Zeniitti

Tähtiharrastuksen verkkolehti

Opas keijusalamoiden kuvaamiseen järjestelmäkameralla

Matti Helin

Keijusalama, mikä se on?  Kuulostaa joltakin mikä voisi olla  suoraan satukirjasta. Siltä se hieman vaikuttaakin; Kun perinteinen salama ilmoittaa läsnäolostaan koko kulmakunnalle, keijusalama on vaatimaton, hiukan mystinen ja harvinainen vilahdus. Niitä on harva kuvannut ja vielä harvempi nähnyt omin silmin. Ensimmäiset kuvalliset todisteet keijusalamoiden olemassaolosta saatiin vasta vuoden 1989 heinäkuussa, kun Minnesotan yliopiston tutkijaryhmä onnistui ilmiön kuvaamisessa. Kiinnostaisiko sinua yrittää kuvata tämä taivaan keijukainen? Se on nimittäin mahdollista, ihan normaalilla järjestelmäkameralla.

 

Yläilmakehän salamat

Kuten nimi jo vihjaa, nämä ilmiöt ovat korkealla ilmakehässä näkyviä ilmiöitä. Ne ovat erittäin lyhytikäisiä ja perinteiseen salamaan verrattuna himmeitä. Yläilmakehän salamoihin kuuluvat keijusalama (sprite), kajo- eli haltiasalama (elve) ja viuhkasalamat (blue jets) kuten sininen alku (tai sininen alkusalama) ja jättiläisviuhkasalama.

Mikä saa aikaan yläilmakehän salamat? Ukkosmyrskyissä suurin osa pilvestä maahan iskevistä salamoista on niin sanottuja negatiivisesti varautuneita salamoita, jotka siirtävät negatiivisen varauksen maahan. Kuitenkin noin viisi prosenttia iskuista on positiivisesti varautuneita. Ne voivat olla jopa kymmenen kertaa voimakkaampia kuin negatiivisesti varautuneet salamat. Nämä voimakkaat, positiivisesti varautuneet salamat näyttävät olevan useimpien yläilmakehän salamoiden takana.

Keijusalamat ovat yleisimmin kuvattuja yläilmakehän salamoista ja tässä artikkelissa keskitymmekin niihin. Ne ovat monimutkaisen, korkealla tapahtuvan sähköisen varauksen purkautumisen tuloksia, jollaisia esiintyy voimakkaiden ukkosmyrskyjen yläpuolella.  Näitä usein porkkanan tai meduusan muotoisiksi kuvailtuja välähdyksiä muodostuu noin kahdeksankymmenen kilometrin korkeuteen.

Yläilmakehän salamat ja niiden korkeus. Carlos Miralles, Tom Nelson, NASA.

Yläilmakehän salamat ja niiden esiintymiskorkeus. Carlos Miralles, Tom Nelson, NASA.

 

Yläilmakehän salamat ovat verrattaen harvinaisia Suomessa ja niitä onkin Taivaanvahdin mukaan suomalaisten toimesta kuvattu vasta muutaman kymmenen havainnon verran. Valtaosa näistä havainnoista on tehty valvontakameratyyppisillä, valoherkillä videokameroilla.

Johtuen mahdollisesti sekä ilmiöiden harvinaisuudesta että näiden tallentamiseen käytetystä erikoislaitteistosta, monikaan taivaan tarkkailija ei ole ajatellut näiden kuvaamista. Syytä kuitenkin olisi. Yläilmakehän salamoista ainakin keiju- ja viuhkasalamat ovat tallennettavissa normaalilla digijärjestelmäkameralla. Mutta miksi niitä tulisi koittaa kuvata järjestelmäkameralla? Siksi, koska vaikka tarkoitukseen sopivien videokameroiden kyky tallentaa näitä nopeita välähdyksiä on kyllä hyvä, kuvanlaadussa on petraamisen varaa. Tähän epäkohtaan voidaan vastata käyttämällä digijärjestelmäkameraa.

 

Yläilmakehän salaman kuvaaminen; Miten, millä, koska ja mistä?

Suomessa ei tiettävästi ole tähän mennessä otettu yhtäkään kuvaa yläilmakehän salamasta normaalilla kameralaitteistolla. Suomalaisonnistuminen kuitenkin löytyy; Samuli Ikäheimo onnistui tallentamaan hienon keijusalamaryppään Yhdysvalloissa vuonna 2014.

Yhdysvalloissa yläilmakehän salamoita onkin kuvattu runsaasti järjestelmäkameralaitteistolla. Myös etelämpänä Euroopassa onnistumisia on koettu tasaiseen tahtiin. Pääsimme haastattelemaan kahta eurooppalaista kuvaajaa, Laura Kranichia Saksasta ja Petr Horálekia Tsekeistä. He molemmat ovat onnistuneet useaan otteeseen keijusalamoiden kuvaamisessa ja antoivat mielellään vinkkejä, joilla näiden ilmiöiden kuvaaminen varmasti helpoittuu.

Laura Kranichin mukaan niitä voi todennäköisimmin ilmestyä voimakkaiden ukkosmyrskyjen yhteyteen, sellaisiin, joissa salamointitiheys on satoja lyöntejä minuutissa. Todennäköisin ajankohta yläilmakehän salamoiden esiintymiseen näissä ukkosissa on se hetki, kun ukkosmyrsky alkaa hiipumaan (salamointitiheys alkaa putoamaan). Tämä on ymmärrettävää, koska positiivisten salamoiden osuus on suurin ukkosen lopulla, kun negatiivinen varauskeskus on pääosin ehtynyt (sekä negatiivisen salamoinnin että satamisen ansiosta) ja positiivinen “näkee” maan paremmin (Ilmatieteen laitos).

Keijusalamoita Kielin lähellä Saksassa. Aurinko on noin 13 astetta horisontin alapuolella. Kuva: Laura C. Kranich

Keijusalamoita Kielin lähellä Saksassa. Aurinko on noin 13 astetta horisontin alapuolella. Kuva: Laura C. Kranich

 

Optimaalinen etäisyys ukkospilveen  tulisi olla 100-400 kilometria. Taustataivaan tulee luonnollisesti olla tumma. Suomen valoisat kesäyöt rajoittavat jonkin verran havaintoaikaa, parhaan ajankohdan ollessa heinä-elokuun vaihteessa. Tällöin myös ukkostiheys on usein sopivan korkea.

Itse kuvaamisessa ei Lauran tai Petrn mukaan ole mitään erityistä. Valotusaika tulisi pitää melko lyhyenä, noin 2-5  sekunnissa, kuitenkin korkeintaan kahdeksassa. Iso-herkkyyden tulee olla niin korkea kuin mahdollista, kuitenkin sellainen, ettei kohina kuvassa nouse häiritseväksi. Tämän vuoksi parhaat kamerat tähän tarkoitukseen ovat suhteellisen modernit, niin sanotun täyden kennokoon (36×24 mm) kamerat.

Objektiivissa tulisi olla valovoimaa, mitä enemmän sen parempi Käytettävän aukon tulisi olla vähintään f2.8. Polttoväli riippuu etäisyydestä ukkospilveen. Luonnollisesti laajemmalla objektiivilla todennäköisyys saada keijusalama kiinni on suurempi, mutta riippuen etäisyydestä, salaman koko ei kuvassa välttämättä päätä huimaa.

Kamera tulee asettaa jatkuvaan kuvaukseen. Mitä lyhyempi aika kuvien välillä, sen parempi. Tyhjiin ruutuihin sopii varautua; Suljin saattaa räpsähtää satoja tai jopa tuhansia kertoja ennen kun keijusalama jää haaviin.

 

Tsekkiläisen Petr Horálekin upea kuvasarja La Sillan observatoriolta kuvattuna 20.1.2015

Tsekkiläisen Petr Horálekin upea kuvasarja keijusalamoista La Sillan observatoriolta kuvattuna 

 

 

 

Arvioitu keijusalamoiden näyttäytymiskorkeus ja käytettävän objektiivin valinta

Nyt kun tiedetään koska ja miten keijusalamaa tulisi jahdata, jää jäljelle kysymys minne kamera tulisi suunnata. Seuraavasta taulukosta voi arvioida, mille korkeudelle niitä mahdollisesti ilmaantuu.

Yläilmakehän salaman todellinen esiintymiskorkeus
Havaitsijan etäisyys ukkospilveen 50 km 60 km 70 km

80 km

90 km 100 km
20 km 68.0 ° 71.4 ° 73.9 ° 75.8 ° 77.3 ° 78.5 °
30 km 58.8 ° 63.2 ° 66.6 ° 69.2 ° 71.3 ° 73.0 °
40 km 51.1 ° 56.0 ° 59.9 ° 63.1 ° 65.7 ° 67.9 °
50 km 44.7 ° 49.8 ° 54.1 ° 57.6 ° 60.5 ° 63.0 °
60 km 39.4 ° 44.6 ° 49.0 ° 52.7 ° 55.9 ° 58.6 °
70 km 35.1 ° 40.2 ° 44.5 ° 48.3 ° 51.6 ° 54.5 °
80 km 31.5 ° 36.4 ° 40.7 ° 44.5 ° 47.8 ° 50.8 °
90 km 28.6 ° 33.2 ° 37.3 ° 41.1 ° 44.4 ° 47.4 °
100 km 26.0 ° 30.4 ° 34.4 ° 38.0 ° 41.3 ° 44.3 °
110 km 23.9 ° 28.0 ° 31.8 ° 35.4 ° 38.6 ° 41.6 °
120 km 22.0 ° 25.9 ° 29.6 ° 33.0 ° 36.1 ° 39.0 °
130 km 20.4 ° 24.1 ° 27.6 ° 30.9 ° 33.9 ° 36.8 °
140 km 19.0 ° 22.5 ° 25.8 ° 29.0 ° 31.9 ° 34.7 °
150 km 17.7 ° 21.0 ° 24.2 ° 27.2 ° 30.1 ° 32.8 °
160 km 16.6 ° 19.7 ° 22.8 ° 25.7 ° 28.5 ° 31.1 °
170 km 15.6 ° 18.6 ° 21.5 ° 24.3 ° 27.0 ° 29.5 °
180 km 14.7 ° 17.5 ° 20.3 ° 23.0 ° 25.6 ° 28.1 °
190 km 13.8 ° 16.6 ° 19.3 ° 21.8 ° 24.3 ° 26.7 °
200 km 13.1 ° 15.7 ° 18.3 ° 20.8 ° 23.2 ° 25.5 °
210 km 12.4 ° 14.9 ° 17.4 ° 19.8 ° 22.1 ° 24.3 °
220 km 11.8 ° 14.2 ° 16.6 ° 18.9 ° 21.1 ° 23.3 °
230 km 11.2 ° 13.5 ° 15.8 ° 18.0 ° 20.2 ° 22.3 °
240 km 10.6 ° 12.9 ° 15.1 ° 17.2 ° 19.3 ° 21.4 °
250 km 10.1 ° 12.3 ° 14.4 ° 16.5 ° 18.5 ° 20.5 °
260 km 9.7 ° 11.8 ° 13.8 ° 15.8 ° 17.8 ° 19.7 °
270 km 9.2 ° 11.3 ° 13.2 ° 15.2 ° 17.1 ° 19.0 °
280 km 8.8 ° 10.8 ° 12.7 ° 14.6 ° 16.4 ° 18.3 °
290 km 8.4 ° 10.3 ° 12.2 ° 14.0 ° 15.8 ° 17.6 °
300 km 8.1 ° 9.9 ° 11.7 ° 13.5 ° 15.2 ° 16.9 °
310 km 7.7 ° 9.5 ° 11.3 ° 13.0 ° 14.7 ° 16.4 °
320 km 7.4 ° 9.1 ° 10.8 ° 12.5 ° 14.2 ° 15.8 °
330 km 7.1 ° 8.8 ° 10.4 ° 12.1 ° 13.7 ° 15.2 °
340 km 6.8 ° 8.4 ° 10.0 ° 11.6 ° 13.2 ° 14.7 °
350 km 6.5 ° 8.1 ° 9.7 ° 11.2 ° 12.7 ° 14.2 °
360 km 6.3 ° 7.8 ° 9.3 ° 10.8 ° 12.3 ° 13.8 °
370 km 6.0 ° 7.5 ° 9.0 ° 10.5 ° 11.9 ° 13.3 °
380 km 5.8 ° 7.2 ° 8.7 ° 10.1 ° 11.5 ° 12.9 °
390 km 5.5 ° 6.9 ° 8.4 ° 9.8 ° 11.1 ° 12.5 °
400 km 5.3 ° 6.7 ° 8.1 ° 9.4 ° 10.8 ° 12.1 °
410 km 5.1 ° 6.4 ° 7.8 ° 9.1 ° 10.4 ° 11.8 °
420 km 4.9 ° 6.2 ° 7.5 ° 8.8 ° 10.1 ° 11.4 °
430 km 4.7 ° 6.0 ° 7.3 ° 8.5 ° 9.8 ° 11.1 °
440 km 4.5 ° 5.7 ° 7.0 ° 8.3 ° 9.5 ° 10.7 °
450 km 4.3 ° 5.5 ° 6.8 ° 8.0 ° 9.2 ° 10.4 °
460 km 4.1 ° 5.3 ° 6.5 ° 7.7 ° 8.9 ° 10.1 °
470 km 3.9 ° 5.1 ° 6.3 ° 7.5 ° 8.6 ° 9.8 °
480 km 3.8 ° 4.9 ° 6.1 ° 7.2 ° 8.4 ° 9.5 °
490 km 3.6 ° 4.7 ° 5.9 ° 7.0 ° 8.1 ° 9.2 °
500 km 3.4 ° 4.6 ° 5.7 ° 6.8 ° 7.9 ° 9.0 °
510 km 3.3 ° 4.4 ° 5.5 ° 6.6 ° 7.6 ° 8.7 °
520 km 3.1 ° 4.2 ° 5.3 ° 6.3 ° 7.4 ° 8.5 °
530 km 3.0 ° 4.0 ° 5.1 ° 6.1 ° 7.2 ° 8.2 °
540 km 2.8 ° 3.9 ° 4.9 ° 5.9 ° 7.0 ° 8.0 °
550 km 2.7 ° 3.7 ° 4.7 ° 5.7 ° 6.8 ° 7.7 °
560 km 2.6 ° 3.6 ° 4.6 ° 5.6 ° 6.5 ° 7.5 °
570 km 2.4 ° 3.4 ° 4.4 ° 5.4 ° 6.3 ° 7.3 °
580 km 2.3 ° 3.3 ° 4.2 ° 5.2 ° 6.1 ° 7.1 °
590 km 2.2 ° 3.1 ° 4.1 ° 5.0 ° 6.0 ° 6.9 °
600 km 2.0 ° 3.0 ° 3.9 ° 4.8 ° 5.8 ° 6.7 °
610 km 1.9 ° 2.8 ° 3.8 ° 4.7 ° 5.6 ° 6.5 °
620 km 1.8 ° 2.7 ° 3.6 ° 4.5 ° 5.4 ° 6.3 °
630 km 1.7 ° 2.6 ° 3.5 ° 4.4 ° 5.2 ° 6.1 °
640 km 1.6 ° 2.4 ° 3.3 ° 4.2 ° 5.1 ° 5.9 °
650 km 1.5 ° 2.3 ° 3.2 ° 4.0 ° 4.9 ° 5.7 °
660 km 1.3 ° 2.2 ° 3.0 ° 3.9 ° 4.7 ° 5.6 °
670 km 1.2 ° 2.1 ° 2.9 ° 3.7 ° 4.6 ° 5.4 °
680 km 1.1 ° 2.0 ° 2.8 ° 3.6 ° 4.4 ° 5.2 °
690 km 1.0 ° 1.8 ° 2.7 ° 3.5 ° 4.3 ° 5.1 °
700 km 0.9 ° 1.7 ° 2.5 ° 3.3 ° 4.1 ° 4.9 °
Havaitsijan etäisyys ukkospilveen 50 km 60 km 70 km 80 km 90 km 100 km
Yläilmakehän salaman todellinen esiintymiskorkeus

Taulukko: Panu Lahtinen

Esimerkkinä: Oletetaan, että horisontissa välkkyy ukkospilvi.  Salamapaikantimen perusteella on määritetty etäisyys ukkospilveen olevan 100 kilometriä. Tällöin keijusalaman, jonka esiintymiskorkeus on noin 80 kilometriä,  todennäköinen näennäinen korkeus on noin 38 astetta, eli noin puolessa välissä horisonttia ja zeniittiä.

Kun tiedetään, mille korkeudelle keijusalama ilmestyy, valitaan sopiva polttoväli. Tässä valinnassa voidaan käyttää seuraavaa taulukkoa:

 

Polttoväli

(mm)

Pysty

(astetta)

Vaaka

(astetta)

12 90.0 111.1
14 81.2 102.7
16 73.9 95.1
20 61.9 82.4
24 53.1 73.7
35 37.8 54.4
50 27.0 39.6
70 19.5 28.8
85 16.1 23.9
105 13.0 19.5
200 6.87 10.3

Jos käytettävissä on muu kuin kinokennoinen kamera, tulee polttoväli kertoa kennon rajauskertoimella. Useimmilla Nikon- Canon- Sony ja Pentax -järjestelmäkameroilla polttovälikerroin on noin 1,5, Panasonic- ja Olympus -kameroilla kerroin on 2.

 

Loppusanat

Toivottavasti tämä artikkeli on avuksi tulevina kesinä. Muistakaahan olla varovaisia, ukkosilma yhdistettynä avaroihin paikkoihin ja metalliseen tai hiilikuituiseen jalustaan ei ole lähtökohdiltaan se kaikkeista turvallisin yhdistelmä. Onnea matkaan!

 

Lähteet:

Laura Kranich: http://lk-photo-film.de/

Petr Horálek:    http://www.astronom.cz/horalek/

Light Phenomena over the ESO Observatories II: Red Sprites

Ilmatieteen laitos: http://ilmatieteenlaitos.fi/perustietoa-ukkosesta

1 comment

  • Hyvä artikkeli!

    Linkitän tähän oman visuaalihavainnon spritestä, jospa siitä saisi jotain viitettä havainnon hankaluudesta:
    http://www.taivaanvahti.fi/observations/show/17718

    Pelkkä havainnon todistaminen oli työlästä, mutta tällä kertaa se oli mahdollista. Yläsalama oli todella himmeä! Järkkärikuvaaminen ei varmaan olisi onnistunut edes parhaissa olosuhteissa vuoden 2002 Canonilla. Mielekkäämpää oli unohtaa kamerat ja katsella vain taivasta.

    Yleistä visuaalihavaitsemisesta – pätee kaikkien himmeiden kohteiden kanssa: pitää olla tottunut pimeyteen ja pystyä näkemään silmissä vilisevästä kohinasta huolimatta. Silti se on tuuria, ainakin täällä päin. Ja sellaista keliä ei aina ole, että 400 km päähän on todella kuiva ilma. Kalevantulet olivat tosi himmeitä, vaikka yleensä ne juurikin näkyvät mereltä. Siinä yksi mittari ja nyrkkisääntö yläsalamajahtiin: jos kalevantulet välkyttelevät taivasta, yläasalamat eivät vaan voi näkyä. Vaikka kalevantulien korkeus olisikin rajallinen, niin on myös yläsalamoiden. Jos taas ukkonen on lähempänä, on taivaan välke luonnollisesti kirkkaampi (paitsi tietysti että alla olevan veden heijastava vaikutus voi muuttaa tilannetta merkittävästi).

    Reply

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *