150年一遇「超級藍色月全食」即將到來,手把手教你科學地觀看與拍攝
2018年1月31日晚上,會有一場機會難得的「超級滿月+藍月亮+月全食」,也是繼2015年4月5日之後最佳的觀測月全食機會,屆時可以看到難得一見的「血月」。
此次月全食國內全部區域可見,且由於月食可以在城市內觀看,無需到光污染小的地方,所以機會難得,不容錯過。
下面就來講講如何科學地觀測與拍攝血月。
目錄
1、月食的基本原理
2、本次月全食情況與觀測指南
3、設備與參數
4、焦段選擇與拍攝效果
1、月食的基本原理
我們知道,月光是反射太陽的光線,如果地球擋住了這個太陽光,就會發生月食。
下面看一個示意圖:
古代中國民間認為月蝕是「蟾蜍食月」,在月食出現時人們便會頂禮膜拜、祈求天神驅走蟾蜍。
「蟾蜍食月」是來自西漢司馬遷《史記。龜策列傳》:「月為刑而相佐,見食於蝦蟆(蟾蜍,俗稱「癩蝦蟆」)。 」,唐朝李白《古朗月行》:「蟾蜍蝕圓影,大明夜已殘」。
在中國漢朝時,張衡就已經發現了月蝕的部份原理,他認為是地球走到月亮的前面,把太陽的光擋住了,「當日之沖,光常不合者,蔽於地也,是謂暗虛,在星則星微,遇月則月食。」。
結合上圖,我們可以看到月全食可以分為幾個階段:
1、半影月食:月球剛剛和半影區接觸,這時月球表面光度略為減少,但肉眼較難覺察。2、初虧(僅月偏食和月全食):月球由東緣進入地影的一刻,月球與地球本影第一次外切。3、蝕既(僅月全蝕):月球完全進入地球本影的一刻,並與本影第一次內切。4、蝕甚:月圓面中心與地球本影中心最接近的瞬間,此時前後月球表面呈紅銅色或暗紅色(適用於月全蝕)。 5、生光(僅月全蝕):月球開始離開地球本影的一刻,並與地球本影第二次內切。6、復圓(僅月偏蝕和月全蝕):月球完全離開地球本影,與地球本影第二次外切。7、半影蝕終:月球離開半影,整個月蝕過程正式完結。
如果用相機記錄下全過程是這個樣子的:
紅色的原因:(太陽光經過地球大氣層時發生折射,使光線向內側偏折,但每種光的偏折程度不一樣(色散),紅光偏折程度最大,最接近地球陰影,映在月球上;此外,由於大氣層的灰塵及雲的含量與位置不同,光線偏折程度會有不同,因此月全食時的月球是暗紅、紅銅、或橙色的。同樣的道理,由於大氣層的折射,朝陽與夕陽不是白色的,而根據高度因為大氣折射程度不同,呈現橙色或紅色。)
2、本次月全食情況與觀測指南
基本情況:
本次是月食沙羅周期 124 第 49 次月食
月出:18時0分 (地平方位:71°)
日落:18時11分 (地平方位:252°)
半影食始:18時51分 (地平方位:76°,仰角:11°)
初虧:19時48分 (地平方位:80°,仰角:23.5°)
食既:20時51分 (地平方位:85°,仰角:37°)
食甚:21時30分 (地平方位:88°,仰角:46°)
生光:22時08分 (地平方位:92°,仰角:54°)
復圓:23時12分 (地平方位:101°,仰角:68.5°)
2月1日
半影食終:0時09分 (地平方位:124°,仰角:80°)
本影食歷時3小時又24分鐘,
最大本影食分為 1.317。
需要注意5點:
1、月升的時間根據地區的不同有所差別,基本為日落左右月出。
2、半影月食階段幾乎無法分辨,觀看價值不大。
3、初虧到復原階段可以看出來區別,在這個時間範圍內觀測較好。
4、本次月食血月時間較晚(20:51-22:07),月亮高度較高,即使低空有些霧霾也不會影響,但同時也帶來了一些缺點,拍攝長焦地景血月會較為麻煩。
5、此次月亮還是「藍月亮」,不是因為顏色為藍色,而是因為月亮在同一個月份之內第二次復圓,相對罕見,因此被西方人稱作「藍月亮」,觀測沒區別。不僅如此,此次月亮還是所謂的「超級月亮」,比平時的月亮面積大14%。
白色區域為月全食可見區域
觀測指南:
1、由於月亮較亮,觀測月全食無需到光污染小的地方,城市能看到月亮的地方即可。
2、除非極大的霧霾,一般的霧霾不會影響本次月食觀測與拍攝。
3、月食可以透過薄雲,但無法透過厚雲,所以要選擇沒有雲的地方。
4、由於月亮較小,推薦使用天文望遠鏡、雙筒望遠鏡等設備觀看,效果更佳。
5、隨著月亮亮度降低,星空會變得更加明顯,如果去郊區觀星,可以看到星空由少變多再變少的過程。
3、設備與參數
相機基礎設置:
手動M擋、關閉光學防抖、調整手動對焦,可選擇開啟反光板預升(減少快門震動帶來的影響)。
曝光:
月食階段月光變換較大,從滿月的F5.6,1/1000s,ISO200,到血月的F2.8,1/5s,ISO1600。在不同霧霾、光污染條件下,曝光參數差別較大。所以要根據自己所在地的情況進行調整。
為了保證月亮不會糊掉,在沒有赤道儀的幫助下曝光時間不建議長於300/鏡頭焦距 s,例如200mm鏡頭不建議曝光時間長於1.5s。
如果需要與地景配合,光比較大的情況下,需要hdr、包圍曝光。(正常曝光拍一張+降低曝光拍一張+提高曝光拍一張)
相機畫幅:
截幅機使用同樣焦段的鏡頭可以把月亮拍的更大,如果有畫質較好的截幅機子,可以選擇用來拍長焦月食。
腳架:
腳架是必需品了,穩定的拍攝、固定的機位需要三腳架的支持。
快門線:
快門線可以方便地拍攝延時,同時減少按快門時候的震動。
赤道儀:
長焦拍攝時可以用來跟蹤月亮,獲得更高質量的照片。一般情況下廣角不需要。
4、焦段選擇與拍攝效果
首先我們要注意三點:
1、如果選擇拍攝月食,我們應該選擇在初虧到復原期間拍攝。半影月食觀測與拍攝效果不明顯。
2、血月階段為食既到生光階段。如果霧霾較大,整個過程月亮都會偏紅。
3、由於不同焦距下月亮大小不同,所以拍攝內容的也不相同。
在全畫幅下的具體效果如下(LaoT製作,使用planit軟體模擬)
上圖我們可以看到,廣角和中等焦距是看不到月亮細節的,所以我們拍攝前要規劃好具體拍攝什麼。
廣角(8-35mm)
by:Mahyar Moradi Chafi
可以看到,50mm以下的月亮是看不到細節的,拍攝到的月亮可能只有一個點的大小,但可以分辨出變紅的過程。所以推薦拍攝較高的地景與月軌的結合,可拍攝延時作為過程記錄。拍攝參數為星軌參數(將曝光調整為地景合適的曝光後,固定光圈大小、固定快門速度、固定ISO,連續不間斷拍攝整個月食過程。)
中焦(35-100mm)
by Fred Espenak
在中等焦距下,我們勉強可以拍攝到月亮的一點點細節,這種情況下,更推薦拍攝月亮序列。選擇好一個地景連續拍攝整個月食過程,每隔幾分鐘抽取一張最後淺色疊加(間隔時間為10分鐘左右),可將整個過程作為延時。
由於食甚角度較高,可以選擇以較遠處山頂的建築為背景,也可以選擇較高的大橋、建築等。例如下圖:
當然,由於月食階段月亮亮度被極大的削弱了(食甚大約等於-3等星),所以可以拍到血月銀河的風景,外出拍星的小夥伴們可以嘗試下面這種拍攝。(冬季銀河較暗)
by 王卓驍拍攝於東臨山頂
長焦(85-400mm)
當有較長焦距鏡頭的情況下,我們可以選擇拍攝單獨的血月與地景的結合。如下圖為月亮與長城。
by:李召麒
由於長焦下月亮移動速度較快,所以要注意曝光時間應較短,光圈調整為最大,適當提高ISO值,推薦使用赤道儀進行跟蹤拍攝。
由於本次紅月亮時月亮角度較高(40度左右),所以選擇地景推薦較高的建築、較高的大橋、懸崖下拍攝山上的建築等落差較大的遠處目標。
下面舉個例子:
下圖遠處山頂為一個古建築
通過使用planit!軟體模擬,設定好相機位置與拍攝目標位置。添加標記並設定好建築的高度和寬度。
通過虛擬顯示模擬出實際拍攝效果:
軟體詳細操作教程可以參考《春分將至,懸日大作戰》一文。
超長焦(400-2000mm)
by:李召麒
如果有長焦距/望遠鏡,推薦拍攝月亮特寫(最好有赤道儀跟蹤),或者選擇與高樓頂的朋友配合拍攝。(對月亮進行一次對焦拍攝,再對人進行一次對焦拍攝)
by:李召麒
特殊構圖:
全天魚眼:類似廣角,可以嘗試星軌拍攝。
小星球:由於小星球會拉大天空邊緣,將月亮拍攝時放置在邊緣可以有些許放大效果。
作者:李召麒,來自公眾號霜蟾(insukey)。
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