Cesta za zeleným světlem… aneb focení polární záře

Polární záře… při vyslovení těchto dvou slov poskočí srdce snad každého krajináře. Myslím, že se nemýlím, když řeknu, že každý fotograf, „postižený“ krajinou, by chtěl polární záři nejen vidět, ale také nafotit. Nejprve si však řekněme, co to vůbec polární záře je a jak vzniká.

Polární záře nebo též severní světlo (The Northern Lights), je souhrnný název pro světelné jevy vznikající v atmosféře ve výškách od 80 do 1 000 km, nejčastěji však v ionosféře asi 100 km nad zemí. Polární záře se projevuje rozsáhlými barevnými pruhy na obloze ve vysokých zeměpisných šířkách. Jižní záře se označuje jako „aurora australis“, severní záře jako „aurora borealis“, ale v zásadě jde o tentýž jev.

Jak se fotí polární záře
Norsko – Křídla anděla | Foto Jan Šmíd
Jak vzniká polární záře

Na Slunci se vlivem nepravidelností v magnetickém poli objevují sluneční skvrny, které stoupají k povrchu a praskají jako bubliny v kapalině. Při jejich zániku část sluneční plasmy „vyšplíchne“ do prostoru a vznikne sluneční erupce, čili protuberance.

Vzniklý mrak částic slunečního větru je tvořen kladně nabitými protony (jádry atomu vodíku) a alfa částicemi (jádry atomu helia), které letí vesmírem rychlostí až 500 km/sec a během několika dní dorazí k Zemi. Pokud se tento mrak na svojí cestě setká s magnetickým polem Země, tak jej část zachytí a stáčí po spirálách směrem k magnetickým pólům Země.

Tam dochází k interakci slunečního větru s atmosférou, resp. k odtrhávání elektronů z molekul kyslíku a dusíku za vzniku kladně nabitých atomů (iontů). Odtržené elektrony se díky přitažlivé síle protonů v jádře atomu vracejí zpět, prudce přitom brzdí a tím vyzařují elektromagnetické vlny světla, které vidíme jako polární záři.

Polární záře může mít nejrůznější charakter. Ať už z hlediska barevnosti anebo z pohledu projevu jako takového. Co tím myslím? Obvyklá barva polární záře je zelená (o vlnové délce 557,7 nm /nanometrů/) nebo červená (630,0 a 636,4 nm). Ovšem může se objevit fialová barva o vlnových délkách 470,9 nm, 427,8 nm a kratších (neviditelných) vlnových délkách 390,5, 357,8 a 337,1 nm. Méně často můžeme zaregistrovat žlutou barvu. Spektrum polární záře je však poměrně složité, jelikož je energie záření rozložena nejen ve viditelné části spektra, ale i v infračervené a ultrafialové oblasti spektra.

Jak se fotí polární záře
Norsko – Ptačí trylky | Foto Jan Šmíd
U Mléčné dráhy…

Polární záře může mít tedy nejen různorodé barvy, ale zejména se pokaždé jinak na obloze projevuje. Někdy vypadá jako nehybný zelený sloup, který prostě na obloze „trčí“ dlouhé minuty prakticky bez hnutí. Jindy kmitá po obloze jako záclona, do které se opírá silný vítr. Může být zcela beztvará anebo naopak vytváří obrazce, nad kterými přechází zrak. Dokonce jsem zažil, že se polární záře objevila těsně vedle Mléčné dráhy. A právě červené spektrum z okraje polární záře nabarvilo celou Mléčnou dráhu do červena, jako kdyby na ni posvítili silným červeným reflektorem (viz fotografie). Poprvé jsem nad tím žasl loni na Islandu, letos na fotoexpedici na Lofotech jsem už u červené Mléčné dráhy tak zaskočený nebyl :-)

Jak se fotí polární záře
Island – Mléčná dráha kontra Aurora Borealis | Foto Jan Šmíd

O tom, co se nám nad hlavou může objevit, do velké míry napoví předpovědi výskytu polární záře. Nelze se na ni sice spolehnout stoprocentně, ale díky moderním měřicím technologiím lze predikovat výskyt záře poměrně slušně. V zásadě se dnes používají nejčastěji dva základní modely, a sice „aurorální ovál“ a KP Index. Ovál je určován na základě dat z družice NOAA POES. KP Index pak v jednoduchosti vyjadřuje, do jak nízkých zeměpisných šířek se polární záře bude objevovat.

Důležitou součástí sledování polárních září je i monitorování sluneční aktivity. K orientaci byla vytvořena škála Normal, Active, M Class Flare, X Class Flare!, Mega Flare! – přičemž pokud je dosažen poslední stupeň, je šance na pozorování polární záře v Česku. K tomuto ukazateli se řadí ještě geomagnetická aktivita. Tady je stupnice pouze tříbodová: Quiet (Klidná), Unsettled (Nestálá), Storm (Bouře).

Jak bylo výše uvedeno, hlavním činitelem polární záře je sluneční vítr, u nějž se měří hned několik kategorií. Nejdůležitější je hustota částic, rychlost samotného větru a jeho polarita. Čím větší jsou tyto hodnoty, tím je vítr silnější a je pravděpodobnější výskyt polární záře. Tato data jsou měřena družicí. Díky výsledným hodnotám je možné i vypočítat, za jak dlouho k nám tok částic dorazí.

Jak se fotí polární záře
Norsko – Hlava vetřelce | Foto Jan Šmíd

Všechna tato měření mají jeden primární cíl, a sice určit, kdy, kde a jak intenzivně se polární záře objeví. V České republice je polární záře viditelná velmi zřídka. Statisticky vychází, že během jedné dekády může být polární záře v Česku pozorovatelná 5–8×. Abychom měli relativní jistotu, musí KP Index přesáhnout stupeň číslo 8. V případě monitoringu sluneční aktivity či geomagnetické aktivity se musí jednat pokaždé o nejvyšší stupeň, tedy Mega Flare!, resp. Storm. Rozhodně ale nečekejme, že uvidíme v Krkonoších nad hlavou divadlo, jaké známe z fotek z norského severu či z Islandu. Pokud už je u nás polární záře vidět, pak je opravdu velmi slabá, často není okem ani viditelná anebo se projevuje jako světlá oblast nad horizontem, která může být snadno zaměněna za světelné znečištění. Existují případy, kdy byla polární záře zaznamenaná v Česku i při KP 7, ale jedná se o skutečně minimalistický projev.

Jak se fotí polární záře
Island – Zelení duchové | Foto Jan Šmíd
Kam a kdy za polární září

Abyste měli šanci vidět polární záře v plné kráse, musíte se vypravit do severnějších poloh. K nejčastěji navštěvovaným fotolokalitám patří Island, dále pak sever Norska. Je potřeba také pečlivě zvážit, jakou dobu si vyberete. Obecně platí v první řadě to, že musí být v noci tma. To je samozřejmě logické, nicméně je nutné si uvědomit existenci tzv. polárního dne, tedy období, kdy za hranicí polárního kruhu Slunce nezapadá pod horizont a tma nenastává. Na norském severu je polární den ohraničen polovinou května až koncem července. Ideální doba pro pozorování záře je tedy ve vhodných severských lokacích zhruba od října do března.

Dále byste měli za focením vyrážet ve dnech, kdy nesvítí Měsíc. Ten svoji intenzitou záření prožitek z polární záře výrazně relativizuje. A samozřejmě byste měli na sever cestovat ve dnech, kdy KP Index letí nahoru. Pokud totiž budete mít řekněme na Islandu štěstí na jasnou noc bez Měsíce – ale KP Index bude ukazovat hodnotu 2 –, je sice pravděpodobné, že polární záři uvidíte, ovšem velmi slabě. Při geomagnetické bouři 2. stupně (KP 6) nejen že bude polární záře vidět podstatně jižněji, ale její intenzita bude nesrovnatelná a na stále stejném místě na Islandu uvidíte nad hlavou nefalšované divadlo.

Pro sledování sluneční aktivity, resp. možnosti vidět polární záři, existuje plno aplikací či webových stránek. Tou nejznámější „webovkou“ je pravděpodobně Service Aurora. Z aplikací pro smartphony můžeme zmínit Aurora Notifier, Northern Eye, Aurora, Aurora Companion, Norway Lights atd. Většina z těchto zdrojů obsahuje všechny výše uvedené aspekty, tedy KP Index, aurorální ovál, sluneční i geomagnetickou aktivitu, intenzitu slunečního větru atd.

Jak se fotí polární záře
Island – Rákosníčkův islandský Brčálník | Foto Jan Šmíd
Do Norska za polární září

A teď to zásadní, a sice jak se polární záře fotí? Obtížně. Asi jste chtěli slyšet jinou odpověď, ale je to tak. Zejména pokud je záře rychlá (ona již zmíněná záclona ve větru), potom musíte počítat s časem v řádu jednotek vteřin – tedy pokud chcete zachytit ostré okraje záře. Pokud ovšem exponujete během noci pouze pár vteřin, musíte logicky zvednout ISO na poměrně vysoké hodnoty. To už samozřejmě ani nemluvím o náležitém proexponování krajiny a téměř nezbytné nutnosti použít víc rovin zaostření. I to je zřejmě důvodem, proč můžete vídat plno fotek polární záře v online galeriích, ale fyzicky na výstavách je jich jak šafránu. Nafotit polární záři za bezměsíčné noci nejen vizuálně líbivě, ale i technicky kvalitně, to je zkrátka trochu oříšek. Jedním z řešení je postup, který jsme s kolegy zvolili u fotoexpedice do Norska.

Fotit jsme vyrazili na začátku dubna. Tedy v období, kdy již na severu nenastává astronomický soumrak a obloha je relativně slušně světlá ještě dlouho dlouho po západu slunce. Díky takto zvolenému termínu jsme si mohli dovolit exponovat polární záři na relativně nízké ISO. Další možností je použít více expozic a jejich průměrováním odstranit šum, nikoliv však degradovat kvalitu fotografie. To však předpokládá výskyt stejných nebeských obrazců v čase po sobě a výsledek je tak spíš dílem náhody a velkého počtu expozic.

Jak se fotí polární záře
Norsko – Tři kamarádi | Foto Jan Šmíd
Mýty a omyly kolem polární záře

V souvislosti s polární září jsem zaregistroval několik polopravd či omylů. Uvedu alespoň tři z nich.

1. Polární záře není očima vidět, zachytí ji jen fotoaparát. Tento mýtus jsem vyvracel již výše v textu. Ano, pokud je nízký KP Index, respektive jsou nízké další výše uvedené parametry, pak bude záře viditelná jen obtížně. Ovšem stačí chytit na Islandu KP 4-5 a máte pocit, že si na polární záři můžete sáhnout – tančí po celé obloze tak, že nevíte, zda máte dřív fotit anebo jen zírat na nebe.

2. Sníh na fotkách s polární září nemůže být zelený. Omyl. Opět platí, že pokud je záře intenzivní, pak dokáže hravě obarvit reflexní plochy do zelena, fialova atd. Platí to tedy jak pro sníh, tak zejména pro vodní hladinu.

3. Polární záře nemůže vrhat stín. Může. Stačí natrefit na silné záření a najednou uvidíte, jak mají na hladině ledovcového jezera ledové kry stíny, ačkoliv nesvítí Měsíc.

Vidět intenzivní polární záři je opravdu neskutečný zážitek, který se prostě nemůže omrzet. Snad jen Nory nebo Islanďany nechává polární záře chladnými. I když loni na Islandu jsem při KP 8 narazil na pár místních fotografů u jezera Jökulsárlón. Celé nebe bylo zelené, sem tam se objevila i sytá žlutá barva, takže to vypadalo, jako kdyby bouchla chemička v Lovosicích. Já nevěděl, kam dřív namířit foťák nebo jakou část oblohy sledovat. A „místňáci“ se vyjádřili, že je to celkem fajn…

Jak se fotí polární záře
Island – Krtkův erotický sen o lávě | Foto Jan Šmíd

Sdílej

6 komentáře

  1. Dovolím si malinko přispět s troškou do mlýna. Čtenáři fotografové se z rozhovoru nedozvěděli nic o tom, co je asi zajímá nejvíce: JAK? Jenom to, že je to těžké.
    Jezdím na Island spoustu let, většinou však v létě, kdy je aurora borealis „neviditelná“. Nicméně loni v říjnu jsem měl nepředstavitelné štěstí, když se objevila a to v nevídané síle a kráse. Ale bez hnutí nebyla ani okamžik, stále se nějak pohybovala, sice nijak rychle, ale přece jen. V tom případě použití opakovaných expozic je k ničemu. Celé „divadlo“, které zabíralo více než polovinu oblohy trvalo asi dvě hodiny. Takže zde má zkušenost:
    Fotografoval jsem Nikonem D 810, samozřejmě na stativu a s „drátěnou“ spouští. Manuálně zaostřeno na nekonečno, objektiv 20/1,8 – zcela odcloněn, ISO 1000, což není nijak brutální, korekce exp. mínus 2/3, expozice nastavena na B a exponoval jsem tedy odhadem, vždy mezi 2-4 vteřinami. Výsledek byl OK. Kdesi jsem četl doporučení na expozici okolo 30 sec – ale to už by nejspíš byly hvězdy jako čárky. Fotografováno do RAW, vyvoláno v Lightroomu. Pokud by to bylo možné vložil bych sem sejmutou obrazovku s exp. daty a výsledkem. Vůbec se nepovažuji za „odborníka“ na fotografování aurory, ale snad i tahle ojedinělá zkušenost někomu pomůže… Dobré světlo všem.

  2. Dovolím si reagovat na kolegu Honzu a jeho komentář. Důvod, proč není v článku přesný návod, je ten, že přesný návod NEEXISTUJE. Je to podobné, jako když někdo napíše, že „voda“ se fotí vždy přesně na 5 vteřin. To je smaozřejmě nesmysl. Projev polární záře je tak variabilní, že žádný unifikovaný postup nelze napsat! Fotograf se musí přizpůsobit podmínkám, ve kterých aktuálně je.

    Trochu si dovolím okomentovat Vaše parametry. Ostření na nekonečno je poněkud zavádějící, ptž málo objektivů ostří přesně na nekonečno, resp. tak, že zaostřím na nekonečno a jsou ostré hvězdy. Nikon 20 1,8 jsem používal na Islandu a kdybych zaostřil na nekonečno, tak bych měl hvězdy mázlé. Musel jsem ostřit ručně přes LV. Takže ani u ostření nelze stanovit „unifikovaný“ postup, ptž každý objektiv je prostě jiný. Já bych osobně nikdy nefotil na odcloněný objektiv kvůli rohům (mluvím o takto širokém ohnisku), čili pro mě je přiclonění na 2,8 až 4 nezbytností kvůli precizním rohům v případě velkého tisku. A dále – ISO 1000. Já jsem fotil v průběhu pvrní poloviny noci zhruba na ISO 2500, což odpovídá posunu v oblasti clony. Nicméně to předpoládá, že polární záři chytneme relativně brzy po západu slunce. Ovšem během opravdu temné bezměsíčné noci na ISO 1000 nenaexponujeme ani „ň“, ergo je nutné zvedat ISO až například k 10000-12800. Čili opět – neexistuje unifikovaný postup, ptž můžeme polární záři fotit za bezměsíčné noci, za Měsíce, v době astronomického soumraku, v době, kdy astronomický soumrak nenastává, fotit můžeme relativně brzy po západu slunce anebo ve 3 ráno atd. Pokaždé budou expoziční parametry zcela odlišné. A co se týká průměrování – 2 fotky, které jsou v článku (Brčálník a Duchové) jsou průměrované. Proč? Ptž se prostě v tu dobu záře pohybovala relativně pomalu. Na fotce s Mléčnou dráhou dokonce trčela jako nehybný zelený sloup. Na ostatních fotkách se měnila co pár vteřin.

    Pak osobně třeba vůbec nechápu korekci expozice do mínusu a nějak mi tento parametr zcela uniká. Dokážu si představit, že jste tedy fotil někdy z kraje noci, obloha byla celkem světlá, bylo vysoké KP a sem tam byla aurora tak intenzivní, že se přepalovala, proto jste zvolil korekci expozice. Já ovšem fotím na M a pokud je můj odhad správný, pak bych radši dočasně stáhl ISO než dělal zápornou korekci expozice. No a takto sem může napsat x dalších lidí, že oni fotili auroru tak a tak. Tedy stejně jako u výše zmiňovaného focení vody.

    Na mém webu je x návodných článků týkající se focení panoramat, postprocesu atd. Ale nikde není napsáno, že východ slunce se fotí na čas 1/250. A ze stejného důvodu není ani v tomto článku uvedený konkrétní exponometrický postup. Ne proto, že bych ho tajil, ale proto, že žádný univerzální neexistuje a konkrétní expoziční parametry jsou spíše zavádající, ptž jsou aplikovatelné jen na konkrétní čas/projev záře/KP atd.

  3. Každá zkušenost je samozřejmě vítána. Já jsem se zase snažil pouze vysvětlit, proč není v článku žádný konkrétní postup, resp. expoziční parametry a že uvádění expozičních parametrů je zavádějící a ve finále kontraproduktivní.

  4. Když je každá zkušenost vítána, nechápu, proč je v následující větě označena jako kontraproduktivní. Psal jsem, že kdyby byla možnost vložit obrázek, tak ho vložím s konkrétními expozičními daty – a čtenáři by mohli porovnat. Klidně jste u zveřejněných fotek mohl ta expoziční data uvést Vy. Každý, kdo o fotografování něco malinko ví, jistě by pochopil, že data se vztahují ke konkrétnímu snímku a nejsou univerzální – jak jste trochu ironicky napsal, že nikde není napsáno, že východ slunce se fotí 1/250. Ani já jsem netvrdil, že polární záře se fotografuje výhradně tak, jak jsem to udělal já.
    Přeji Dobré světlo a Slunce v duši.

  5. Reakce na Honzu: jak psal kolega honza ve svem prispevku, presne to jsem tu hledal, nastaveni fotoaparatu, i kdyz je foceni polarni zare individualni vec, tak mi to pomohlo se aspon od neceho odrazit.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *