Прогнозирование красоты закатов
TL;DR: Из чего состоит красивый закат? Как предсказать эти элементы заката? Откуда взять данные для предсказаний?
Все фотографии в статье мои.
Для удачной фотосессии, требуется, как правило серьезная подготовка. И если собрался снимать закат, хорошо бы знать заранее, насколько этот закат будет красив.
Понятие красоты, конечно, индивидуально, но всё таки есть какие то моменты, которые определяют красоту заката, какие то элементы красоты, про которые большинство людей согласятся.
Элементы заката
1. Небо в том месте, где солнце заходит за горизонт.
Если небо в этом месте чистое - это красиво.
Если чистая полоска неба, а над этим облака - еще красивее.
Если есть небольшая облачность и Солнце заходит посреди облаков - тоже не плохо.
Если всё небо возле горизонта в облаках - плохо.
Примеры:
Солнце заходит без облаков на горизонте
На горизонте не большая облачность
На горизонте не большая облачность
Около горизонта - чистая полоса, ближе - сплошные облака
2. Облака над нами и на запад от нас после заката
Иногда сразу после заката облака освещены заходящим Солнцем. И чем больше времени прошло после заката, тем более красный и красивый цвет у этих облаков.
Мы смотрим в сторону Солнца, на Запад, поэтому нас интересует облака нам нами, на север и на юг от нас, но особенно интересны облака на запад от нас.
Нам надо чтобы 1) Они были 2) Были освещены как можно больше времени после заката
Вообще то это рассвет, но идея та же - сплошной слой облаков освещенный Солнцем которого еще (в случае с закатом - уже) не видно
Вот это закат, низкие облака, освещенные зашедшим Солнцем
Низкие облака - в тени, высокие - освещенные
Слабая облачность, но облака высокие и освещены зашедшим Солнцем
Еще подсвеченные после заката облака.
3. Цвет неба
Иногда бывает, что цвет неба после заката насыщенный, кровавый, красный.
А иногда блеклый, оранжевый
Красное небо в районе заката
Красное небо после заката
Модель для получения элементов заката.
1. Облака в месте захода Солнца
Где находятся облака, которые видны около горизонта? Это, понятно, зависит от 1) высоты с которой мы смотрим 2) высоты облаков 3) От того, что на западе и где у нас вообще горизонт.
Принимая, что на западе море (всё таки я живу в Израиле), и что мы стоим на берегу, получаем картинку
У меня получилось, что угол А+B равен arccos(R/h+R)+arccos(R/H+R)
А один градус соответствует 111 км
Если принять высоту съёмки 1.5 метра, то для облаков разной высоты получаем табличку:
Высота облаков |Расстояние
2000м | 160 km
5000м | 250 km
8000м | 315 km
Нас еще интересуют облака чуть выше места заходa Солнца, для них примем от фонаря расстояние вдвое меньше, чем расстояние до облаков на горизонте.
2. Освещённые облака после заката
Я придумал вот такое вычисление
Это показывает крайнее положение Солнца, при котором оно еще освещает облака надо мной
Однако же нам интересно знать, что будет на протяжении всего времени от заката до этого, крайнего положения.
Возьмем положение Солнца через 5 и через 10 минут после заката.
Найдем азимут на него и угол под горизонтом (как известно Солнце садится не строго на Западе и не вертикально вниз!).
Зная угол, мы можем найти угол дуги, который надо взять в направлении азимута на Солнце, чтобы найти точку в которой нам надо чтобы не было облаков (если они там будут, они будут преграждать путь лучей Солнца к облакам над нами).
Это будет два разных угла для облаков на той же высоте, как над нами и для облаков выше этих, которые над нами.
Т.е. я проверяю на наличие облаков четыре точки - для 5 и для 10 минут, для облаков той же высоты и облаков выше. Если все эти четыре точки чисты, я говорю, что есть хороший шанс, что облака над нами будут освещены после заката.
На самом деле ситуация несколько сложнее - из имеющихся источников инфомации (о них позже) я знаю процент облачности отдельно для низхих, средних и высоких облаков. Точной высоты облаков я не знаю.
Так что надо делать предположения.
Я исхожу из того, что высота низких облаков 2000 м. Если процент низких облаков выше 50%, я говорю, что кина не будет - низкие облака редко бывают освечены послезакатным Солнцем, не надолго и он не достаточно красный.
Если низких меньше 50% я смотрю на средние и полагаю их высоту равной 5000м. Для них я проверяю вышеуказаные точки, чтобы понять могут ли быть они освещены. А если и их меньше 50% я проверяю высокие, полагая их высоту развкой 8000м.
3. Про цвет неба я нашел две статьи, но пока еще не понял как реализовать эти идеи.
Тут говорится, что если на Западе давление высокое, то там стабильный воздух и частички пыли остаются в воздухе и преломление будет больше.
Но никакой информации о том, насколько высокое должно быть давление в статье нет.
Может просто смотреть есть ли ветер? А в какой точке? Не понятно.
А вот тут более подробно рассказывается о типах частичек в атмосфере. Надо читат ьи разбираться, но в любом случае эту информация особо брать негде
Откуда брать данные.
Я начал с API сайта dark sky.
Однако же там не было данных по высоте облаков. В этом и других международных сайтах есть информация только о проценте облачности.
Вскоре обнаружилась и вторая проблема - низкая точность этих глобальных прогнозов. Вот в этой статье хорошо описана разница между локальными и глобальными моделями и почему глобальные модели дают не высокую точность.
Высоту облаков и более точный прогноз я попытался получить из TAF API. Это авиационные прогнозы. Они точные, с высотой облаков, но данные есть только для аэродромов. Т.е. в моём случае я получал только прогноз для аэропорта Бен Гуриона.
В итоге я связался с людьми из израильского метео центра и оказалось, что есть официальный путь получать их прогнозы, которые два раза в день вычисляются на основе локальной модели.
Эти прогнозы приходят как файлы в формате GRIB, для которого есть много библиотек парсинга.
Для вычисления времени заката и я использую библиотеку http://www.time4j.net/
А для геометрических вычислений с Земными координатами https://github.com/grumlimited/geocalc
Мои фотографии можно найти на моём сайте
https://www.paveltravelphoto.com/
Счастливой фото охоты!
Все фотографии в статье мои.
Для удачной фотосессии, требуется, как правило серьезная подготовка. И если собрался снимать закат, хорошо бы знать заранее, насколько этот закат будет красив.
Понятие красоты, конечно, индивидуально, но всё таки есть какие то моменты, которые определяют красоту заката, какие то элементы красоты, про которые большинство людей согласятся.
Элементы заката
1. Небо в том месте, где солнце заходит за горизонт.
Если небо в этом месте чистое - это красиво.
Если чистая полоска неба, а над этим облака - еще красивее.
Если есть небольшая облачность и Солнце заходит посреди облаков - тоже не плохо.
Если всё небо возле горизонта в облаках - плохо.
Примеры:
Солнце заходит без облаков на горизонте
На горизонте не большая облачность
На горизонте не большая облачность
Около горизонта - чистая полоса, ближе - сплошные облака
2. Облака над нами и на запад от нас после заката
Иногда сразу после заката облака освещены заходящим Солнцем. И чем больше времени прошло после заката, тем более красный и красивый цвет у этих облаков.
Мы смотрим в сторону Солнца, на Запад, поэтому нас интересует облака нам нами, на север и на юг от нас, но особенно интересны облака на запад от нас.
Нам надо чтобы 1) Они были 2) Были освещены как можно больше времени после заката
Вообще то это рассвет, но идея та же - сплошной слой облаков освещенный Солнцем которого еще (в случае с закатом - уже) не видно
Вот это закат, низкие облака, освещенные зашедшим Солнцем
Низкие облака - в тени, высокие - освещенные
Слабая облачность, но облака высокие и освещены зашедшим Солнцем
Еще подсвеченные после заката облака.
3. Цвет неба
Иногда бывает, что цвет неба после заката насыщенный, кровавый, красный.
А иногда блеклый, оранжевый
Красное небо в районе заката
Красное небо после заката
Модель для получения элементов заката.
1. Облака в месте захода Солнца
Где находятся облака, которые видны около горизонта? Это, понятно, зависит от 1) высоты с которой мы смотрим 2) высоты облаков 3) От того, что на западе и где у нас вообще горизонт.
Принимая, что на западе море (всё таки я живу в Израиле), и что мы стоим на берегу, получаем картинку
У меня получилось, что угол А+B равен arccos(R/h+R)+arccos(R/H+R)
А один градус соответствует 111 км
Если принять высоту съёмки 1.5 метра, то для облаков разной высоты получаем табличку:
Высота облаков |Расстояние
2000м | 160 km
5000м | 250 km
8000м | 315 km
Нас еще интересуют облака чуть выше места заходa Солнца, для них примем от фонаря расстояние вдвое меньше, чем расстояние до облаков на горизонте.
2. Освещённые облака после заката
Я придумал вот такое вычисление
Это показывает крайнее положение Солнца, при котором оно еще освещает облака надо мной
Однако же нам интересно знать, что будет на протяжении всего времени от заката до этого, крайнего положения.
Возьмем положение Солнца через 5 и через 10 минут после заката.
Найдем азимут на него и угол под горизонтом (как известно Солнце садится не строго на Западе и не вертикально вниз!).
Зная угол, мы можем найти угол дуги, который надо взять в направлении азимута на Солнце, чтобы найти точку в которой нам надо чтобы не было облаков (если они там будут, они будут преграждать путь лучей Солнца к облакам над нами).
Это будет два разных угла для облаков на той же высоте, как над нами и для облаков выше этих, которые над нами.
Т.е. я проверяю на наличие облаков четыре точки - для 5 и для 10 минут, для облаков той же высоты и облаков выше. Если все эти четыре точки чисты, я говорю, что есть хороший шанс, что облака над нами будут освещены после заката.
На самом деле ситуация несколько сложнее - из имеющихся источников инфомации (о них позже) я знаю процент облачности отдельно для низхих, средних и высоких облаков. Точной высоты облаков я не знаю.
Так что надо делать предположения.
Я исхожу из того, что высота низких облаков 2000 м. Если процент низких облаков выше 50%, я говорю, что кина не будет - низкие облака редко бывают освечены послезакатным Солнцем, не надолго и он не достаточно красный.
Если низких меньше 50% я смотрю на средние и полагаю их высоту равной 5000м. Для них я проверяю вышеуказаные точки, чтобы понять могут ли быть они освещены. А если и их меньше 50% я проверяю высокие, полагая их высоту развкой 8000м.
3. Про цвет неба я нашел две статьи, но пока еще не понял как реализовать эти идеи.
Тут говорится, что если на Западе давление высокое, то там стабильный воздух и частички пыли остаются в воздухе и преломление будет больше.
Но никакой информации о том, насколько высокое должно быть давление в статье нет.
Может просто смотреть есть ли ветер? А в какой точке? Не понятно.
А вот тут более подробно рассказывается о типах частичек в атмосфере. Надо читат ьи разбираться, но в любом случае эту информация особо брать негде
Откуда брать данные.
Я начал с API сайта dark sky.
Однако же там не было данных по высоте облаков. В этом и других международных сайтах есть информация только о проценте облачности.
Вскоре обнаружилась и вторая проблема - низкая точность этих глобальных прогнозов. Вот в этой статье хорошо описана разница между локальными и глобальными моделями и почему глобальные модели дают не высокую точность.
Высоту облаков и более точный прогноз я попытался получить из TAF API. Это авиационные прогнозы. Они точные, с высотой облаков, но данные есть только для аэродромов. Т.е. в моём случае я получал только прогноз для аэропорта Бен Гуриона.
В итоге я связался с людьми из израильского метео центра и оказалось, что есть официальный путь получать их прогнозы, которые два раза в день вычисляются на основе локальной модели.
Эти прогнозы приходят как файлы в формате GRIB, для которого есть много библиотек парсинга.
Для вычисления времени заката и я использую библиотеку http://www.time4j.net/
А для геометрических вычислений с Земными координатами https://github.com/grumlimited/geocalc
Мои фотографии можно найти на моём сайте
https://www.paveltravelphoto.com/
Счастливой фото охоты!