Какое оборудование или другие технологии необходимы для фотографирования «спрайтов» (атмосферных явлений)?

Статья The Washington Post Неуловимые красные спрайты, похожие на светящихся медуз в ночном небе, сфотографированные в Оклахоме, привели меня к этому твиту и изображению:

Несколько спрайтов-столбцов выстраиваются над спрайтом ангела в моем последнем снимке молнии спрайта, сделанном ночью 17 апреля 2019 года. Необрезанное изображение на 50 мм примерно за 20 минут до затуманивания. Анадарко, Оклахома.

Изображение спрайта, опубликованное Полом Смитом в Твиттере

У фотографа Пола Смита также есть сайт: https://www.spritechaser.com/

Вопрос: Мне интересно, проблема заключается только в том, чтобы знать, куда и когда указывать, или есть определенные требования к оборудованию или другие технологические проблемы, которые необходимо решить, чтобы фотографировать спрайты.

Ответы (1)

Спрайты — это атмосферные явления, связанные с молнией во время грозы. Из Википедии:

Спрайты окрашены в красновато-оранжевый цвет в верхней части, с голубоватыми свисающими усиками внизу, и им может предшествовать красноватый ореол. Они длятся дольше, чем обычные разряды в нижней стратосфере, которые обычно длятся несколько миллисекунд и обычно вызываются разрядами положительной молнии между грозовым облаком и землей, хотя также наблюдались спрайты, генерируемые отрицательными наземными вспышками. Они часто встречаются группами по два или более и обычно охватывают диапазон высот от 50 до 90 километров (от 31 до 56 миль), при этом то, что кажется усиками, свисающими внизу, и ветвями, достигающими выше.

Оптическое изображение с использованием высокоскоростной камеры с частотой 10 000 кадров в секунду показывает, что спрайты на самом деле представляют собой скопления небольших декаметровых (10–100 м или 33–328 футов) ионизационных шаров, которые запускаются на высоте около 80 км ( 50 миль), а затем двигаться вниз со скоростью до десяти процентов от скорости света, а через несколько миллисекунд следует отдельная группа ионизационных шаров, движущихся вверх. Спрайты могут быть смещены по горизонтали на расстояние до 50 км (31 миля) от места основного удара молнии с временной задержкой после молнии, которая обычно составляет несколько миллисекунд, но в редких случаях может составлять до 100 миллисекунд.

Чтобы снимать спрайты с Земли, должны присутствовать особые условия: 150–500 км (93–311 миль) четкого обзора до мощной грозы с положительной молнией между облаком и землей, чувствительное к красному цвету записывающее оборудование и черное неосвещенное небо. .

По сути, потребуется тот же тип оборудования, что и для фотографирования освещения, с дополнительными требованиями темного ночного неба и четкого обзора грозы с очень большого расстояния (≈150-500 км), не под облачным покровом, чтобы можно было также увидеть, что происходит над приближающимися облаками, связанными с грозой. Климат, где воздух обычно довольно сухой, также увеличивает шансы. В более влажных местах дымка от водяного пара в воздухе будет ограничивать способность видеть, а тем более фотографировать такие неясные явления с таких больших расстояний.

На изображении, включенном в вопрос выше, хотя кажется, что спрайты ближе к камере, чем облака, на самом деле они намного дальше облаков и всего, что видно на земле, вплоть до далекого горизонта. Спрайты встречаются в мезосфере , которая начинается на высоте около 50 км и достигает высоты около 90 км.

Есть много способов запечатлеть молнию, особенно ночью. При правильной технике и готовности снимать длинные серии с умеренно длинными выдержками можно использовать практически любую камеру, способную снимать непрерывные многосекундные выдержки в течение неопределенных периодов времени. Однако такие вещи, как триггеры молнии, могут сделать это намного проще. Для захвата спрайтов наличие триггера молнии с высокой чувствительностью к электрическим сигналам, генерируемым молнией, который также позволяет установить задержку в несколько миллисекунд, поможет избежать захвата потенциально гораздо более яркой молнии в одном кадре со спрайтами, если освещение на гораздо более низкой высоте недоступно. не скрыты за горизонтом из-за кривизны Земли.

Вот несколько существующих вопросов на сайте Photography SE, в которых говорится о том, как запечатлеть молнию:

Какую технику и настройки камеры следует использовать для съемки ударов молнии?
Как правильно сфокусироваться при фотографировании ударов молнии?
Фотосъемка ударов молнии: баланс белого
Является ли это изображение молнии явлением природы или артефактом цифровой камеры?
Как изобразить гром, когда приближается буря

Спасибо за Ваш ответ! Поскольку спрайты невероятно тусклые (вероятно, поэтому они никогда не были известны до тех пор, пока из космоса не были замечены усиленные изображения), я не уверен, что аналогия с невероятно яркой молнией достаточна. Также освещение довольно короткое (хотя может быть несколько ударов), но я не уверен, как долго длятся спрайты. Они длятся миллисекунды, секунды или дольше? Должно ли это также учитываться при установке идеального времени экспозиции?
@uhoh: Освещение не такое уж короткое. Определенно можно сфотографировать освещение, нажав кнопку спуска затвора, как только оно станет видимым. Не требуется триггер или длительное воздействие.
@uhoh Это немного похоже на метеоры против звезд. Чтобы сделать спрайты сравнительно ярче, нужно использовать более короткую экспозицию, чтобы уменьшить все остальное. Дело в том, что вам не нужно видео со скоростью 10 000 кадров в секунду для захвата спрайтов, даже если это один из способов сделать это. Просто сложнее (или более утомительно) получить их с большим количеством пешеходного снаряжения. Я никогда не видел и не фотографировал спрайтов, хотя читал о них с 1990-х годов. Там, где я живу, не так много возможностей увидеть штормы на расстоянии более 150 км из-за рельефа местности и того, как здесь проявляются погодные условия.
@EricDuminil Каждый импульс молнии невероятно короткий, порядка нескольких миллисекунд, но обычно в каждом ударе тысячи импульсов. Если вы хотите получить полное событие, у вас уже должен быть открыт затвор, когда он начинается.
@MichaelC У вас есть ссылка на тысячи импульсов? В Википедии упоминается не более 30 ударов, но это может быть для другого типа молнии. Из: youtube.com/watch?v=dukkO7c2eUE мы видим, что основная ветвь длится долго, но вам нужно, чтобы затвор уже был открыт, чтобы поймать каждую ветвь, как вы сказали.
Ой! Я неправильно истолковал промежуток в 40-50 миллисекунд между каждым импульсом как 40-50 микросекунд. 0,2 секунды (средняя длина удара молнии от облака до земли) равняется 200 000 микросекунд. Средняя продолжительность каждого удара (импульса) составляет 60-70 мкс. Это соотношение времени ≈3000:1. Правильнее было бы сказать, что каждый импульс составляет всего лишь несколько тысячных от общей продолжительности удара, так как между каждым ударом есть промежутки в 40-50 миллисекунд (а не микросекунды, как я изначально прочитал).