2023年2月5日 星期日

最後6秒鐘-太陽宛如彩色珍珠般灑落

日落前2秒,太陽宛如彩色珍珠般排列

日落最後幾秒鐘-最後的一抹黃光、綠光、藍光像珍珠般排列在地平線!

日落時最後幾秒鐘太陽是如何消失的?131日傍晚,我在3000公尺高的合歡山上看見了這美妙的日落。當太陽已經落到地平線下時,因為大氣折射的關係,我們還可以繼續看到從地平線下折射回來的陽光。最後幾秒鐘,當陽光只剩下一條線時,因為各種色光折射率不同的關係,我們可以到不同色光-黃的、綠的、藍的像珍珠般排列在那一條線上!最後1秒鐘時它們一顆一顆地消失在鏡頭前。先是折射率最小的黃光消失,然後綠光,折射率最大的藍光最後消失。因為藍光強度最弱,而眼睛對黃綠光比較敏感,所以當時肉眼只能看到一抹綠光消逝在天邊。最後留下的是親眼見到神奇綠光的眾人歡呼聲!

最後6秒鐘,黃光 綠光 藍光依序消失


影片第一段以正常速度顯示了最後28秒的日落過程,第二段則以慢速呈現最後8秒鐘的日落。透過影片可以更清楚地看到這些不同顏色的珍珠是如何消失的。




2023年2月3日 星期五

日落仿蜃景 黑子仿蜃景 綠閃

黑子仿蜃景與綠閃
 

130日日落時分,在海拔3000米的合歡山上,我經歷了一次最豔麗的日落仿蜃景!太陽宛如千層派般一層一層生成又消失的夢幻景象,綠閃也不時從太陽頂部冒出,次數早已是我去年在海面上所見綠閃的好幾倍!其中若加強曝光鐵定有藍閃!重點是竟然出現了太陽黑子仿蜃景!!

日落仿蜃景-千層派太陽-注意每個太陽頂部的綠閃

平常我們在海邊,因為海面上逆溫層大概都只有一層,因此海面像是一面鏡子,落日形成的下蜃景與海面上的太陽實像合成像是Omega形狀的太陽。

海平面上的太陽下蜃景-Omega 太陽-20221223

到了高山上因多重逆溫層形成數道鏡面,多重的太陽虛像與實際太陽組合成難以想像形容的幻象,稱為日落仿蜃景(Mock Mirage Sunset)。隨著空氣層密度的變化,太陽形狀也變化萬千宛如千層派,其瑰麗詭譎實在難以文字形容。這一次最令人興奮的是因為最近太陽黑子非常活躍,所以也形成了明顯的太陽黑子仿蜃景-黑子與數個黑子虛象排成一縱列,讓形成太陽千層派的逆溫層更有判斷的依據!透過3組黑子仿蜃景的位置,我判斷至少有3(絕對不只)逆溫層的位置。當太陽頂部落入逆溫層時,會產生非常明顯的綠閃。

黑子仿蜃景與太陽千層派


太陽黑子仿蜃景影片:太陽黑子仿蜃景
完整日落仿蜃景影片:日落仿蜃景

影片中可以看到太陽一層又一層變幻莫測,下方虛像不時一層一層的冒出,頂部也一層一層消失,消失同時冒出綠閃!太陽黑子仿蜃景也在幾個位置明顯形成,當太陽頂部落到這些位置時,更明顯妖豔的綠閃跳出,只能嘖嘖稱奇。這真是一個又驚又艷又奇的日落仿蜃景!

選出4幅最妖豔的綠閃

下圖把黑子仿蜃景出現的位置與妖豔綠閃出現的位置對照,可以明顯看出逆溫層的位置。

黑子仿蜃景與妖豔綠閃出現的位置對照

下面是兩幅最精彩的黑子仿蜃景,單獨列出欣賞。一顆黑子變成一整排黑子 實像虛像 真真假假 除了銷魂不知如何形容。
AR3204與AR3205的仿蜃景,上方同時有綠閃冒出

AR3201的仿蜃景


2023年1月20日 星期五

那些年我們追的滿月~滿月告訴我們的故事

 

2023年是兔年,農曆新年的英文是 Lunar new year,月亮新年的概念。想起月面上有隻大兔子,於是把7年多來拍的滿月整理了一下,沒很認真找,硬碟隨便翻翻,順眼的就拿出來就有八十幾顆滿月!光是如何排列便傷盡腦筋。希望畫面多彩熱鬧一點,就是隨機亂排;若希望有些規律,可依照色層排列。但一顆一顆月球排著排著的過程中,我發現其實滿月有好多故事可以說,因此最後我選擇依照月表"危難海"的位置來排列,上圖便是依照危難海排列的37顆滿月,也有61顆的版本。至於六邊形可以說是向韋伯太空望遠鏡致敬,這是身為愛好天文的物理人之必要!

我拜託好友素卿老師畫了月面上的大兔子,這金兔真的太漂亮太可愛了!!

月面上的大兔子,繪畫者是張素卿老師,月球照片是我提供的

為什麼要依照危難海位置排列?當然要先知道危難海位置,如下圖所示月表上那個圓圓的"大斑"便是危難海。月海其實是月球最大型的隕石坑,月球最東部有一個四面完全環山的月海,這便是接近圓形的危難海。

因為危難海位於月球的最東側,由其位置可知道月球在天空的方位。因此組合圖片中的月球是依照危難海的位置或者說是月球在天空的方位來排列的。前3排月球的危難海在月表上方表示滿月在東方升起的時候。隨著月球上升,危難海位置會往右偏移。當危難海在月表正右側(中間那一排右側)就是滿月在天頂附近的時候,也是午夜前後,此時天空最黑,如果天氣晴朗,可以看到最清楚的鐵灰色月表。之後月亮慢慢西沉,危難海轉到右邊偏下,此時就是三更半夜,所以很少拍到。滿月通常在日出前後西沉,此時黎明的天色通常灰藍或粉灰,滿月顏色也會跟天空的顏色接近,月表相對不清楚。下圖附上文字說明,以後你看到危難海的位置便會知道這張照片約是晚上何時拍的了!



下圖是2022年7月13日最大滿月一整個晚上在天空的位置,可以清楚看到危難海位置的變化與月球在天空的方位關係。這個圖本來是要來解釋月球天平動現象的,但自己還搞不太清楚,就先借來說危難海位置與月球在天空方位的關係。

由危難海位置可以判斷月球在天空的方位

圖中月表的各種顏色還可以告訴我們滿月顏色與天空大氣的關係。月出與月落時,低空的月亮因大氣散射會呈現黃色或紅色。而中間對比強烈的鐵灰色月球代表天空清澈乾淨,此時月球通常在天頂附近。滿月在日出前後西沉時,會呈現與黎明天色接近的灰藍或粉灰色,最後面的7顆月球的天空背景其實不是黑色,是為了畫面一致,因此去背。它們的背景就是黎明的天色,下圖是未去背的晝月,天空背景不是黑色的月亮通稱為晝月。因為天空正從黑色慢慢變亮中,有時又有薄雲,所以滿月的晝月一般沒有黑夜中的月亮那麼清晰。第一排第2顆是2018年7月的月沒帶食,天氣又不好,肉眼幾乎不可見,加強曝光才得到這紅色月食照片。

除了危難海位置與月球顏色之外,因為月球照片都是用相同焦段拍攝,可看出月球大小變化也非常明顯,這跟月球與地球的距離有關。附上2018年與2021年最大、最小滿月的比較圖。


2018年與2021年最大、最小滿月

2021年最大滿月與最小滿月比較

另外,在7年多的月球拍攝中,2022年遇見古銅色超美的月全食,更難得是拍到千年一遇的月全食掩天王星。當然也曾有肉眼幾乎無法辨認的月沒帶食。幸運的是也曾遇過飛機恰好飛過。其實拍攝更多的是雲中月,所有樂趣盡在不言中。  

2022年11月8日月全食掩天王星


幸運遇到飛機飛過月面


更多的是雲中月

以上月球照片主要都是用600mm的長焦鏡頭拍攝,2022年7月14日最大滿月時,拍了101地景版的滿月串燒。隔夜凌晨烘爐地土地公看著滿月月落,當然還是有雲來相伴。
2022最大滿月經過台北101


2022最大滿月月落 烘爐地土地公相伴


最後附上硬碟中更多的滿月,隨機排列,祝大家兔年大團圓新年快樂。有興趣可以找找隱藏的天王星在哪裡?還有有沒有誤放兩顆相同的月球呢?












2023年1月19日 星期四

我-追星的天梯

今年812日,陳文屏老師來訊息說:
"
我目前共同主持個廣播節目「追星的天梯」,談談天文,胡說些人生。想借助您的知識與人生經驗豐富我們節目內容"

我看到後很高興,但其實很心虛地回覆:
"
老師 我有這個榮幸嗎?我根本天文門外漢…"

陳老師回說:
"
我們都在門外啦,您就談談觀察天空,雲彩虹霓,心路歷程"

哈哈 門外嗎!?那可是天廣地闊的很!於是呢,就放膽接下來。但天廣地闊就更麻煩了,主持人如果真的跟我談天,可能會被我談到天邊去…….

後來想說反正現在閒人一個,不妨整理一些這幾年來的追星過程,提供給主持人朱玲後,他很認真列了一些訪談大綱給我,我很怕自己在錄音間結巴,就努力寫了一些大抄。這幾天2條線更閒了,就寫下來留個紀錄好了。

以下是當天實際訪談全程(2022年10月2日)連結:
追星的天梯-簡千田、李美英老師專訪



l   與星空攝影結緣的經過

其實與星空沒有所謂結緣的問題,不知何時就開始喜歡星空,也許是中學吧?反正有印象以來,就一直喜歡著了。至於攝影是千田先涉足的,但之前小孩小、工作忙,並無法深入星空攝影。後來數位單眼發明之後,星空攝影的門檻降低了,小孩也漸漸長大,時間多了點走入星空攝影似乎是自然而然的事,畢竟看到美麗的東西能留下她的倩影,是多麼快樂的一件事!

一直以來就愛上星空

我特別想說的是其實我不敢自居天文攝影師星空攝影師。真正天文攝影界的高手太多,漂亮精緻的作品是我遙不可及的目標。我自己拍照與後製(後製是星空攝影非常必要的過程)的能力都一般,所以跟別人不一樣的是我用物理人的角度來看天,同時勤勞地記錄天空,再把這些變化整合出一些單張照片看不到的過程與現象。
譬如說拍木星,別人是拍漂亮的木星表面,我拍不到木星表面,就拍木星的衛星,而且不是拍一張,是每個小時拍,有一次還拍了一整夜,定鬧鐘每個小時拍,或者每天拍,就想這些木衛怎麼這麼可愛,繞著木星團團轉!當年伽利略就是看到木衛這樣轉,因此支持哥白尼的日心說的!!

定鬧鐘看了一夜的木衛團團轉
        
還有像月亮,有機會我也會拍一個晚上,看它在天空的方位到底怎麼變?
記錄了一天月亮的升起、在天頂與落下-1001國際觀測月夜

月亮若能拍一個月把月相收集完整,那就太好了!可惜在台北要做星空的連續觀察拍攝,真的太難了。目前收集了兩次,都是靠各地朋友支援,並沒有辦法在同一個地方完成。 
在Bob支援3張照片下,勉強完成一個月月相收集

l   為了拍星空,曾做過哪些瘋狂的事?

        最瘋狂的應該就是20200712~13,一個人24小時內來回4000公里飛到銀川,半夜跟一個完全不認識的男子到賀蘭山下去拍Neowise彗星吧!
故事在這裡:追長星踏破賀蘭山缺-千里追彗星

Neowise 彗星從賀蘭山升起,長長的彗尾令人驚艷

但平心而論,飛千里甚至飛萬里瘋狂追星的大有人在,我覺得自己真正瘋狂的其實是台北日形跡的拍攝,不只在家裡頂樓拍攝早上的日行跡,後來還加碼決定並持續一年多爬到虎山觀景台拍攝台北下午的太陽,除了時間拉得很長,變因太多,敢挑戰台北的天氣與太陽,現在想起來都覺得是不可能的任務,只能說還好我對台北天氣不夠了解,初生之犢啊。
故事在這裡:台北日行跡拍攝

早上與下午的台北日行跡

l   請分享最有成就的幾幅作品(請描述畫面及拍攝的人事時地物)

        我不知道所謂成就應該怎麼算?是外界肯定還是自己說了算?其實因為自認為自己拍的東西(甚至不敢稱作品)普普,所以幾乎不曾對外投稿,都只是在臉書分享,頂多分享在天象社團,沒有所謂成就2021年為了讓台北日行跡讓更多人看見,我開始嘗試對外投稿,經由幾個國外網站的肯定,我才發現自己的一些想法與拍攝似乎蠻有意思的,才漸漸有了一些信心。
故事在這裡:投稿國外天文天象社群

下面是我覺得比較有成就的幾幅作品:(以下只有大綱,還沒寫完)

1 台北日行跡 - 上全世界最知名的天文圖片網站APOD 這應該是李美英天文人生的巔峰吧!

2021 台北日行跡 16:30

 

2 Omega  月亮 - 第一張臨時起意拍攝的作品同時在四大社群官網或臉書貼出

Sky 20211114 第一張在Sky臉書(APOD前哨)被貼出的作品

SpaceWeather 20211103 第一次上SpaceWeather 首頁

EPOD FB BONUS  20211117

Omega Moon 月亮下蜃景

若不論投稿與外界評論 我自己覺得下面幾個作品付出許多心血 也有很不錯的結果

3 晝月 - 收集多年勉強完成,顏色實在太漂亮

Spaceweather 20211128 

EarthSky 月相文章引用

EPOD  接受尚未登出 

各種月相的晝月

4 Neowise 彗星升起



5 月球天平動



6 彩妝太陽、Omega 太陽、綠閃與紫閃


l   追星的過程,是否影響或改變了人生觀、宇宙觀?

分享吧!分享總是讓你收穫更多。

隨緣吧! 

l   除了星空攝影,還鑽研哪些攝影領域?有哪些樂趣與收穫?

鳥跟野生動物的拍攝

大氣光學是我追星天梯的另一章 

l   未來的計劃

極光

月球8字

行星逆轉 

玉山上的日行跡

綠閃

大氣光學科普推廣 

 

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以下是我追星天梯中的幾個關鍵故事

2007 來去夏威夷:天文觀測遠距教學活動-中研院天文所主辦 
2009 杭州世紀日全食-實現二十年的夢想
 
SN2014J in M82



2015 臉書成立”無所不在之天象-知識的美麗”社群 



2018 中國昆山 華東台商學校 

2019 往北京飛機上拍到多重錐晶暈圈 進入大氣光學的世界
2019 中國天象圈 高手雲集 天外有天 


20220621 APOD  

2022 追綠閃 




2022年7月26日 星期二

一百多次的嘗試後 我終於拍到了太陽8字圖 ~ 台北日行跡拍攝紀實與感想~

 

經過一年多一百多次與太陽跟雲的的追逐與奮鬥之後,我終於分別完成早上與下午的台北日行跡作品了!2021年台北上空的日行跡已經在2022年6月21日夏至刊登於APOD,連結如下:https://apod.nasa.gov/apod/ap220621.html


l   日行跡簡介
   
如果每天在同一個地點同一個時間記錄太陽,你會發現太陽的位置一直在變化。一年後把所有的太陽放在同一張照片或者依序做成動畫,你會看見它在天空中畫出一個大大的8字就跟物理定律告訴我們的一模一樣,這真的令人非常的興奮與感動!這個太陽在一年裡的軌跡稱為日行跡 (Sun Analemma) 或直接叫做太陽8字。
   
地球上看到的日行跡基本上就像是一個8字,上面小圈下面大圈,而8字在天空中傾斜的程度則跟觀察者所在位置的緯度以及記錄的時間有關。之所以會形成這樣的8字形狀,跟地球公轉軌道的離心率、自轉軸的傾角以及至點(冬至及夏至)連線和拱線(近日點和遠日點連線)交角有關。如果行星的軌道是圓型軌道且自轉軸無傾角,太陽每天同一時間總是位於同一地點,因此日行跡將會是一個點。如果行星是圓型軌道但自轉軸有傾斜角,其日行跡就是阿拉伯數字8的形狀,但上下兩個圈大小相同。如果行星軌道為橢圓型但轉軸無傾角,其日行跡則是一條東西向直線。而地球軌道為橢圓,自轉軸傾斜23.5度,因此日行跡就是如上所述的上面小圈下面大圈的8字形狀

圖一 下午4點30分的台北日行跡秋分版
圖一 下午430分的台北日行跡秋分版

    圖一是2020年秋分到2021年秋分下午430分的台北日行跡秋分版,所有太陽都有加上太陽濾鏡拍攝,地景則是從台北東方高處看到的台北市區,圖中最高樓便是台北地標101大樓。台北春冬多雨,夏天午後熱對流旺盛,因此幾乎無法固定間隔的拍攝太陽。日行跡圖中有些空缺較大的地方表示可能長達二十幾天沒太陽可以拍,有時即使有太陽也必須在雲縫中搶拍,注意看的話有幾個太陽並不完整!所以台北日行跡除了表示太陽一年中所走的軌跡之外,還可看出台北的天氣型態。
   
台北日行跡秋分版作品已被EPOD選用,作為20211210日的每日地球科學圖片,網址為
 https://epod.usra.edu/blog/2021/12/analemma-observed-in-taipei-taiwan.htmlEPOD作品刊登時會同時放上作品拍攝位置的地圖,因此台北日行跡作品也是讓世界看見台北的一種方式。另外世界知名地科網站EarthSky 也在一篇討論秋分的文章” Equinox sun is over Earth’s equator on September 22”中引用台北日行跡秋分版的照片及介紹。台北日行跡秋分版的動畫連結如下: https://youtu.be/pV8AFvhQDj8 

l   上午與下午日行跡比較
    2021
年底我又分別完成早上7:30及下午4:30的台北日行跡2021年版如圖二。圖二(a)是上午的日行跡,地景是台北東南方的山脈,圖二(b)是下午的日行跡,地景與秋分版一樣是包含101大樓的台北市區,圖中並在每個太陽上標示拍攝日期,如此可更清楚地知道太陽的運行方式。由圖二可看出早上和下午的日行跡一樣都是8字形狀,上面小圈下面大圈,但8字傾斜的方向不同。台北位於北半球,由圖中標示的日期可看出早上日行跡的最左上角是夏至,冬至在最右下角;而下午日行跡的夏至在最右上角,冬至在最左下角;春分與秋分在8字的中間,但並不是8字的交叉點
   
台北日行跡2021年版作品已被台北星空美星映象館選用,刊登於20223月號第106期。2021年版動畫連結如下: https://youtu.be/59MW1aqO7L4

圖二(a) 台北日行跡2021年版-上午7:30
圖二(a) 台北日行跡2021年版-上午7:30

圖二(b) 台北日行跡2021年版-下午4:30
   

l   日行跡與緯度的關係
   
日行跡8字傾斜的程度主要與拍攝地點的緯度有關,圖三是用Stellarium軟體模擬不同緯度下午4:30的日行跡。圖中可看出緯度影響了8字的傾斜程度,緯度太高時冬天因為永夜的關係,太陽8字下方的大圈會部分消失。

圖三 不同緯度下午4:30的日行跡

l  日行跡的拍攝與心得
   
台北日行跡到底是怎麼拍出來的?以下午日行跡為例,簡單說來便是在台北東方的虎山觀景台固定視野,選擇一年中有太陽的日子及適當的天數間隔,並於下午4:30:00準時拍攝,拍攝時加上太陽濾鏡,因此每次拍攝都只有太陽影像,把一年中所拍得的所有太陽影像以Startrails疊合成只有太陽的日行跡,最後再與同一地點相同視野拍攝的地景圖像合成,就得到一張有地景的一年日行跡圖片。整個過程不需要高貴的拍攝器材、高深的技術及強大的後製能力,只要稍具攝影能力便可以達成,聽起來並不是太困難的工作,但因為牽涉到一整年的長期拍攝,變因太多,需要極大的耐心與毅力,我花了很多年才鼓起勇氣開始拍攝,實際做的時候又出現了很多問題必須克服,最後花了三年多才終於完成。本篇文章主要提供幾年來的拍攝經驗,讓想拍日行跡的朋友可以直接上手不必再嘗試錯誤,也讓大家知道有些事的確是知易行難,但也有知難行易的情況,有興趣,做就對了

l  緣起
   
我從來不曾想過自己可以拍出日行跡,因為一想到拍攝過程就覺得困難重重,而且時程長達一年,變因實在太多。因為家裡東方及東南方沒有遮擋,常常拍攝日出的關係,發現日出位置變化比想像中的還大,於是2012年到2013年我先拍出太陽日出位置的變化。但當時就只是拍攝太陽從山頭升起的位置,當時沒有固定地景也沒有固定焦段,甚至到了夏天太陽偏北時還必須跑到樓頂改變拍攝位置,最後只是利用山頭形狀對齊及裁切,作成如圖四的一年日出位置變化圖。現在看來,真的是很粗糙的拍攝與後製。

圖四 一年日出位置的變化

    由圖四可看出,台北的雨對要記錄太陽而言,真的是超大的挑戰。2015年退休後時間比較充裕,2017年底的冬至,我開始台北太陽8字的拍攝,剛開始什麼都不知道也沒任何規劃就直接拍了。一路上一直遇見各種問題,於是一直學習與修正,這拍攝過程實在太符合108課綱-探究與實作的精神了!經過34個月的不斷修正之後,整個拍攝過程才比較明確穩定,沒想到此時華東台商子女學校請我到上海教書,我也決定到異鄉闖蕩一番,太陽8字的拍攝只能暫時擱置,當時笑稱初次拍攝的太陽8"只有一撇,如圖五。

圖五 初次拍攝日行跡-20188字只有一撇

    決定要去上海教書的時候,覺得拍攝工作半途而廢,浪費了大半年的時間甚是可惜,現在想來當時的拍攝其實奠定了整個拍攝的基礎,使得2020年再度拍攝時不用重新摸索。而且在上海教書的兩年認識了不少同好,增加了許多見聞與能力,像是出國進修了一番。2020420日跟同好聊天時,提到自己曾拍了一半的太陽8字,他們都說好牛!,我就豪氣萬千地跟他們說,等回台北要把它完成,而且要拍個台北101地標版!當時疫情正嚴重,覺得回家的路迢迢,完成拍攝更是天方夜譚,但人一旦有了執念,似乎就只剩下走下去的一條路了

l  重起爐灶
   
回到台北後,新的拍攝計畫-台北101地標版的日行跡要去哪裡拍攝呢?其實並沒有任何想法。還好我先生在我不在台北的期間四處趴趴走拍照,發現了位於台北東方的虎山觀景台不只容易抵達,視野包括了101大樓的整個台北市區,但主要是必須判斷方位是否正確?因為這裡不像在家裡一樣非常熟悉太陽的位置,作了一些查探與準備之後,發現這個拍攝點下午430分的太陽位置都在視野裡,而且地標101大樓也很漂亮的入鏡,於是在2020年天氣晴朗的秋分開始了台北下午430分的日行跡拍攝工作。拍攝三個月後到了2020年底,才想到是不是該同時把早上日行跡也完成,可以做個比較,於是決定繼續完成2018年在家裡拍攝的早上日行跡,只是為了與下午對稱,拍攝時間從7點改為730分,也就是一切重來。沒想到一直等到2021114日早上才見到台北的太陽,正式開始早晚與太陽、雲層的追逐與奮鬥,整整一年

l  地景及拍攝時間的選擇
   
地球上日行跡的8字形狀其實蠻固定的,但8字會隨著拍攝地點及時間有不同傾斜程度的變化,所以選擇有明顯地標的地景,讓人家一看就知道拍攝地點是非常重要的。確定要拍攝時,盡量選擇一個一年中都容易抵達並可以拍攝到明顯地標的地方。如果是拍早上,則東南到東北的天空必須乾淨,當然如果是要拍下午,就是西南到西北的天空必須沒有阻擋,而愈接近中午太陽仰角會愈高,地景比例會愈少也會愈難選擇。所以若希望有明顯的地標入鏡,一般都會選擇早上早一點或下午晚一點,但還要考慮冬天太陽較晚升起又較早落下,如果地平線上沒有任何阻擋,台北可以選擇早上7點或下午5點,但為了保險起見,我選擇的是早上730分和下午430分兩個時間分別拍攝早上和下午的日行跡。這兩個時間,冬至時太陽很接近地平線,整個畫面包含地景的構圖會很不錯。當然如果選擇中午前後拍攝也可以,但難度會大大增加,先以地景來講,因為中午太陽仰角很高,要再加上地景拍攝真的很不容易,而且中午前後太陽很亮,當在對齊地景時,相機螢幕常因為太亮不容易看清楚。前輩周銀王老師拍攝的台南安平古堡日行跡便是選擇中午1點拍攝,我非常的敬仰與佩服,也當作是自己未來努力的目標。圖六是早上7:00(未拍完)7:30日行跡的比較,相機焦段是24mm,在選擇拍攝時間時可供構圖參考。

圖六 7:007:30日行跡比較

    下午日行跡的地景選擇是希望拍出台北地標版,因此每次騎半個小時的車再爬5分鐘階梯到虎山觀景台,優點是可以精準拍到地標101大樓,缺點就是不能想拍就拍,有時興沖沖跑過去,才發現都是雲,後來也發現有時候在台北南區的家裡都是雲就不出門,但最後發現位於台北東區的虎山卻好像有太陽,因此錯過拍攝徒留懊惱!之後才知道附近有象山看台北即時影像可以用來參考,台灣現在四處有很多的即時影像是很好的資源。
   
至於早上的日行跡主要是想跟下午做比較,不強調地標,所以直接在家裡樓頂拍攝,地景就是台北東南方的山脈。優點是只要天氣晴朗隨時可以拍攝,缺點是我家在台北南區,位於東北季風範圍內,是台北天氣最不好的地方,冬季想要固定時間看到太陽真的是豪賭!另外一個缺點便是以山頭當作參考地景,台北春冬霧霾嚴重,但我根本沒想過霧霾會嚴重到有時候看得到太陽卻看不到山頭的情況,為太陽的拍攝又增添了困難度。

l  模擬
   
因為拍攝時間長達一年,太陽位置變化很大,拍攝之前強烈建議先用軟體模擬。先用Stellarium模擬相機焦段可以拍攝到的視野,再利用其天文數值計算視窗內的星曆表可以模擬整年不同時間及各種間距的日行跡當作拍攝計畫的重要參考。圖七是模擬全片幅24mm鏡頭的視野及日行跡的位置,春分與秋分的太陽剛好在8字中間,所以如果在春分或秋分前後開拍最好了,太陽直接置中,用24mm焦段就可以確定一年都拍得到太陽了。

圖七 用Stellarium模擬相機視野及日行跡


    因為各種不可抗拒的誤差,每次拍攝結束,我都會將拍攝的太陽照片與模擬圖做對照,如圖八。看著太陽一顆一顆精準地落在模擬的位置上,學物理的我明知這是必然的結果,但心中總還是悸動不已!

圖八 將實際拍攝的太陽照片與模擬圖做比對
   

l  器材拍攝清單
   
圖九是我每次拍攝時的配備清單,腳架、單眼相機跟快門線當然是基本配備,其他配備是經驗累積的結果。太陽濾鏡與濾鏡支架是完成太陽8字拍攝的大功臣!帽子則是查看螢幕調整相機位置時擋住大太陽光的重要配備。預備電池則是每個攝影人的最痛,要拍攝時才發現沒電會讓人抓狂!手機主要是提供精準到秒的時間,可以下載適當的時間app使用。另外隨著季節偶而也需要防蚊液、扇子、袖套等防蟲防曬物品。

圖九 器材拍攝清單

l  固定地景視野
   
整個太陽的拍攝最困難的就是視野與地景的固定了!這也是拍攝太陽位置偏差的主要原因,如果可以利用固定監控的相機來做拍攝是最好的。我因為選擇地景的關係,相機也不可能整年固定在同一個地方拍攝,因此每次拍攝時都要將腳架盡量安置在相同位置,並透過螢幕調整相同的鏡頭視野。因此拍攝一開始的重要預備工作就是在地景中找到至少兩個點或線與相機螢幕格線對齊如圖十,加上螢幕的水平線,基本上可以有95%以上的準確度。

圖十 利用相機水平線及格線對齊地景

 

l  太陽及地景拍攝
    2018
年拍攝太陽8字時,根本沒想到要加濾鏡拍攝,當時只是想每次都用最低曝光量降低太陽亮度。因為是在冬至開始拍攝,一開始太陽亮度還勉強可以壓到很低,但隨著太陽北移,到了3月時即使相機參數設定最低曝光,太陽仍然太亮,於是我才想到應該加濾鏡拍攝,而且這樣每次天空其他位置即使有雲也沒有關係,在多雲的台北大大提高了太陽拍攝的成功度!
   
隨著太陽愈來愈亮,每次面對太陽看著螢幕調整相機位置時,螢幕總是太亮很難看清楚用來對齊格線的地景參考物。於是我剪裁適當大小的太陽濾鏡貼在厚紙板上,讓它可以在濾鏡支架上滑動,拍攝開始對齊地景時,如圖十一(a)先將濾鏡移到可以遮住太陽的位置,但仍可看到當作參考物的地景,此時如圖十一(b)螢幕上沒有太陽清晰許多,此時要將地景參考物與格線對齊便容易多了。地景對齊確認後,就移動濾鏡使其整個蓋住鏡頭,等時間到要拍攝時,只要曝光正確就會拍到只有太陽影像的照片。

圖十一(a) 設計移動濾鏡遮住太陽

圖十一(b) 太陽遮住後螢幕清晰許多
 

        相機如果沒有GPS,每次拍攝前一定要確實校正時間。正常情況下加濾鏡拍攝太陽的相機參數設定為iso100、光圈9,快門從1/1600秒到1/100秒都有。為了偶而不可抗拒的地景誤差,我從拍攝時間前2分鐘開始拍攝,加太陽濾鏡拍攝太陽,每間隔10秒使用包圍曝光拍攝3張以預防曝光不正確,一直拍到拍攝時間後2分鐘,共拍4分鐘。一年多拍攝的結果只有幾次必須用到加減最多30秒,一般都是因為拍攝時間有雲沒拍到,只有一、兩次是因為地景偏差太多又太久沒拍到太陽,不得不勉強使用這些數據。
   
太陽拍攝結束後移開濾鏡,拍攝數張當天的地景,並跟第一次拍攝的地景比對以確認地景是否偏移。如果偏差太大,當天拍攝只能放棄。圖十二(a)中兩張地景比對之後幾乎沒有偏差,但圖(b)就有一些偏差,如果之後幾天天氣許可有再拍到太陽,那這次地景有偏差的太陽照片就會被捨棄不用,但如果天氣太差一直拍不到太陽,就只能勉強用了。
圖十二(a) 兩張地景比對幾乎沒有偏差

圖十二(b) 兩張地景比對有一些偏差


   
太陽影像的拍攝失敗通常都是地景因故沒有對齊,但也發生過一些低級的拍攝失誤,例如踢到腳架、焦段錯誤、忘了對焦、忘了對時,又曾經把自動對焦打開,結果過程中相機就一直在對焦,最後什麼都沒拍到,也曾經打開防震導致拍攝的太陽都有小位移!有一次甚至是相機的照片畫質設定被改變,導致無法與其他太陽照片疊合的慘案,一年多裡各種可能發生的拍攝失誤似乎都發生了,所以每次拍攝結束的太陽影像確認非常重要。
   
圖一台北日行跡秋分版的每一顆太陽都有加濾鏡拍攝,地景則是選擇某一個晴朗的日子,在日落後天空仍亮時拍攝。而圖二的台北日行跡2021年版有一個特別之處,就是不管早晚都有一顆太陽沒有加濾鏡,這是我後來考慮到地景最好也是相同時間拍攝,所以便選擇某一個晴朗無雲的日子,不加濾鏡同時拍攝太陽與地景,如此整張日行跡的照片連同太陽與地景都是在相同時間拍攝,我個人覺得更加恰當,提供大家參考。

l  太陽影像選擇
   
圖十三是拍到的各種太陽影像,圖(a)最標準的影像,整個天空被太陽濾鏡濾掉,只有一個乾乾淨淨的小白點-太陽。但台北雲實在太多,太陽常常被薄雲遮住,但只要能拍到太陽圓盤的形狀如圖(b)便勉強可以使用,主要是因為有時長達二十幾天都拍不到太陽,這時候一些品質不好甚至如圖(c)只有半顆太陽的影像也只好取用,因為它至少明確顯示太陽的位置。這些勉強甚至半顆的影像若真的必須使用,會用修圖軟體將背景亮度壓低,盡量只剩下太陽。至於像圖(d)太陽完全被雲擋住只透射出一片強亮光,無法明確顯示太陽位置,就完全無法使用。

圖十三 太陽影像


l  日行跡的合成與動畫製作
   
拍攝結束後,將一年中所有拍攝到的太陽影像用Startrails疊圖合成,便會合成一張黑底的太陽8字,再將其與同一位置視野拍攝的地景圖合成,便成為我們看到的日行跡照片了。為了讓大家更清楚太陽位置隨著時間的變化,我也製作了有標示日期的日行跡圖片,可以用來探討其科學意義。
   
同時我還製作了日行跡的動畫,把一年的時光濃縮在一、兩分鐘內,讓太陽一顆一顆依序出現,最後太陽就像一個最古老的時鐘一般準時地在天空中畫出一個大大的8字,大自然的法則是如此的一成不變卻優美無比。

l  後語

    今年年初台北幾乎連日陰雨,甚至有新聞報導128日到210日台北總日照時數只有3.7小時!這時後只能感恩2021年的太陽了!想到去年拍攝太陽時,不時的長嗟短嘆,偶而抱怨太陽不給臉,但2022年到2月底為止,台北看到太陽的"時數"(不是天數)屈指可數,而我選擇的拍攝時間早上730分和下午430分更是幾乎不曾見過日頭......,如今看來真是令人餘悸猶存,不敢再有任何哀怨!

    套一句流行話"你若認真,你就輸了",認真面對台北的太陽,真的與天借膽,現在想來只剩下心悸與感恩。記得去年跟台北市天文協會的同好分享這一年的心路歷程時笑說: "一年裡同一個地方、同一個時間拍攝太陽,最後會怎樣呢?這一段旅程真的像是哲學家養成!一年多的拍攝過程中,各種莫非定律,各種秘密-夢想的力量,各種雲裡尋她千百度 驀然回首 那日卻在?,各種拍了個寂寞,各種愈是強求 愈是落空,各種"千金難買早知道",箇中甘苦與滋味非親身經歷實難體會。每次拍攝時我都會請我先生幫我做個側拍記錄,最後製成影片作為一年多的拍攝日誌,影片連結如下:https://youtu.be/o4zdrohi_30
   
最後還是要謝謝家人的體貼,讓我一年來心無罣礙,想追日相機腳架背了就跑,一切自在並不是理所當然的,感恩。

 

l  日行跡參考資料

l   知乎:太阳为什么会跳「8字舞」?https://zhuanlan.zhihu.com/p/27683133

l   Matthew Chin:為何我們看到8字的日行跡?https://www.facebook.com/notes/10158695592204659/

l   為什麼這張同一地點同一時間每天拍攝太陽合成的圖的交匯點不是春秋分,那是什麼日子,太陽運動的方向是什麼?https://www.getit01.com/p2017112719599/

l   牧夫天文:太陽為什麼會在天上慢慢跳「八字舞」https://read01.com/zh-tw/2DeEdL.html#.YWYpmtpBzyG

l   太陽視運動軌跡模擬器
http://edson.tw/earth/sunrise/sunrisetw.html

l   維基百科:日行跡https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%97%A5%E8%A1%8C%E8%B7%A1

 

最後6秒鐘-太陽宛如彩色珍珠般灑落

日落前2秒,太陽宛如彩色珍珠般排列 日落最後幾秒鐘 - 最後的一抹黃光、綠光、藍光像珍珠般排列在地平線! 日落時最後幾秒鐘太陽是如何消失的? 1 月 31 日傍晚,我在 3000 公尺高的合歡山上看見了這美妙的日落。當太陽已經落到地平線下時,因為大氣折射的關係,我們還可以繼續看到...