如何在拍照前預報晚霞?
想必大家被17年5月22日的北京大晚霞又刷屏了。在晚霞之前,17年5月22日下午6:29,關注我微信公眾號「霜蟾」的大家應該收到了公眾號的晚霞預警。
雖然質疑不斷,不過果然在日落時分出現了漫天的火燒雲。
今天的晚霞19:30才開始紅,8分鐘後就燒遍全天,十幾分鐘之後就開始褪去,如果沒有提前預測準備好的話,拍攝效果會大打折扣。
授人以魚不如授人以漁。
那麼,晚霞是怎樣預報的呢?
我在年初發了一篇推送《基於衛星圖來看看什麼時候出晚霞?》,但這篇推送缺乏很多具體方法的細節,基於這幾個月的再觀察,決定更新一下這篇晚霞預警推送。
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晚霞原理:
冗長版本原理(可以跳過):
我們已經知道太陽光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色光混合而成的。這些顏色的光的波長不一樣,紅色光波最長,橙色光波其次,紫色光波最短。空氣的分子和空氣里飄浮著無數細小的灰塵和水滴,它們都能夠把太陽的各色光線分散開來,這就叫作散射作用。太陽光中的光波波長越短的,像紫色、藍色光就很容易被散射開來;波長越長的,像紅色、橙色光就不容易散射。早晨或傍晚,太陽光是斜射的,它通 過空氣層的路程比較長,受到散射就減弱得很厲害。減弱得最多的是紫色光,減弱得最少的是紅色或橙色光。這些減弱後的彩色陽光,照射在天空中、雲層上,就形成鮮艷奪目的彩霞。
source:天氣網
召麒縮減版原理:
太陽把雲底照亮了。
那麼晚霞預報所基於的就是:太陽光能否直射到雲層底部。
上句話可細分為:
1、陽光條件:日落前後太陽出雲層,可以照亮雲底。n2、直射條件:日落前後無霧、無霾、能見度高。n3、雲層條件:不同雲層高度使得所要照亮的難度不同。n
所以其實簡化下就兩步,
1、看預報日落西面(雲向東飄地區的情況下)300km處有沒有雲。n2、看雲的類型是否是會出晚霞的雲。n
首先要學會識別哪種雲有大晚霞,哪種雲晚霞一般,哪種雲晚霞不好看。
那麼先看看典型的幾次晚霞情況,再講具體預測步驟:
如果對雲很了解或者認真看過年初的文章的話可以選擇跳過這部分。
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工具:
看衛星圖有兩個好地方:
https://worldview.earthdata.nasa.gov/http://himawari8.nict.go.jp/
第一個是NASA的衛星數據,更加清晰,歷史數據更全,缺點是只能看到當地中午和下午的數據。
第二個是日本的一個同步衛星向日葵,優點是更新快,每十分鐘更新一次。缺點是解析度相對低,而且斜著看不舒服吶……
以下晚霞紀錄照片結合了兩個網站的數據,由於日本的同步衛星只有近一兩年的數據,所以大多以nasa衛星下午的數據為主。
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首先,一張圖看懂大致雲的分類、高度:
source:wiki
這張圖很清楚的說明的雲的形態、高度、哪些雲會有降水等內容。
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晚霞記錄:
晚霞時間一般又稱作magic hour ,大約日落前後半小時,根據云層高度不同晚霞時間不太一樣,高層的捲雲在日落後燒起來,雷雨後的雲層由於比較低,一般在日落時燒起來。以下是幾次北京晚霞之前下午的衛星圖。一般來說,雲層從西向東運動。所以,應該更關注北京西北面的雲層。
(北京的位置見圖中Beijing,非特殊著名,照片均為本人拍攝)
2016年6月這次晚霞不是彩虹晚霞那次,可能關注的人不是很多。是日落後才燒起來的,可見雲層「絲滑」的質感。
云為高層的雲。
(上圖北京在中上部)
2015年8月這次晚霞非常的紅,也是下雨後帶來的壯觀晚霞。衛星雲圖可見一團團絲滑的雲,就是這次晚霞的主角。
云為中等高度的積雨雲,周圍較低的為層積雲。(感謝漠北指正)
2016年5月的彩虹晚霞可謂是非常驚艷,雷雨後的卷積雲與還剩下的一點點積雨雲稱為這次的主角。
云為中層的雨層雲。
2014年11月,也是有點透光的絲滑的雲。
云為高層的卷層雲。
2014年6月27日的捲雲晚霞,日落後燒起來的紅色,形狀很不錯。云為高層的捲雲。
兩次不太壯觀的晚霞,原因是:擋光嚴重、雲層不夠絲滑。
衛星上看十分細碎的小雲朵(衛星上看看像是魚鱗一樣),一般會有耶穌光,但不會有很好看的晚霞
下面是壯觀的鋒面雲,拍攝於2013年9月23日,王卓驍拍攝。衛星圖可見邊緣是比較透光的。這種雲會產生比較好看的大火燒雲。
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通過上述觀察,大家應該有一點點感覺了。
簡單總結一下不同級別的晚霞雲的要求:
EX級大晚霞(七彩晚霞):(只見過圖)糙面雲晚霞、多層次組合而成的七彩晚霞n(不同高度都是晚霞合適的雲,照亮後顏色不同,但沒親眼見過)。n
13年7月23日山西太原
S級大晚霞(火燒雲):中低、中高雲(層積雲、高層雲、鋒面雲、卷積雲、積雨雲等)n持續時間:短,20min左右。n
A級中晚霞(粉霞):高雲(絲滑的捲雲,上面的例子比較多),n持續時間:長,35min左右。n
B級小晚霞(黃霞):綿羊雲(衛星上看雲很小,這種雲會出現雲隙光,但不會有大晚霞)n持續時間:(我覺得就不算是晚霞)n
了解雲對晚霞預警很重要,比如,絲滑透光的雲懸浮更多小液滴,光線受到散射減弱更強,所以紅光更明顯,所以會更好看。(個人推測)
同時,因為不同雲的高度不同,晚霞效果不同,對於預報參數也不一樣,也是為什麼先不講步驟要講雲的原因。
下面基礎知識儲備夠了後,就是具體預報步驟,就以5月22日今天北京的為例,看看是怎樣發布晚霞預警預報的。
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步驟:
1、下午3:30左右,NASA衛星數據Terra會更新當天中午的雲層情況:
(https://worldview.earthdata.nasa.gov),這個時候觀察雲的情況。
上圖可見北京西北內蒙古附近開始沒雲,邊緣處可以看出是高層雲和中低層雲的組合,西北面一片晴好。如果雲往東南移動,太陽就可以在日落時刻照亮北京上空的雲底。
2、於是去天氣預報軟體看看日落時刻雲圖情況。日落時間可以通過天文軟體,或者使用app:magic hour來看具體時間,一般來說,北京夏天7:30左右,冬天5:30左右。對於雲圖情況,這裡推薦使用windytv,預報較准,種類十分豐富,可以分別看中層、高層、低層雲位置,也有app。(https://www.windytv.com/)
上圖可以看到19:00,雲邊緣在300km左右,北京上空為中層雲和高層雲。西北部為高層雲,可以判斷晚霞為中高層雲的晚霞,但由於雲的邊界距離太遠,所以有晚霞的時間會比較靠後,大概為日落左右,今天日落時間是19:30分,所以前20分鐘與後三十分鐘做好晚霞準備。
重點是判斷雲的邊界多遠就會擋光?這個可以通過判斷雲的高度來算出。
以下是摘自國家氣象局的數據
為了方便理解,ps現畫了個示意圖,可以粗略的估計遠近相信大家沒有把數學還給老師:
OB=雲層高度+地球半徑
OA=地球半徑
所以需要[日落時刻][日落方向]大約2AB的距離的地方(由於懶於算弧度)的上空沒有雲。
也就是:
需要2*√((6371+雲高度)^2-6371^2)遠的距離沒雲(單位km)
如果精細點用弧度演算法其實也差不多:
2*(arccos(6371/(6371+雲高度))/360)*(6371*2π)
當然還要考慮山的影響、大氣折射影響,很多因素,所以我只能給個比較保險的數據。
6km高雲形成晚霞需要雲的邊界線在日落方向500km以內
3km中雲形成晚霞需要雲的邊界線在日落方向360km以內2km低雲形成晚霞需要雲的邊界線在日落方向300km以內
ps:地面要有光(例如彩虹時刻),距離需要減半,也要考慮山的影響。n
今天是中層雲高度3km左右,所以需要在日落方向360km無大面積雲遮擋(有零星碎雲不影響)。
雲整體數據
中層雲數據,日落只有北京頭頂有中雲,是好看的晚霞種類。
高雲面積比較大,需要在意高云云的邊界。但計算晚霞所需雲邊界距離還是要以中層云為准。
雲的邊界326km,考慮到山的因素可以說是勉強上壘。
3、然後再看看6點左右nasa發布的suomi衛星圖數據,驗證下之前的推測,看看雲動的方向,速度。
(https://worldview.earthdata.nasa.gov)
4、然後容易被忽略也是很重要的一點,看能見度。
北京推薦使用中國科學院大氣物理研究所325米氣象觀測塔實時拍攝數據,每半小時更新一次,可以準確看出能見度情況。
http://view.iap.ac.cn:8080/imageview/
能看見東北的山說明很不錯的天氣了,如果大釘子都看不到,那就算了等晚霞吧。
5、經過上述步驟,基本可以提前知道是否有晚霞,晚霞樣子啥樣子的,地面有沒有光,有沒有可能有彩虹(地面有光+有雨)。
然後就是等待:
等待的時刻可以看看向日葵同步衛星數據,這個每十分鐘更新一次,更加及時,方便分析,不過可能看不太清楚(http://himawari8.nict.go.jp/)。
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過程記錄:
2017.05.22 18:30分,經過確認,發布晚霞預警。
19:00 又是漫長的等待,好多人發信息表示放棄治療,粉絲都少了兩個。
2017.05.22 19:30分日落,天空開始有一絲紅雲,藍中透紅,說明要開始燒了。
然後晚霞越來越亮,
6分鐘後就已經紅遍全天,
8分鐘後到達鼎盛,
10多分鐘後開始褪去。不過西面一直燒到19:55左右。
遺憾的是我有事情在外面,只隨手記錄了幾張。
小結一下:
1、下午3點看NASA terra,分辨雲的種類。2、看windytv預報雲的種類,雲的邊界,看雲的邊界是否在可以晚霞的範圍內。3、俯瞰實時圖看能見度。4、下午6點看NASA suomi,看雲邊界位置是與否合適。估計日落時候能否遮擋。5、日落前1h,看向日葵同步衛星實時監控,準備拍攝。6、出現大晚霞,與預報相符,拍照記錄,增長經驗。
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哦,還有一件事情。
你若問我有沒有自動預報晚霞的網站,
我很明確的告訴你有的,
國際上有3家在做晚霞預報,有一家是免費的。網站需要科學上網。
SunsetWx
這家網站不但有晚霞,還有朝霞預報。
使用方法是把forecast hour的時間進行調整,使得valid at的時間在你所在位置格林威治時間的日落時刻就行了,比如北京就是調整到12Z。(西藏日落晚要考慮時差)。
但是,
這個預報作為參考可以,經過觀察,準確性不是太強,把不是很好看的高雲晚霞也包括進大晚霞預報中去了。同時地圖精度有點低(美國、歐洲有高清版),以及,最重要的預報是什麼樣的晚霞,都有些問題。
不過,
省事呀!
上圖紅色越深,晚霞越強。(按照圖中所指示,中國好多大晚霞啊=_=,所以不是很靠譜)
比如上圖,說24號山西有大面積晚霞,然而實際只有南部一小部分有晚霞。
所以自己掌握判斷原理最重要。
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new!最新添加一個晚霞助手,超級簡便。
使用超簡便的晚霞預報助手
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作者:李召麒
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