výsledky a dokonce je ihned sdílet na sociálních sítích.

Když se vrátím domů do kanceláře, raději zpracovávám všechny fotografie ve formátu RAW, abych dosáhl co nejlepší kvality obrazu. K vytvoření časosběrného videa pak můžete použít program OM Workspace, nebo si můžete vybrat jiný software třetí strany, který ho vytvoří za vás.

Další nezbytné vybavení

Budete možná trávit hodiny venku ve tmě a pravděpodobně v chladném počasí, takže musíte být připraveni.

Zde je několik položek, které je třeba zvážit, abyste si vzali s sebou, a to bez udání pořadí: náhradní baterie, ohřívač objektivu, pokud chlad a vlhkost vzduchu způsobují mlžení a kondenzaci, teplé oblečení - mám rád vyhřívané vesty na baterie a rukavice a vložky do bot, židli, termosku s horkou kávou nebo čajem, případné občerstvení, sprej proti medvědům, pokud se nacházíte v medvědím kraji, nepromokavé oblečení a cokoli dalšího, co byste potřebovali, abyste si noc zpříjemnili.

Závěr

Když se vše podaří, není nad to vidět a fotografovat fantastickou polární záři a na tento zážitek pravděpodobně nikdy nezapomenete.

Při pořizování nesčetných fotografií během této události se nezapomeňte na chvíli zastavit, podívat se vzhůru a prostě si vychutnat to, co vidíte a zažíváte na vlastní oči.

A pokud zjistíte, že se nacházíte ve skvělé oblasti, ale máte smůlu na počasí nebo chybí vhodný sluneční vítr, který by polární záři vytvořil, nechám vám poslední tip a ten se jmenuje Tanec polární záře.

Ačkoli není vědecky prokázáno, že přivolává polární záři, viděl jsem, že v Norsku skutečně funguje, a možná bude fungovat i u vás. Přinejmenším vám při čekání zvedne náladu.

Prezentované produkty:

• OM-1
• M.Zuiko Digital ED 8mm F1.8 Fisheye PRO
• OM-5
• M.Zuiko Digital ED 12mm F2.0
• M.Zuiko Digital ED 17mm F1.2 PRO