Fotografowanie zorzy polarnej – przewodnik

Dla wielu fotografów nocnego nieba nie ma nic bardziej spektakularnego niż możliwość zobaczenia i sfotografowania zorzy polarnej.

W tym przewodniku opowiem o tym, czym są zorze polarne, jak je znaleźć, jak je fotografować, a także przedstawię kilka dodatkowych wskazówek i sugestii.

CZYM JEST ZORZA POLARNA?

Według Norweskiego Centrum Meteorologii Kosmicznej (NOSWE) zorza polarna "jest naturalnym zjawiskiem powodowanym przez naładowane elektrycznie cząstki o dużej prędkości bombardujące ziemską atmosferę. W wyniku tego bombardowania atomy tlenu i azotu w atmosferze emitują światło, które następnie widzimy jako zorzę polarną (podobny proces zachodzi w lampach neonowych)".

Cząstki te pochodzą ze Słońca i są przynoszone na Ziemię przez wiatr słoneczny. Gdy wiatr słoneczny "wieje w kierunku ogona ziemskiej magnetosfery, wynikające z tego ciśnienie w ogonie może energetyzować niektóre cząstki i podążając za ziemskim polem magnetycznym z powrotem do regionów polarnych, docierają one do atmosfery, powodując typową nocną zorzę polarną. Regiony, w których cząstki ostatecznie uderzają w ziemską atmosferę, powodując zorze polarne, nazywane są owalami zorzy polarnej, zlokalizowanymi wokół północnego i południowego bieguna geomagnetycznego".

Używamy terminu pogoda kosmiczna do analizy wiatrów słonecznych, gdzie potrzebne są strumienie o dużej prędkości spowodowane erupcjami słonecznymi. Te erupcje na Słońcu zazwyczaj potrzebują od 1 do 3 dni, aby dotrzeć do Ziemi. Im większa erupcja i zakłócenie wiatru słonecznego, tym większy owal zorzy polarnej i tym dalej na południe możemy zobaczyć zorzę polarną na półkuli północnej.

Zmiany poziomu aktywności słonecznej następują w 11-letnim cyklu, a my zbliżamy się do szczytowego cyklu aktywności zorzy, zwanego maksimum słonecznym, które nastąpi w lipcu 2025 roku. W miarę zbliżania się do maksimum słonecznego będziemy obserwować intensywniejsze i częstsze zorze polarne.

W zależności od zakłóceń w ziemskiej magnetosferze zorze mogą być bardzo słabe i widoczne tylko przez kamerę lub bardzo jasne i wyraźnie widoczne dla ludzkiego oka. Najczęściej mają one kolor zielony, ale mogą pojawiać się także inne kolory, w tym czerwony, różowy i fioletowy, które są wynikiem absorpcji energii przez różne pierwiastki chemiczne atmosfery na różnych wysokościach. Zielony i czerwony pochodzą od atomów tlenu, podczas gdy fioletowe kolory pochodzą od cząsteczek azotu.

Witryna z odnośnikiem

JAK PRZEWIDZIEĆ ZORZĘ POLARNĄ

Istnieją dwa czynniki, które musimy wziąć pod uwagę przy przewidywaniu zorzy polarnej - pogoda ziemska i pogoda kosmiczna.

• Pogoda na Ziemi

Chociaż zorza polarna może wystąpić w dowolnym momencie roku, najlepszymi porami roku do jej fotografowania są jesień i zima, ponieważ noce są dłuższe na półkuli północnej. Im więcej godzin ciemności, tym większe szanse. Porównaj to z przesileniem letnim, gdzie nie ma ciemności powyżej koła podbiegunowego, a noce są znacznie krótsze poniżej niego.

Im dalej na północ się znajdujesz, tym większe masz szanse na zobaczenie zorzy polarnej. Jednym z powodów, dla których prowadzę warsztaty fotograficzne zorzy polarnej na norweskich Lofotach, jest to, jak daleko na północ się znajdują, powyżej koła podbiegunowego z wyjątkowo długimi nocami.

Powyższe zrzuty ekranu z aplikacji DayLight.One na iOS pokazują, jak długo trwa ciemne niebo 1 lutego, podczas moich warsztatów fotograficznych w 2023 roku.

Oczywiście będziesz potrzebować czystego nieba na północy, bez chmur, aby zobaczyć zorzę polarną. Możesz mieć trochę szczęścia w częściowo pochmurne noce, zwłaszcza jeśli na północy jest przejaśnienie, jak w przypadku powyższego zdjęcia.

• Pogoda kosmiczna

Pogoda kosmiczna dotyczy tego, co dzieje się ze Słońcem. Biorę pod uwagę 3 pomiary, gdy zastanawiam się, czy noc będzie miała wysokie prawdopodobieństwo zorzy polarnej:

• Kp-Index
• owal zorzy polarnej
• Międzyplanetarne Pole Magnetyczne IMF (Bz)

Indeks Kp

Indeks Kp, który mierzy aktywność burzy geomagnetycznej w 3-godzinnych okresach, daje wyobrażenie o tym, jak daleko na południe możesz potencjalnie zobaczyć zorzę polarną. Tam, gdzie mieszkam, w Bozeman w stanie Montana, potrzebuję Kp6, który jest uważany za umiarkowaną burzę, ale na Lofotach w Norwegii, które znajdują się tuż nad kołem podbiegunowym, potrzebujesz tylko Kp1 lub Kp2.

Posiadanie wysokiej i odpowiedniej wartości Kp dla miejsca, w którym się znajdujesz, nie gwarantuje jednak, że zobaczysz zorzę polarną i dlatego patrzę również na inne pomiary.

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

Powyższa grafika pokazuje, jak silna i jak wysoka wartość Kp jest potrzebna w zależności od lokalizacji w Ameryce Północnej. Poniżej pokazano to samo dla Europy/Azji.

Powyżej pokazano wartość Kp dla Norwegii, z czerwoną strzałką wskazującą na Lofoty, powyżej koła podbiegunowego.

Owal aurorski

Kolejną rzeczą do sprawdzenia jest owal zorzy polarnej, aby upewnić się, czy obejmuje on twój obszar i zobaczyć jego intensywność.

Mapa owalu zorzy polarnej pokazuje szacowany kształt, położenie i intensywność potencjalnej zorzy za 60 minut. Różne kolory owalu zorzy polarnej pokazują, jak prawdopodobne jest, że zorza znajdzie się nad głową we wskazanej lokalizacji.

Źródło zdjęcia: https://www.researchgate.net/publication/252234965_Two_methods_to_forecast_auroral_displays

Na powyższym zrzucie ekranu z aplikacji My Aurora Forecast & Alerts na iOS widzimy owal zorzy polarnej podczas jednego z wieczorów, kiedy fotografowałem, z bardzo intensywną burzą nad głową i zorzą tańczącą nad nami.

Kolor zielony oznacza niskie prawdopodobieństwo, zielony -> żółty to umiarkowane prawdopodobieństwo, żółty -> pomarańczowy to wysokie prawdopodobieństwo, a pomarańczowy -> czerwony to bardzo wysokie prawdopodobieństwo.

Międzyplanetarne Pole Magnetyczne IMF (Bz).

Najbardziej precyzyjnym wskaźnikiem aktywności zorzy polarnej jest międzyplanetarne pole magnetyczne IMF (Bz). Chcemy, aby wykres spadł do minus - do czerwonego - aby móc zobaczyć zorzę, a najlepiej do minus 5 lub niżej.

Gdy kierunek północ-południe IMF jest zorientowany na południe (w liczbach ujemnych), połączy się z ziemską magnetosferą, która jest skierowana na północ. Jak opisano na stronie spaceweatherlive.com, "Dwa przeciwne bieguny przyciągają się! (Silny) Bz skierowany na południe może spowodować spustoszenie w ziemskim polu magnetycznym, zakłócając magnetosferę i pozwalając cząsteczkom spadać do naszej atmosfery wzdłuż linii ziemskiego pola magnetycznego. Kiedy cząstki te zderzają się z atomami tlenu i azotu, które tworzą naszą atmosferę, powodują ich świecenie i emisję światła, które widzimy jako zorzę polarną. Tylko podczas ekstremalnych zdarzeń z dużą prędkością wiatru słonecznego możliwe jest powstanie burzy geomagnetycznej (Kp5 lub wyższej) z Bz skierowanym na północ".

Na powyższym zrzucie ekranu z aplikacji SpaceWeatherLive możemy zobaczyć ujemne wartości Bz, które odnotowałem w czasie dużej aktywności zorzy pewnego wieczoru.

Dane dotyczące wiatru słonecznego i międzyplanetarnego pola magnetycznego w czasie rzeczywistym pochodzą z satelity Deep Space Climate Observatory (DSCOVR). Gdy wiatr słoneczny i pole magnetyczne docierają do satelity, daje on nam około 15 do 60 minut ostrzeżenia (w zależności od prędkości wiatru słonecznego) o tym, co ostatecznie dotrze do Ziemi.

Pionowa linia oznaczona jako Ziemia na powyższej grafice pokazuje, co działo się w tym momencie, a wykres po prawej stronie pokazuje, co miało nadejść.

ZOBACZYĆ ZORZĘ POLARNĄ

Zacznijmy od kilku podstaw.

Po pierwsze, zorzę polarną zobaczymy nocą. Noc bez księżyca byłaby najlepsza, zwłaszcza gdy zorza jest słaba.

Podczas szczególnie silnych burz słonecznych nadal możesz sfotografować zorzę polarną z widocznym księżycem, co dodaje ładne oświetlenie do pierwszego planu.

Wszystkie zdjęcia w tym artykule, które zostały wykonane w Norwegii, przedstawiają księżyc w połowie lub prawie w pełni i silną aktywność zorzy polarnej.

Po drugie, będziesz potrzebować czystego nieba, ponieważ zorza polarna znajduje się znacznie wyżej niż chmury.

Po trzecie, musisz znajdować się w obszarze o jak najmniejszym zanieczyszczeniu światłem, zwłaszcza gdy zorza jest najsłabsza. W przypadku słabszych zórz możesz nie zobaczyć jej nad sobą; zobaczysz ją tylko wtedy, gdy będziesz skierowany na północ. Upewnij się więc, że nie widzisz żadnego zanieczyszczenia światłem na północ od miejsca, w którym przebywasz. W zależności od tego, gdzie mieszkasz, może to oznaczać jazdę na wschód lub zachód, aby uzyskać wyraźny i mniej zanieczyszczony światłem widok na północ.

Mówiąc o północy, będziesz także potrzebować szerokiego widoku na północne niebo bez większych przeszkód, takich jak góry itp.

SPRZĘT I USTAWIENIA APARATU

Moje ulubione aparaty OM SYSTEM do fotografowania nocnego nieba to OM-1, OM-5 i OM-D E-M1 Mark III – wszystkie te trzy aparaty mają funkcję Starry Sky AF, dzięki czemu ustawianie ostrości na gwiazdach to bułka z masłem. Jeśli masz ostre gwiazdy, będziesz mieć ostrą zorzę.

Poniższe zrzuty ekranu pokazują opcje menu w aparacie OM-5, w którym ustawiłem tryb AF na Starry Sky AF i ustawienia na Accuracy.

W przypadku obiektywów sugeruję posiadanie obiektywu F2.8 lub jaśniejszego. Jeśli zorza jest szczególnie silna i masz trochę światła księżyca, możesz spróbować użyć obiektywu F4, ale obiektywy F2.8 i jaśniejsze będą dla ciebie znacznie lepsze – umożliwią fotografowanie przy niższych czułościach ISO, w celu zmniejszenia szumów, i krótszych czasach otwarcia migawki, dzięki czemu zorza nie rozmyje się tak bardzo.

Niektóre z moich ulubionych obiektywów do nocnego nieba to M.Zuiko 12mm F2.0, M.Zuiko 8mm F1.8 Fisheye, M.Zuiko 7-14mm F2.8, M.Zuiko 12-40 F2.8 i M.Zuiko 17mm F1.2 PRO.

Jeśli chodzi o ustawienia aparatu, aby uzyskać najlepsze wyniki, fotografuj w formacie RAW i w trybie manualnym.

Ustawienia na początek:

• ISO 2000
• Przysłona: szeroko otwarta
• Czas otwarcia migawki: od 2,5 do 5 sekund
• Niestandardowy balans bieli: 4200

Pamiętaj, aby zawsze sprawdzać histogram, aby upewnić się, że nie wydmuchujesz żadnych świateł, szczególnie w zorzy polarnej. Twój histogram nie będzie wyglądał tak samo, jak w przypadku zdjęć w świetle dziennym – większość fotografów eksponuje w prawo, aby uzyskać prawidłową ekspozycję. Zamiast tego zobaczysz histogram ważony po lewej stronie.

Na powyższych zrzutach ekranu z DxO Photolab 6 po lewej stronie widzimy histogram mojego pliku RAW bez dokonanych korekt. Po prawej stronie widzimy histogram po edycji. Nie ma potrzeby przesuwania histogramu w prawo, ponieważ na moim zdjęciu nie ma jaskrawej bieli – zdjęcie zostało zrobione w nocy. Ponadto, nie przesuwając histogramu do końca w prawo, chronię szczegóły podświetlenia zorzy polarnej.

Jeśli zorza porusza się dość szybko, użyj jak najkrótszego czasu otwarcia migawki. Jeśli zorza nie porusza się szybko, możesz pozwolić sobie na dłuższą ekspozycję. Po prostu nie chcesz mieć zbyt długo otwartej migawki, aby nie rozmyć zorzy z powodu rozmycia ruchu.

Ponadto w przypadku krótkich czasów naświetlania nie musisz włączać redukcji szumów przy długiej ekspozycji. Wszelkie szumy na zdjęciu można łatwo usunąć za pomocą programów do obróbki zdjęć, a także nie chcesz czekać, aż aparat przetworzy redukcję szumów i stracisz kilka zdjęć zorzy podczas oczekiwania.

Będziesz także chciał używać stabilnego i mocnego statywu. Zwłaszcza w Norwegii musieliśmy od czasu do czasu radzić sobie z wiatrem i falami, które mogą zrujnować twoje zdjęcia słabym i lekkim statywem.

Na koniec możesz użyć bezprzewodowego pilota zdalnego sterowania OM SYSTEM RM-WR-1 do OM-1 (działa on również przewodowo z innymi aparatami OM SYSTEM), a jeśli go nie masz, możesz ustawić aparat na 2-sekundowe opóźnienie migawki, aby Twoje ręce nie znajdowały się na aparacie, wprowadzając drgania aparatu po naciśnięciu spustu migawki.

KOMPONUJ UJĘCIA W OPARCIU O AKTYWNOŚĆ ZORZY POLARNEJ

Twórz swoje kompozycje, bazując na aktywności zorzy polarnej, oczywiście biorąc również pod uwagę pierwszy plan.

Gdy zorza polarna jest jasna i skierowana bardziej na północ, zazwyczaj dobrze sprawdzają się ekspozycje poziome.

Jednakże, gdy fotografujesz szczególnie silną burzę z zorzą polarną nad głową, przełącz się na kompozycje pionowe.

FOTOGRAFUJ W INTERWAŁACH

Jedną z rzeczy, które uwielbiam robić podczas fotografowania nocnego nieba, a zwłaszcza zorzy polarnej, jest fotografowanie z interwałometrem, aby robić zdjęcie za zdjęciem.

Ustawiam go tak, aby robił jak najwięcej zdjęć, ponieważ nie wiadomo, jak długo zorza będzie widoczna. Możesz go zatrzymać w dowolnym momencie, naciskając przycisk Menu między zdjęciami. Zapiszesz setki zdjęć z zorzą polarną w różnych pozycjach, dzięki czemu możesz wybrać idealne ujęcie, a także możesz stworzyć zabawny film poklatkowy ze wszystkimi dodatkowymi ujęciami.

Powyższy zrzut ekranu pokazuje moje ustawienia przy użyciu OM-5, a poniższy zrzut ekranu pokazuje moje ustawienia do tworzenia filmu poklatkowego w aparacie. Dzięki temu, że aparat sam tworzy film, możesz natychmiast zobaczyć wyniki, a nawet od razu udostępnić je w mediach społecznościowych.

Po powrocie do biura wolę przetworzyć wszystkie zdjęcia RAW, aby uzyskać najlepszą jakość obrazu. Następnie można użyć OM Workspace do stworzenia filmu poklatkowego lub wybrać inne oprogramowanie innych firm, które stworzy go za Ciebie.

INNY SPRZĘT, KTÓRY MUSISZ MIEĆ

Prawdopodobnie spędzisz wiele godzin na zewnątrz w ciemności i prawdopodobnie w niskich temperaturach, więc musisz być przygotowany.

Oto kilka przedmiotów, które warto zabrać ze sobą w dowolnej kolejności: dodatkowe baterie, podgrzewacz do obiektywu, jeśli zimno i wilgoć powietrza powodują zamglenie i kondensację, ciepłe ubrania – uwielbiam podgrzewane kamizelki i rękawiczki na baterie oraz wkładki do butów, krzesło, termos gorącej kawy lub herbaty, wszelkie przekąski, spray na niedźwiedzie, jeśli jesteś w kraju niedźwiedzi, wodoodporna odzież i wszystko inne, czego potrzebujesz, aby noc była wygodniejsza i przyjemniejsza.

PODSUMOWANIE

Gdy wszystko pójdzie dobrze, nie ma nic lepszego niż zobaczenie i sfotografowanie fantastycznego pokazu zorzy polarnej i prawdopodobnie nigdy nie zapomnisz tego doświadczenia.

Robiąc niezliczone zdjęcia podczas wydarzenia, nie zapomnij zatrzymać się na chwilę, spojrzeć w górę i po prostu cieszyć się tym, co widzisz i czego doświadczasz na własne oczy.

A jeśli okaże się, że jesteś w świetnym miejscu, ale masz pecha z pogodą lub brakiem odpowiednich wiatrów słonecznych, aby stworzyć zorzę polarną, zostawię ci ostatnią wskazówkę, która nazywa się Tańcem Zorzy Polarnej.

Chociaż nie udowodniono naukowo, że wywołuje on zorzę polarną, widziałem już, jak działa w Norwegii i być może zadziała również w twoim przypadku. Przynajmniej podniesie cię na duchu podczas oczekiwania.

Używane 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