Fotografování polárních září

CO JSOU POLÁRNÍ ZÁŘE

Polární záře jsou světelné úkazy, vznikající v termosféře. To je vysoká atmosféra mezi 80 km až do 500 km. Polární záře se odehrávají mezi 100–200 km. V termosféře je jen malé množství částic vzduchu, které se však pohybují vysokými rychlostmi – proto termosféra (teplota je 1200°C). Když pozorujete polární záři, zdá se vám, že je od vás nedaleko. To je však optický klam. 

Motorem polárních září je tzv, sluneční vítr. Je to proud rychle se pohybujících částic ze sluneční plazmy, které jsou vyvrženy ze Slunce v důsledku erupcí. Ty vznikají v důsledku nerovnoměrností magnetického pole. Tyto nerovnoměrnosti můžete pozorovat i fotografovat jako sluneční skvrny ve fotosféře Slunce. V závis­losti na energii výbuchu se pak vítr pohybuje různými rychlostmi řádově tisíckrát menšími, než je rychlost světla. Světlo ze Slunce k nám dolétne za 8 minut. Slunečnímu větru tvořenému částicemi sluneční plazmy to trvá zhruba dva dny. Naše planeta je chráněna před radiací slunečních částic magnetickým polem. Větší část slunečního větru je magnetickým polem odražena zpět do vesmíru. Malá část je však zachycena a částice se pak začnou pohybovat po spirálách magnetického pole Země směrem k magnetickým pólům naší planety. Proto ty typické pokroucené tvary, které pozorujeme.

Polární záře tvarovaná siločárami magnetického pole, jižní Island

Canon EOS 5DSR, objektiv Canon 24mm f/1,4, clona f/4, čas 30s, ISO 1250

Proud částic slunečního větru s vysokou energií naráží při průchodu atmosférou do molekul dusíku a kyslíku v obalu Země. V důsledku těchto nárazů se emituje záření. Ve výškách nad 150 km převládá kyslík, pod 150 km dusík. Kyslík má dva exitační stavy – zelené  a červené záření. Pro dusík je charakteristická modrá a fialová. Nejběžnější jsou polární záře zeleno-žluté barvy. Někdy je na okrajích vidět červená. Pokud mají částice slunečního větru dostatečnou energii, proniknou hlouběji do atmosféry, kde je více dusíku. Tady vznikají záře s modrým  a modrofialovým zabarvením.

Polární záře se směsí záření kyslíku a dusíku

Canon EOS 5DSR, Canon 24mm, f/1,4, čas 10,0 sec, f/4,0, ISO 2500, snímek fotografován přes mlhu

KDE JE MOŽNÉ FOTOGRAFOVAT POLÁRNÍ ZÁŘE

Aurory lze pozorovat v polárních oblastech. Severní záře se nazývají aurora borealis, jižní pak aurora australis. Pravděpodobnost pozorovatelnosti polární záře závisí na elektromagnetické šířce místa, nikoliv zeměpisné. Zeměpisné póly se totiž neshodují s magnetickými v důsledku rotace Země. Z tohoto hlediska má Česká republika trochu smůlu. V oblasti Velkých jezer v Severní Americe ve stejné zeměpisné šířce budete mít mnohem větší pravděpodobnost pozorovat polární záře než v Praze ve stejné zeměpisné šířce. Z tohoto hlediska například jižní Island je šťastnějším místem díky poloze více na západ. Geomagnetická šířka u Reykjavíku je shodná s mnohem severněji položeným Murmanskem v Rusku či severem Norska.

Svoji geomagnetickou polohu a tím i pravděpodobnost pozorování polárních září si můžete zjistit pomocí map na  www.spaceweather.com. V případě Islandu doporučujeme ve­dur.is. 

JE MOŽNÉ PŘEDPOVĚDĚT VÝSKYT POLÁRNÍ ZÁŘE?

Čekání na polární záři je asi nejtěžší část pro každého lovce. Na webu či v mobilních aplikacích najdete velmi dobré informace týkající se aktivity Slunce. Určit v kolik hodin a kde přesně se budou záře vyskytovat je však prakticky nemožné.

Podle statistik jsou nejlepšími měsíci pro pozorování polárních září, říjen a březen, a doba od dvou hodin před místní půlnocí do dvou hodin po půlnoci. Za nejlepší považuji březen, neboť na Islandu bývá sníh. Světlé popředí je vždy výhodou pro noční fotografování­. Každopádně vždy musíte mít trochu štěstí. Sluneční vítr se pohybuje různými rychlostmi a i při velké aktivitě Slunce nemusí vůbec natrefit na naši maličkou planetu.

Z hlediska polohy byste mohli očekávat, že na severní polokouli uvidíte nejvíce polárních září na severní části oblohy. To ale úplně neplatí. V průběhu silných erupcí je vidíte i směrem na jih. Největší pravděpodobnost podle statistik je však mezi severozápadem a jihovýchodem.

Polární záře nad jižním obzorem s vodopádem Godafoss

Canon EOS 5DSR, objektiv Sigma 14mm f/1,8, clona f/2,8, čas 30s, ISO 800

I snímek Heleny Macenauerové s majákem byl fotografován směrem na jih. I tady se polární záře pohybovala jen minimálně a bylo možné volit dlouhý expoziční čas.

Polární záře nad jižním obzorem poblíž Keflavíku

Důležitým předpokladem je jasná obloha. Mraky působí rušivě a jsou noční můrou lovců polárních září. Někdy je ale oblačnost slabší nebo má zajímavý tvar. Každopádně se nebojte fotografovat, i když se zdá, že podmínky nejsou ideální.

Aurora borealis v mracích nad ledovcem Vatnajokull, Is­land

FOTOGRAFICKÁ TECHNIKA

FOTOAPARÁT

Potřebujete klasický nebo digitální fotoaparát s plnou kontrolou závěrky, t.j. režimem Bulb a plně manuálním režimem nastavení expozice. Hlavním problémem je přesné zaostření. Nejspolehlivější je prosto zaostřit přes živý náhled na Měsíc, jasnou hvězdu nebo třeba na světlo vzdáleného domu v dálce. Některé objektivy např. L-ková řada Canonu mají značku, kam lze před-ostřit. Musíte vyzkoušet a ověřit pro váš konkrétní objektiv.

OBJEKTIVY

Důležitý je širokoúhlý objektiv se slušnou světelností. Může to být zoom i pevné ohnisko. Protože je pohyb polární záře po obloze naprosto nepředvídatelný, ultra- široké objektivy jsou velkou výhodou hlavně v otevřené krajině, kde polární záře bude hlavním motivem snímku. Na Islandu jsme používali s Helenou Canon EOS 11–24mm f/4.0, 16–35mm f/2.8,  24–70mm f/2.8 , Sigmu 14mm/1,8 i Canon 24mm f/1,4 na „full frame“ zrcadlovkách Canon EOS 6D, Canon EOS 5D Mark II a Canon 5DSR. Ohnisko 24 mm f/1.4 je nejlepší volba v případě, že se rozhodnete pro jeden objektiv s pevnou ohniskovou vzdáleností a vysokou světelností. Extrémní světelnost tohoto objektivu umožní zkrátit expoziční časy a zachytit tak typické záclonky.  Distorze perspektivy u objektivu 24mm ještě není tak extrémní jako třeba u ohniskové vzdálenosti 14mm. Ta je problémem, pokud do popředí snímku umístíte stavby, kterým začnou padat svislice.

STATIV

Pevný stativ je klíčový. Bohužel vesměs platí, že čím těžší a robustnější, tím lepší. Velmi důležitá je však i dostatečně kvalitní hlava, aby při delší expozici hlavně ve vertikální poloze fotoaparátu neujížděla. Já používám Arca Swiss H1 již 12let – vše ostatní jsme na expedicích postupně zničili.

KABELOVÁ SPOUŠŤ

Polární záře se pohybují. Pokud kabelovou spoušť nemáte s sebou, kompromis je rychlá samospoušť 2 vteřiny ideálně s předsklopeným zrcátkem, pokud to vaše zrcadlovka umí.

Aurora borealis, severní Island I a II

Oba snímky ze severního Islandu byly fotografovány těsně za sebou se samospouští 2s. Expoziční čas byl 8s při ISO 800 a f/2. Náraz slunečního větru do magnetosféry naší planety byl ve svém maximu a polární záře se vlnila na obloze všemi směry. Možná bych raději zvolil ještě kratší expoziční čas, ale vždy je to odhad a hlavně v téhle chvíli nechcete přicházet o snímky pře-nastavováním fotoaparátu. Fotografuji polární záře již od roku 2011 a každá další je pro mne nová zkušenost.

FOTOGRAFOVÁNÍ AURORY BOREALIS

Polární záře jsou vlastně světelné pruhy, které se pomalu pohybují po obloze, někdy se však mohou po několik vteřin úplně zastavit. Co udělá záře v následujících dvou vteřinách však nikdy nevíte. Proto se tolik hodí kabelová spoušť, abyste přesně splnili kompozici, kterou chcete.

Jako u každé fotografie je vedle atraktivního motivu, o který máte v případě polární záře postaráno, klíčové zdůraznit hlavní objekt snímku kompozicí. Snímky auror bez měřítka nejsou tím pravým ořechovým.

V ideální případě byste měli mít dopředu promyšlenou kompozici snímku a v okamžiku, kdy vypukne erupce, jste na místě nebo alespoň v autě řítícím se na vybrané místo, kde budete do několika minut.

Na internetu či ve fotografických publikacích najdete spousty krásných fotek s jezery, majáky, kostelíky apod. Tihle chlapci však většinou žijí na Aljašce či na severu Norska. I oni musí mít štěstí na počasí, neboť i jeden mrak na obloze může působit hodně rušivě.

Existují různé názory, zda je lepší fotografovat s Měsícem v zádech či bez něj. Jisté je, že díky světlu Měsíce se osvětlí obloha a tím klesne kontrast záře vůči obloze, což je nepříjemné. Výhodou je naopak pěkně prosvětlená krajina v popředí. Na Islandu jsou velkou výhodou ledovce. Zimní období nebo začátek jara se sněhem v popředí jsou vždy výhodou.

Laguna Jokulsarlon, jižní Island

Polární záře, jižní Island

Polární záře byla v tomto případě dost slabá Kp index maximálně 2. Použil jsem dlouhý expoziční čas, abych zviditelnil odraz na zamrzlé laguně u pobřeží

EXPOZICE A NASTAVENÍ FOTOAPARÁTU

Tady bude hodně záviset na intenzitě polární záře. V případě silné, ale málo pohyblivé polární záře jako výchozí expozici doporučuji použít v manuálním režimu nastavenou dobu otevření závěrky  30 vteřin, clonové číslo f4.0 při ISO 800. Samozřejmě vše fotografovat v RAW. Při tomto clonovém čísle již kvalitní objektivy dobře kreslí a získáte i trochu hloubky ostrosti pro popředí. V případě slabší intenzity aurory zvýšíte hodnotu ISO.

Při kratších expozičních časech budou mít linie polárních září ostřejší okraje. Delší expoziční časy dovolují přiclonit popředí a zachytit více z pohybujících se září. Hlavně u digitálních zrcadlovek s velkým senzorem, tzv. full frame, je možné zvýšit citlivost ISO i na 1600 až 3200. Počítejte však s tím, že ISO není jen o šumu, ale i o dynamické pružnosti. Když pak přilétne silný výron, ztratíte kresbu.

Hlavním problémem je přesné zaostření v hluboké tmě v závislosti na kompozici snímku. Pokud svítí Měsíc, není přesné zaostření velký problém. Při zaostřování na jasnou hvězdu se už bez možnosti vyzvětšovat živý náhled asi neobejdete. Pokud součástí kompozice je hlavní motiv v popředí, který musí být ostrý, bude to ještě složitější. Tady uplatníte znalost tabulky hyperfokálních vzdáleností pro ohniskovou vzdálenost objektivu, který chcete použít. Prostě zase – s ultra širokým objektivem u ohniska 14mm při cloně f4,0 je hyperfokální vzdálenost, od které je vše ostré, 1,6metru. U ohniska 24mm, cloně f4,0 již 4,8 metru, ale při minimálním clonovém čísle f1,4, o kterém jsem psal, je to již 13,7 metru.

Rozostření objektivu v průběhu fotografování je velké riziko.(Pozn. o tomto problému jsem se bohužel přesvědčil i na vlastní kůži. Přišel jsem tak o několik zajímavých snímků, než jsem na drobné pootočení ostřícího kruhu přišel.) Pečlivým fotografům, nebo tam, kde oči už moc neslouží, se doporučuje použít lupu pro prozkoumání displeje. Pro mne je to však v drsné praxi spíše teorie.

Problémem hlavně v chladném počasí je kondenzace na přední čočce objektivu. Také si však dejte pozor, abyste nedýchli na hledáček!

ÚPRAVA FOTOGRAFIÍ

Photoshop dokáže všechno, ale o tom není tento článek. Důležité je snímat do formátu RAW. Dobře exponované snímky nevyžadují většinou větší úpravy v konvertoru, než je obvyklé. Zvýšení kontrastu v obloze, aby se polární záře více zvýraznila, není problém. Je třeba být opatrný při zesvětlování obrazu, aby příliš nevystoupil šum. Určitě si archivujte snímky ve formátu RAW. Obrazové editory jsou stále chytřejší a třeba ze svých starých DNG po letech uděláte ještě lepší snímky.

Fotografujeme na laguně Jokulsarlon, Island
Canon EOS 5DSR, ohnisková vzdálenost 24mm, f/4,0, čas 5,0 sec, f/4,0, ISO 1000

Přejeme všem mnoho štěstí při fotografování Aurory borealis. Letos v březnu opět naše fotoexpedice vyráží na Island za polárními zářemi -  Fotoexpedice Zimní Island. Tak nám držte palce.