Что такое полярное сияние?
Полярное сияние — свечение верхних слоёв атмосферы, возникающее, когда энергичные заряженные частицы передают энергию атомам и молекулам газов. На Земле этот процесс тесно связан с взаимодействием солнечного ветра и магнитосферы. Сияния наблюдаются не только на Земле, но и на других планетах Солнечной системы — Венере, Марсе, Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне.
Полярные сияния на примере Солнца и Земли:
Северное сияние (aurora borealis) и южное сияние (aurora australis) — названия полярного сияния в Северном и Южном полушариях Земли. Дальше речь пойдёт только о северном сиянии — наиболее актуальном для съёмки в России.
Откуда берётся свет?
- Солнце постоянно испускает поток заряженных частиц — солнечный ветер.
- Солнечный ветер взаимодействует с магнитосферой Земли. В результате часть накопленной энергии передаётся частицам, которые движутся вдоль силовых линий магнитного поля к областям вокруг магнитных полюсов — авроральным овалам.
- Энергичные частицы сталкиваются с атомами и молекулами кислорода и азота в верхних слоях атмосферы и переводят их в возбуждённое состояние.
- Возвращаясь в исходное состояние, атомы и молекулы излучают энергию в виде света — так и возникает полярное сияние.
Какие бывают цвета:
- Синий — свечение азота, обычно на высотах примерно 100–200 км.
- Красный — свечение атомарного кислорода, чаще выше примерно 200 км.
- Фиолетовые и пурпурные оттенки возникают главным образом из-за свечения азота и смешения нескольких цветов.
- Зелёный — самый распространённый цвет сияния; его даёт атомарный кислород примерно на высотах 100–200 км.
- Розовый и красновато-фиолетовый — чаще связаны с азотом в нижней части сияния, примерно ниже 100 км.
Планирование и подготовка
В пейзажной фотографии многое зависит от факторов, на которые фотограф не может повлиять: погоды, облачности, состояния атмосферы и самого сияния. Поэтому главный способ увеличить шансы на удачную съёмку — заранее подготовить всё, что зависит от нас.
Поиск точки
Поиск точки съёмки я начинаю с карты светового загрязнения (light pollution map). Я пользуюсь сайтом www.lightpollutionmap.info, но есть и другие сайты, приложения и сервисы. Такие карты показывают засветку от населённых пунктов. Чем темнее зона, тем выше контраст неба и тем легче снять слабое сияние. При сильной авроре хорошие кадры можно получить и рядом с городом, но тёмное место обычно даёт больше возможностей при обработке и лучше сохраняет детали в небе.
Следующий этап — поиск интересных точек на спутниковых картах. Ориентируясь на карту светового загрязнения, смотрим обычные спутниковые снимки. В первую очередь ищем открытое пространство и хороший обзор в северном направлении. Особенно полезен свободный горизонт: при слабой активности сияние часто появляется низко на севере.
Полезно заранее найти фотографии выбранного места. Если точка популярная, по чужим кадрам можно понять, насколько открыт горизонт, какие объекты подходят для переднего плана и нет ли скрытой засветки.
Финальный этап поиска точки — разведка на месте. Перспективные координаты лучше проверить засветло: спутниковая карта не покажет всех препятствий, особенностей рельефа, доступа к точке и реального вида переднего плана.
Во время разведки ищем ракурсы и объекты для переднего плана, строим композицию, подбираем фокусные расстояния и делаем тестовые кадры. Удачные позиции стоит сохранить в навигаторе: ночью даже знакомое место выглядит иначе. Особое внимание уделяем северному направлению, но при сильной активности сияние может охватить значительную часть неба и появиться практически в любой стороне.
Планирование съёмки
Главное сезонное ограничение — не отсутствие сияния, а отсутствие достаточно тёмного неба. Весной и летом в северных регионах России наступают белые ночи или полярный день, поэтому сияние становится трудно или невозможно увидеть. В среднем удобный сезон охоты за авророй длится с конца августа до начала апреля, но точные сроки зависят от широты.
Поводом для выезда обычно становится благоприятный прогноз. Следить за северным сиянием можно на специализированных сайтах и в приложениях: полезнее смотреть не на одну цифру, а сразу на несколько показателей и на прогноз положения аврорального овала.
На какие показатели обратить внимание
При оценке вероятности появления северного сияния важно учитывать сразу несколько показателей:
- Индекс Kp характеризует общую геомагнитную активность по шкале от 0 до 9. Чем выше Kp, тем сильнее возмущено магнитное поле и тем дальше к югу может расширяться область видимости сияния. На высоких широтах сияние бывает видно и при низких значениях Kp, а южнее требуется более сильная активность.
- Скорость солнечного ветра в спокойном состоянии находится в районе 300–400 км/с, значения выше 500 км/с часто означают благоприятные условия.
- Bz — компонент межпланетного магнитного поля. Когда Bz устойчиво отрицателен, то есть направлен на юг, взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой Земли обычно становится эффективнее. Это повышает вероятность усиления геомагнитной активности и сияния.
Эти показатели удобно использовать вместе, но ни один из них сам по себе не гарантирует сияние в конкретном месте и в конкретную минуту. Важны также широта, положение аврорального овала, длительность благоприятных условий и локальная погода.
На практике перед выездом я смотрю прогноз Kp и положение аврорального овала, а ближе к съёмке — текущую скорость солнечного ветра и Bz. Последние параметры обновляются почти в реальном времени, поэтому при плохой связи полезно заранее сохранить прогноз и последние значения. Но важнее не ждать «идеальных цифр», а понимать общую тенденцию и быть готовым к тому, что сияние может усилиться или ослабнуть очень быстро.
Не стоит забывать и про Луну. Яркий лунный свет снижает контраст слабого сияния и меняет экспозицию, поэтому полезно заранее посмотреть фазу Луны, время и направление её восхода и заката. Но наличие луны не означает, что съёмка сорвана: сильная аврора хорошо фотографируется даже при яркой Луне, а лунный свет может красиво подсветить передний план.
Облачность и выбор времени для съёмки
Главное препятствие для съёмки — плотная облачность: сияние возникает значительно выше облаков и сквозь сплошной слой просто не будет видно. Перед выездом посмотрите прогноз облачности и его динамику, например в Windy или сервисе «Яндекс Погода». Важно оценивать не только процент облаков, но и то, как они будут перемещаться: иногда короткого окна в 20 мин достаточно для лучшей серии за всю ночь.
Оборудование для съёмки
Камера, объектив, штатив
Для съёмки авроры подойдёт практически любая современная камера, в которой можно вручную управлять выдержкой, диафрагмой и ISO и снимать в RAW. Дальше я буду приводить ориентиры для полнокадровой камеры.
Для съёмки северного сияния особенно полезен светосильный объектив. Диафрагма f/2.8 или шире позволяет сократить выдержку и лучше сохранить структуру быстро движущейся авроры. Но это не жёсткое требование: яркое сияние можно снимать и на f/4, а при менее светосильной оптике просто придётся точнее балансировать выдержку и ISO.
На полном кадре чаще всего удобны фокусные расстояния примерно от 14 до 24 мм. Сверхширокий угол помогает вместить сияние, которое «играет» над головой, а 24 мм позволяет плотнее работать с далёким заревом и элементами пейзажа. Но ограничиваться этим диапазоном не стоит: аврору снимают и на фишай, и на 35–50 мм. Всё зависит от сюжета, широты и погодных условий.
Штатив должен уверенно держать ваш комплект и оставаться устойчивым на ветру. Важнее всего общая жёсткость конструкции, исправность зажимов и удобство работы в перчатках. Цанговые зажимы на ногах предпочтительнее, особенно в холодное время года — клипсовые замки могут лопнуть. Карбон обычно легче и хорошо гасит вибрации, алюминий тяжелее.
Полезные мелочи
Один из самых полезных аксессуаров на ночной съёмке — налобный фонарик. Он нужен и на маршруте, и при работе с камерой. Удобны модели со сменными аккумуляторами форм-фактора 18650. Если фонарик используется для подсветки переднего плана, важна цветовая температура (рекомендую 4000 K) и качество света.
Съёмка северного сияния часто длится несколько часов. При высокой влажности передняя линза может запотеть, если её температура опустится ниже точки росы. Постоянно протирать линзу — плохое решение: влага быстро вернётся, а при касании легко сбить фокус или положение камеры. Гораздо эффективнее не дать стеклу остыть до критической температуры.
Для этого используют нагревательную ленту для объектива — мягкую манжету, которая оборачивается вокруг передней части объектива и питается от повербанка. Лента слегка подогревает корпус и помогает удерживать температуру линзы выше точки росы. Сильный нагрев не нужен: задача не «согреть объектив», а лишь не дать ему запотеть или покрыться инеем.
Сияние постоянно меняется, поэтому за ночь легко снять очень много кадров. Заранее проверьте свободное место на карте памяти и возьмите запасную карту. Не забудьте и про заряженные аккумуляторы: на холоде они разряжаются быстрее, поэтому запасные батареи лучше держать во внутреннем кармане, в тепле.
Полезен и дистанционный спуск — проводной, беспроводной или через приложение камеры. Он позволяет не касаться штатива во время экспозиции. Если пульта нет, вам может помочь задержка спуска на две секунды (хотя это менее удобно и не может полностью заменить пульт).
Съёмка
На точке сначала выставляем штатив и уточняем композицию. В этот момент очень важно сделать несколько тестовых кадров светлее будущей рабочей экспозиции — поднять ISO или временно увеличить выдержку, чтобы хорошо рассмотреть передний план и края кадра. После этого проверяем горизонт, фокус и устойчивость штатива. Когда композиция найдена, лучше не трогать камеру.
После точной фокусировки лучше перейти в ручной фокус (чтобы камера не пыталась перефокусироваться между кадрами) и отключить режим стабилизации. Шумоподавление при длинной выдержке удобно отключить, если вы снимаете серию: иначе камера после каждого кадра может тратить столько же времени на дополнительный тёмный кадр.
Если ночь влажная или морозная, заранее установите нагревательную ленту. Подключите дистанционный спуск или настройте задержку затвора — после начала активного сияния лучше не тратить на это время.
Переходим к настройкам камеры:
- Проверьте, что камера снимает в RAW: этот формат оставляет значительно больше возможностей для работы с тенями, балансом белого и цветом.
- Диафрагму обычно открывают до f/2–f/2.8 или шире, если объектив это позволяет и качество изображения вас устраивает. У некоторых объективов на самой открытой диафрагме заметно падает резкость по краям. Попробуйте дома поснимать пейзажи с открытой диафрагмой, чтобы выяснить с каких значений начинается приемлемое для вас качество.
- В качестве отправной точки можно поставить ISO 1600. Дальше значение зависит от яркости сияния, светосилы объектива и возможностей камеры: для яркой авроры ISO можно снизить, для слабой — поднять до 3200–6400. Ориентируйтесь не на фиксированное число, а на гистограмму, сохранность ярких участков и достаточную проработку теней.
- Выдержка сильнее всего влияет на характер сияния в кадре. Для начала можно поставить примерно 4–6 секунд. Если аврора быстро движется и меняет форму, сокращайте выдержку вплоть до 1–2 секунд или ещё короче; если сияние слабое и спокойное, её можно увеличить до 10–15 секунд. Слишком длинная выдержка сглаживает структуру и превращает отдельные лучи в однородное свечение.
- Баланс белого можно установить на 3800–4000 K. При съёмке в RAW это не имеет критического значения — ББ можно менять при обработке без потери качества. Но правильный баланс белого уже на съёмке помогает адекватнее оценивать как цвет, так и яркость кадра по экрану камеры.
Во многих сценах северное сияние можно снять одним кадром. Но если передний план остаётся слишком тёмным, или если передний план находится близко к камере и не попадает в глубину резкости, полезно сделать отдельные экспозиции. Главное — снимать их с той же точки и не менять композицию, чтобы дальнейшее объединение выглядело естественно.
Алгоритм съёмки:
- Сначала настраиваем экспозицию для неба и фокусируемся по увеличенному изображению яркой звезды или далёкого источника света. После фокусировки переключаемся в ручной режим и снимаем серию неба, подстраивая выдержку и ISO под скорость и яркость сияния.
- Для отдельного кадра переднего плана ISO обычно можно снизить примерно до 640–1600 и компенсировать это более длинной выдержкой. Конкретное значение выбирайте по возможностям камеры и доступному естественному свету.
- Выдержку можно увеличить до десятков секунд или 1–2 минут; для выдержек длиннее штатного диапазона камеры используйте режим Bulb.
- Если передний план близко, аккуратно подсветите его только для фокусировки, наведитесь на нужный объект и выключите фонарь перед экспозицией. Сначала попробуйте снять сцену только в естественном свете: длинная выдержка, снег или Луна нередко дают достаточно деталей без дополнительной подсветки.
- Если естественного света недостаточно, можно очень аккуратно добавить подсветку фонарём. Начинайте с минимальной яркости и коротких проходов светом: передний план легко сделать неестественно ярким. При необходимости снизьте ISO или немного прикройте диафрагму, например до f/4, если это помогает получить нужную глубину резкости. Сделайте несколько вариантов — разница в силе и направлении света сильно меняет впечатление от кадра.
Перед тем как менять композицию, сделайте несколько вариантов экспозиции неба и переднего плана. Сияние меняется буквально за секунды, и дополнительный кадр иногда оказывается самым удачным. Уже дома отберите серии и решите, нужен ли вообще композит: если один кадр хорошо передаёт сцену, возможно лучше сохранить его цельность.
Главное в съёмке северного сияния — не набор «правильных» цифр, а готовность быстро подстраиваться под то, что происходит в небе. Прогноз помогает оказаться в нужном месте, разведка даёт интересный сюжет в кадре, а техника позволяет не потерять момент. Дальше всё решает наблюдательность: следите за формой и скоростью сияния, меняйте выдержку и ISO по ситуации и не забывайте иногда отрываться от экрана камеры. Северное сияние непредсказуемо — и именно поэтому каждая удачная съёмка получается немного неповторимой.
Иван Чаланов
Пейзажный фотограф из Республики Коми — получил известность, снимая пейзажи своей малой родины. Автор персональной выставки в Национальной галерее Республики Коми. Герой передач на федеральных и местных телеканалах. Автор статей для авиакомпаний «Аэрофлот» и «Россия». Спикер международного фестиваля дикой природы «Золотая Черепаха». Работы выставлялись в Новой Третьяковке, Галерее классической фотографии и Государственной галерее «Беляево». Лауреат и финалист российских и международных конкурсов и премий.
Сайт автора VK
