如何科学地观看与拍摄月全食

如何科学地观看与拍摄月全食

2018年1月31日晚上,会有一场机会难得的“超级满月+蓝月亮+月全食”,也是继2015年4月5日之后最佳的观测月全食机会,届时可以看到难得一见的“血月”。

此次月全食国内全部区域可见,且由于月食可以在城市内观看,无需到光污染小的地方,所以机会难得,不容错过。

下面就来讲讲如何科学地观测与拍摄血月。


 目录

1、月食的基本原理

2、本次月全食情况与观测指南

3、设备与参数

4、焦段选择与拍摄效果


1、月食的基本原理

我们知道,月光是反射太阳的光线,如果地球挡住了这个太阳光,就会发生月食。

下面看一个示意图:

古代中国民间认为月蚀是“蟾蜍食月”,在月食出现时人们便会顶礼膜拜、祈求天神驱走蟾蜍。

“蟾蜍食月”是来自西汉司马迁《史记。龟策列传》:「月为刑而相佐,见食于虾蟆(蟾蜍,俗称「癞虾蟆」)。 」,唐朝李白《古朗月行》:「蟾蜍蚀圆影,大明夜已残」。

在中国汉朝时,张衡就已经发现了月蚀的部份原理,他认为是地球走到月亮的前面,把太阳的光挡住了,“当日之冲,光常不合者,蔽于地也,是谓暗虚,在星则星微,遇月则月食。”。

结合上图,我们可以看到月全食可以分为几个阶段:

1、半影月食:月球刚刚和半影区接触,这时月球表面光度略为减少,但肉眼较难觉察。 2、初亏(仅月偏食和月全食):月球由东缘进入地影的一刻,月球与地球本影第一次外切。 3、蚀既(仅月全蚀):月球完全进入地球本影的一刻,并与本影第一次内切。 4、蚀甚:月圆面中心与地球本影中心最接近的瞬间,此时前后月球表面呈红铜色或暗红色(适用于月全蚀)。 5、生光(仅月全蚀):月球开始离开地球本影的一刻,并与地球本影第二次内切。 6、复圆(仅月偏蚀和月全蚀):月球完全离开地球本影,与地球本影第二次外切。 7、半影蚀终:月球离开半影,整个月蚀过程正式完结。

如果用相机记录下全过程是这个样子的:

红色的原因:(太阳光经过地球大气层时发生折射,使光线向内侧偏折,但每种光的偏折程度不一样(色散),红光偏折程度最大,最接近地球阴影,映在月球上;此外,由于大气层的灰尘及云的含量与位置不同,光线偏折程度会有不同,因此月全食时的月球是暗红、红铜、或橙色的。同样的道理,由于大气层的折射,朝阳与夕阳不是白色的,而根据高度因为大气折射程度不同,呈现橙色或红色。)

2、本次月全食情况与观测指南

基本情况:

本次是月食沙罗周期 124 第 49 次月食

月出:18时0分 (地平方位:71°)

日落:18时11分 (地平方位:252°)

半影食始:18时51分 (地平方位:76°,仰角:11°)

初亏:19时48分 (地平方位:80°,仰角:23.5°)

食既:20时51分 (地平方位:85°,仰角:37°)

食甚:21时30分 (地平方位:88°,仰角:46°)

生光:22时08分 (地平方位:92°,仰角:54°)

复圆:23时12分 (地平方位:101°,仰角:68.5°)

2月1日

半影食终:0时09分 (地平方位:124°,仰角:80°)

本影食历时3小时又24分钟,

最大本影食分为 1.317。

需要注意5点:

1、月升的时间根据地区的不同有所差别,基本为日落左右月出。

2、半影月食阶段几乎无法分辨,观看价值不大。

3、初亏到复原阶段可以看出来区别,在这个时间范围内观测较好。

4、本次月食血月时间较晚(20:51-22:07),月亮高度较高,即使低空有些雾霾也不会影响,但同时也带来了一些缺点,拍摄长焦地景血月会较为麻烦。

5、此次月亮还是“蓝月亮”,不是因为颜色为蓝色,而是因为月亮在同一个月份之内第二次复圆,相对罕见,因此被西方人称作“蓝月亮”,观测没区别。不仅如此,此次月亮还是所谓的“超级月亮”,比平时的月亮面积大14%。

上图中白色区域为月全食可见区域

观测指南:

1、由于月亮较亮,观测月全食无需到光污染小的地方,城市能看到月亮的地方即可。

2、除非极大的雾霾,一般的雾霾不会影响本次月食观测与拍摄。

3、月食可以透过薄云,但无法透过厚云,所以要选择没有云的地方。

4、由于月亮较小,推荐使用天文望远镜、双筒望远镜等设备观看,效果更佳。

5、随着月亮亮度降低,星空会变得更加明显,如果去郊区观星,可以看到星空由少变多再变少的过程。

3、设备与参数

相机基础设置:

手动M挡、关闭光学防抖、调整手动对焦,可选择开启反光板预升(减少快门震动带来的影响)。

曝光:

月食阶段月光变换较大,从满月的F5.6,1/1000s,ISO200,到血月的F2.8,1/5s,ISO1600。在不同雾霾、光污染条件下,曝光参数差别较大。所以要根据自己所在地的情况进行调整。

为了保证月亮不会糊掉,在没有赤道仪的帮助下曝光时间不建议长于300/镜头焦距 s,例如200mm镜头不建议曝光时间长于1.5s。

如果需要与地景配合,光比较大的情况下,需要hdr、包围曝光。(正常曝光拍一张+降低曝光拍一张+提高曝光拍一张)

相机画幅:

截幅机使用同样焦段的镜头可以把月亮拍的更大,如果有画质较好的截幅机子,可以选择用来拍长焦月食。

脚架:

脚架是必需品了,稳定的拍摄、固定的机位需要三脚架的支持。

快门线:

快门线可以方便地拍摄延时,同时减少按快门时候的震动。

赤道仪:

长焦拍摄时可以用来跟踪月亮,获得更高质量的照片。一般情况下广角不需要。

4、焦段选择与拍摄效果

首先我们要注意三点:

1、如果选择拍摄月食,我们应该选择在初亏到复原期间拍摄。半影月食观测与拍摄效果不明显。

2、血月阶段为食既到生光阶段。如果雾霾较大,整个过程月亮都会偏红。

3、由于不同焦距下月亮大小不同,所以拍摄内容的也不相同。

在全画幅下的具体效果如下(LaoT制作,使用planit软件模拟)

上图我们可以看到,广角和中等焦距是看不到月亮细节的,所以我们拍摄前要规划好具体拍摄什么。

广角(8-35mm)

by:Mahyar Moradi Chafi

可以看到,50mm以下的月亮是看不到细节的,拍摄到的月亮可能只有一个点的大小,但可以分辨出变红的过程。所以推荐拍摄较高的地景与月轨的结合,可拍摄延时作为过程记录。拍摄参数为星轨参数(将曝光调整为地景合适的曝光后,固定光圈大小、固定快门速度、固定ISO,连续不间断拍摄整个月食过程。)

中焦(35-100mm)

by Fred Espenak

在中等焦距下,我们勉强可以拍摄到月亮的一点点细节,这种情况下,更推荐拍摄月亮序列。选择好一个地景连续拍摄整个月食过程,每隔几分钟抽取一张最后浅色叠加(间隔时间为10分钟左右),可将整个过程作为延时。

由于食甚角度较高,可以选择以较远处山顶的建筑为背景,也可以选择较高的大桥、建筑等。例如下图:

当然,由于月食阶段月亮亮度被极大的削弱了(食甚大约等于-3等星),所以可以拍到血月银河的风景,外出拍星的小伙伴们可以尝试下面这种拍摄。(冬季银河较暗)

by 王卓骁拍摄于东临山顶

长焦(85-400mm)

当有较长焦距镜头的情况下,我们可以选择拍摄单独的血月与地景的结合。如下图为月亮与长城。

by:李召麒

由于长焦下月亮移动速度较快,所以要注意曝光时间应较短,光圈调整为最大,适当提高ISO值,推荐使用赤道仪进行跟踪拍摄。

由于本次红月亮时月亮角度较高(40度左右),所以选择地景推荐较高的建筑、较高的大桥、悬崖下拍摄山上的建筑等落差较大的远处目标。

下面举个例子:

下图远处山顶为一个古建筑

通过使用planit!软件模拟,设定好相机位置与拍摄目标位置。添加标记并设定好建筑的高度和宽度。

通过虚拟显示模拟出实际拍摄效果:

软件详细操作教程可以参考《春分将至,悬日大作战》一文。

超长焦(400-2000mm)

by:李召麒

如果有长焦距/望远镜,推荐拍摄月亮特写(最好有赤道仪跟踪),或者选择与高楼顶的朋友配合拍摄。(对月亮进行一次对焦拍摄,再对人进行一次对焦拍摄)

by:李召麒

特殊构图:

全天鱼眼:类似广角,可以尝试星轨拍摄。

小星球:由于小星球会拉大天空边缘,将月亮拍摄时放置在边缘可以有些许放大效果。

by:李召麒

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再次提醒,机会难得,不容错过!

以上为本次月全食的教程,如果有其他问题可以在留言区留言。

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文字参考资料

wiki

NASA

香港天文台

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