Intervalové snímání (time-lapse) oblačnosti a dalších jevů na obloze

Martin Setvák
 

Galerie 2022
 

Zpět na hlavní stránku


Mým současným primárním vybavením pro intervalové snímání jsou dva APS-C přístroje: Samsung NX500 (s objektivy Samyang 12mm F2.0 NCS CS, Samyang 8mm F2.8 UMC Fisheye II a Asahi Takumar SMC 55mm F2 M42) a Ricoh GXR s modulem A16 (24-85mm).  Důvody, proč pro intervalové snímání používám právě tyto přístroje, jsou podrobněji popsány zde, mnou používaná typická nastavení a pár dalších komentářů k přístrojům Ricoh naleznete zde (pouze anglicky).  Poznámky k timelapsování s přístrojem Samsung NX500 naleznete zdeVšechny uváděné časové údaje jsou ve světovém čase (UTC), přičemž pro středoevropský čas platí: SEČ=UTC+1h, resp. pro středoevropský letní čas: SELČ=UTC+2h.  

Zdroje družicových, radarových a dalších meteorologických dat použitých níže: ČHMÚEUMETSAT  a  NOAA CLASS.

Poznámka k formátu videí:  soubory ve formátu .mkv (zde komprimované jako H.265 RGB) jsou obsahově shodné s .mp4 soubory (zde standardní komprese H.264 YUV420p High), ale jsou o něco kvalitnější - především v přechodech modré při soumraku nebo svítání. Budete je ale nejspíš muset přehrát mimo browser, buď v systémovém prohlížeči videí nebo v některém z externích přehravačů videí (např. MPC-HC nebo VLC).




2022-01-07   06:25 - 11:50 UTC  (5h 25m)
Samsung NX 500 & Samyang 8mm F2.8 UMC Fisheye II,  interval 7 sekund, zrychlení 210x

20220107_0625-1150utc_Kacerov_x264_1920x1080.mp4  (134 MB)
20220107_0625-1150utc_Kacerov_x265_1920x1080.mkv   (136 MB, H.265)

Ranní a dopolední ciry nad Prahou. Výrazně proměnlivé ciry a vlny v nich, různé halové jevy, kondenzační stopy za letadly a jejich stíny. Výrazná proměnlivost různých typů halových jevů během timelapsu je dána mikrofyzikálním složením (typ krystalků, jejich velikost, orientace a koncentrace) právě přecházejících cirů. Co se týká kondenzačních stop s jejich stínů, pouze ty stopy, které jsou výše než vrstva cirů, jsou doprovázeny svými stíny. Vzájemná poloha stop a jejich stínů (jestli se stín jeví nad stopou nebo pod ní) pak závisí na relativní poloze stopy vůči Slunci. Rozpouštějící se stopy pak postupně splývají s přírodními ciry. Nasnímáno z Kačerova, jih Prahy.

---------------------------------------

Podobné situace jako tato jsou mimo jiné zajímavé i z hlediska viditelnosti cirů (a tedy i kondenzačních stop) na družicových snímcích v různých spektrálních kanálech. Jedním ze zajímavých kanálů, který bude nově na přístroji Flexible Combined Imager (FCI) nastupující nové generace družic Meteosat, jejich třetí generace (Meteosat Third Generation, MTG), je kanál v pásmu 1.38 µm. Jednou z jeho klíčových vlastností je právě vysoká citlivost pro detekci velmi řídkých cirů, obtížněji zjistitelných jinými kanály a jejich kombinacemi. Sice první z těchto nových družic, MTG-I1, by měla odstartovat až koncem letošního roku, ale podobné kanály jsou již k dispozici i na jiných novějších družicích, což umožňuje do jisté míry posoudit, co nás s nástupem MTG a jeho přístroje FCI čeká. Jedním z přístrojů, na nichž je tento kanál k dispozici, je přístroj  VIIRS družic NPP a NOAA-20, z něhož je několik snímků níže. V tomto případě nejde o detekci velmi řídkých cirů nad bezoblačným terénem, ale o posouzení citlivosti detekce kondenzačních stop na pozadí přirozených cirů. Více informací o nových kanálech přístroje FCI lze nalézt např. zde (česky) a příklady využití pásma 1.38 µm lze nalézt např. zde nebo zde (obojí pouze angl.).
  • Snímky a produkty z NPP VIIRS z 11:50 UTC (čas konce timelapsu):  I-kanály (375m)  RGB125,  kanál I5BTD I5-I4, M-kanály (750m)  M09 (1.38 µm)RGB Cloud Type, RGB 24M. Kondenzační stopy za letadly jsou dobře vidět ve většině těchto snímků, přičemž nejzřetelnější jsou v tradičním RGB 24M (24-hodinovém mikrofyzikálním) produktu. V tomto konkrétním případě tedy pásmo 1.38 µm ani RGB Cloud Type (který tento kanál využívá) žádným významným přínosem nejsou.
A ještě pro porovnání animace snímků ze současných družic MSG (Meteosat Second Generation), přístroje SEVIRI. Kondenzační stopy většinou bývají dobře vidět např. na RGB 24M, v tomto případě však nikoliv:
Podrobnější informace k různým novým kanálům a RGB produktům lze nalézt např. zde: eumetrain.org/user-manual  




2022-06-20   06:35 - 07:20 UTC  (0h 45m)
Samsung NX 500 & Samyang 8mm F2.8 UMC Fisheye II,  interval 4 sekundy, zrychlení 120x

20220620_0635-0720utc_roll-cloud_Kacerov_x264_1920x1080.mp4
   (54 MB)
20220620_0635-0720utc_roll-cloud_Kacerov_x265_1920x1080.mkv    (57 MB, H.265)

Roll cloud  nad jihem Prahy, zachycen z Kačerova, pohled na JV přes jih na SZ. Viz též statické snímky z 07:08 UTC, 07:12 UTC a 07:14 UTCRoll cloud a shelf cloud patří mezi zvláštnosti oblačnosti souhrnně označované jako arcus. Rozdíl mezi nimi je v tom, že roll cloud je zcela oddělen od ostatní oblačnosti bouře a zpravidla má poměrně hladký vzhled, zatímco shelf cloud na oblačnost bouře navazuj (zdánlivě z ní "vystupuje") a většinou mívá výrazně turbulentnější vzhled. Oba jevy jsou vázány na čelo studeného vzduchu, vytékajícího z bouře. Viz též Meteorologický slovník ČMES

Zatímco při pohledu z družice (MSG3 RSS HRV, 07:15 UTC) zůstal roll cloud skrytý pod kovadlinou bouře, bylo možné jej detekovat na ALC profileru ze stanice Praha Libuš (roll cloud je označen šipkou a vodorovnými čarami) a Praha Karlov (zdroj: e-profile.eu). Dle těchto lidarových měření byla výška roll cloudu připbližně 1.5 km n.m.

Roll cloud je rovněž dobře zřetelný na měření radaru ČHMÚ Brdy v zobrazení PPI 0.5°, viz statický snímek  PPI 0.5° z 07:10 UTC a animace snímků PPI 0.5° od 06:00 do 08:00 UTC, a PPI 0.9° - viz např. snímek z 07:00 UTC. Rovněž je pěkně vidět na vertikálním řezu ze 07:00 UTC jednotlivými PPI hladinami, vedenému rovinou Plzeň - Nymburk (roll cloud je v horním obrázku označen červenou elipsou, ve spodním červenou šipkou). Roll cloud se zde jeví nakloněným z důvodu postupného snímání jednotlivých PPI shora dolů a jeho rychlému posstupu k východu. Viz též animace vertikálních řezů 06:20 - 07:30 UTC. Zdroj dat a jejich vizualizace: radarové odd. ČHMÚ, Dr. Petr Novák.

2022-09-15   10:38 - 11:32 UTC  (0h 54m)
Samsung NX 500 & Samyang 12mm F2.0 NCS CS, interval 5 sekund, zrychlení 150x

20220915_1038-1132utc_Lubina_1920x1080_x264.mp4  (44 Mb)
20220915_1038-1132utc_Lubina_1920x1080_x265.mkv   (47 MB, H.265)

Plešivec a Salášky, nejsevernější kopce Malých Karpat, zachycené od obce Lubina; viz též statická fotka. "Remake" mého vůbec prvního timelapsu, pořízeného zhruba před 19 lety. Rodina mého táty má kořeny v Bzincích pod Javorinou, obci na úpatí Plešivce (menší z obou kopců), kde jsem v dětství trávil snad každé léto. Lubina je sousední obec, kde žije rodina sestry mého táty. Vše okres Nové Mesto nad Váhom, západní Slovensko.


2022-09-16   06:20 - 09:20 UTC  (3h 00m)
Samsung NX 500 & Samyang 12mm F2.0 NCS CS, interval 5 sekund, zrychlení 150x

20220916_0620-0920utc_Cachtice_1920x1080_x264.mp4  (156 MB) 
20220916_0620-0920utc_Cachtice_1920x1080_x265.mkv   (188 MB, H.265)

Čachtický hrad a postupný nástup předfrontální oblačnosti. Většina z nás asi má Čachtický hrad (okres Nové Mesto nad Váhom, západní Slovensko) spojený s legendární krutou hraběnkou Alžbětou Bathoryovou, i když pravdu se nejspíš již nikdy nedozvíme. Pro mě to ale je romantický hrad dětství, na který se rád vracím kdykoliv jsem poblíž. Viz též jedna samostatná fotka z tohoto timelapsu, nebo můj starší timelapse hradu, nasnímaný v roce 2008.

2022-10-27   05:00 - 08:10 UTC  (3h 10m)
Samsung NX 500 & Samyang 8mm F2.8 UMC Fisheye II,  interval 5 sekund, zrychlení 150x

20221027_0500-0810utc_Hradcany_Mala-Strana_Petrin_1920x1080_x264.mp4  (160 MB) 
20221027_0500-0810utc_Hradcany_Mala-Strana_Petrin_1920x1080_x265.mkv   (160 MB, H.265)

Ranní mlhy nad Prahou (Hradčany, Malá Strana, Petřín). Snímáno z vyhlídky u Strahovského kláštera.

Postupné rozpouštění údolních mlh nad Vltavou a Berounkou je pěkně vidět na animaci snímků z geostacionární družice Meteosat-10 (MSG3) v režimu RSS (snímání po 5 minutách) v kanálu HRV, zachycené od 05:30 do 09:55 UTC.

Viz též statický snímek z polární družice NOAA-19 pořízený přibližně v 07:58 UTC, v době kdy se mlhy nad údolím Vltavy v Praze již rozpustily, v AVHRR kanálu 1 a na RGB snímku (kanály 1, 2 a 4).

2022-12-31    1. ledna 2022 - 31. prosince 2022   (365 dní)
Meteosat-11 (MSG4) SEVIRI,  interval 15 minut, zrychlení 43 000x, celková délka videa 12m 35s

Earth-2022_1200x1080_x264.mp4  (496 MB) 
Earth-2022_1200x1080_x265.mkv   (497 MB, H.265, RGB24) - trochu lepší kvalita než x264 verze

Země v roce 2022 z družice Meteosat-11 v pásmu absorpce vodní párou. Když jsem před cca 20 lety začínal s timelapsováním, jednou z mých motivací či inspirací byly animace družicových snímků z tehdy nových družic Meteosat druhé generace (Meteosat Second Generation, MSG). Když to hodně zjednoduším, tak se v podstatě nejedná o nic jiného než o obří foťáky s objektivem o průměru půl metru, pořizující snímek celé Země v intervalu 15 minut - proto můžeme považovat animace družicových snímků za specifickou formu timelapsů.

Hlavní přístroj družic MSG, SEVIRI, skenuje zemský disk ve dvanácti různých spektrálních kanálech (v různých vlnových délkách, přibližně od 0.5 do 14 µm). Jedním z těchto kanálů je i pásmo kolem 6.2 µm, ve kterém dochází k výrazné absorpci tepelného záření vyzářeného zemským povrchem a nižší oblačností, následkem čehož družice vidí pouze nejvyšší oblačnost - především ciry a kumulonimby - a rozložení vodní páry v přibližně horní třetině troposféry (u nás zhruba hladiny atmosféry ve výškách od 7 do 12 km nad zemským povrchem). Na této mozaice snímků Země je vlevo pohled blížící se reálným barvám (VIS-IR, kombinace dvou viditelných a jednoho tepelného kanálu), vpravo snímek v kanálu WV6.2 (6.2 µm). Zatímco na VIS-IR snímku vidíme rozložení veškeré oblačnosti a bezoblačného povrchu souše a moří či oceánů zhruba tak, jak by vše vidělo lidské oko, na snímku WV6.2 vidíme pouze nejvyšší oblačnost (bíle) a rozložení vodní páry - čím je vodní páry v atmosféře více, tím světlejší je odstín šedé. Výhodou snímků v tomto kanálu je tedy to, že vidíme strukturu atmosféry a proudění i v oblastech, kde není žádná oblačnost. Právě díky této vlastnosti je fascinující pozorovat zemskou atmosféru v tomto kanálu - počínaje bouřkovou oblačností a ciry v tropech, hnaných pasáty k západu (v tzv. intertropické zóně konvergence), na ni navazující různě meandrující subtropické pásy tryskového proudění (jet streamů) proudících na východ, až po značně turbulentní proudění cyklón a anticyklón ve vyšších zeměpisných šířkách. Pro snazší orientaci jsem na začátek videa zařadil několik dní v produktu VIS-IR, na které navazuje zbytek roku v kanálu WV6.2. 

Pro mne je tento timelapse poctou družicím MSG, spolehlivě sloužících meteorologům již zhruba dvě desetiletí, jakož i personálu organizace EUMETSAT, který tyto družice provozuje. Nevím, kolik z vás vydrží sledovat tento timelapse až do konce, ale pro oko meteorologa je obtížné se od něj odtrhnout, zejména na větším monitoru nebo televizní obrazovce...

Zdrojová MSG3 SEVIRI L1.5 HRIT data: EUMETSAT, z nich zpracované operativní snímky: archiv ČHMÚ. Následná mírná úprava v Adobe Photoshopu, video VirtualDub2. Volně k dispozici pro (nekomerční) vzdělávací účely.

Hudba: The Sound of Lex  -  Between Worlds (album Deep Emotions, 2019)
thesoundoflex.wordpress.com/,   www.facebook.com/thesoundoflex

Zpět na hlavní stránku