如何科学地观看与拍摄月全食

还记得1月31日的 “超级蓝血月”嘛?今年的1月31日的月全食的确是继2015年4月5日之后最佳的观测月全食机会。但是,今年还有一次拍摄机会,而且此次月全食比较低,可以更好的与地景做配合,那就是今年7月28日凌晨3:30的月全食。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。


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:


以下情况为北京时间,观测地为北京。


初亏2:24

食既3:30

食甚4:21

生光5:13(此时已天明,月球接近地平线)

复圆6:20(不可见月球已落下)


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。(注意不是月食时间)

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、本次月食血月时间为凌晨,月亮角度较低,适合长焦配合地景

 

上图中白色/浅灰色区域为月全食可见区域(中国全区域可见)


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。


镜头:


因为各焦段都有可拍摄月食的思路,所以焦距不限定,但大光圈的镜头更有优势,适马在大光圈上有不少合适的镜头,例如14Artf1.8,105Af1.4,35Artf1.4等等。下面讲解各焦段拍摄出来的效果。


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。


鱼眼(8mm)


8mm 30sf3.5 ISO2000

by:李召麒


鱼眼下是看不到月亮细节,但可以拍星轨,看出月亮亮度变化过程。在食甚阶段还可以拍出红月亮与银河共存的场景。如果是适马家镜头,可以选择8mmf3.5鱼眼镜头。


广角(8-35mm)


16mmf4 iso100 15s 900张叠加

by:THU摄影队苏川津


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。)在此焦段,适马可选镜头有14Art,20Art,35Art等。


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。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。


by 王卓骁 拍摄于东灵山顶


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。


120mmf/4.0, 8s, ISO3600

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作者官方网站,这里就不详细展开了。最终的拍摄效果:


 F2.80.4 s200mmISO 1600

by:李召麒


超长焦(400-2000mm)


日月食组合,2000mm,8寸折返望远镜,2s, ISO800

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)


300mm+2x, f/8.0, 4s, ISO2500

by:李召麒

 

10-20张*3张HDR,AS!3叠加,PS锐化,2000mm焦距。

月食全过程


特殊构图:


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。最后来看看我在今年年初拍摄月食全过程的高清大图:



了解完五期的星空拍摄教程,是不是感觉到前期准备十分重要?当然,星空的后期处理也是非常重要的一环,下一期将讲解如何科学地后期处理星空照片,敬请期待。

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