Historie T.L.E. projektu

Projekt pozorování TLE (Transient Luminous Events) byl zahájen v roce 2008 na bouřkovém semináři v Radostovicích. Tehdy představená prezentace měla poprvé seznámit posluchače s těmito „tajemnými“ nadoblačnými jevy, přičemž bylo prezentováno jednak rozdělení samotných jevů, tak i možnost, kde a jak je případně s velkou dávkou štěstí pozorovat. V neposlední řadě byla v rámci prezentace doporučena vhodná technika, bez které by se zachycení těchto jevů stalo vyloženě utopií. 11. srpna 2008 byly nad Českou republikou pozorovány první nadoblačné blesky. Rudé skřítky (Red sprites) tehdy zaznamenala vysokocitlivá kamera na hvězdárně Kunžák. Hned v tom samém roce se Janu Drahokoupilovi podařil doslova husarský kousek, kdy při svém prvním pokusu o zaznamenání těchto jevů během dovolené ve Švýcarsku vyfotografoval Red sprites! Tato událost ukázala, že projekt má smysl, i když bylo od samého počátku zjevné, že zdokumentovaných jevů celkově moc nebude.

Čas ale ukázal, že pozorování pomocí vysokocitlivych kamer a vývoj fotografické techniky může z vzácných úkazů udělat zcela běžné jevy.  V současné době není problém v dobré sezoně zachytit pomoci vysokocitlivých kamer 200-600 TLE a s fotografickou technikou několik desítek TLE!

 

Historie pozorování ve světě

Nadoblačné světelné jevy jsou známé pod zkratkou TLE (Transient Luminous Events), což lze přeložit jako „přechodné světelné události nad bouřemi“.

​Jde o poměrně vzácné jevy, které se vyskytují nad bouřkovými oblaky, a které mají přímou souvislost s bleskovými výboji mířícími k zemi. Není vůbec snadné pozorovat běžnými prostředky, a to z důvodu jejich velmi krátké doby trvání (1/100 000 až 1/20 s). Až na velmi blízké a jasné výjimky jsou pro lidské oko téměř nepostřehnutelné, přičemž jejich dokumentaci umožnil v posledních letech až rozmach CCD techniky.

​Již dříve byly tyto jevy občas pozorovány, ale bez řádné fotografické nebo video dokumentace zůstávaly TLE tajemnými a teoretickými jevy, o kterých se jen opatrně povídalo. V roce 1886 se jako první o pozorování záhadně barevných šipek světla vystupujících nad oblaky zmiňují MacKenzie a Toynbee. V roce 1903 pak viděl americký fyzik Everett nad oblačností neurčité světelné stopy zasahující cca do výšky 15° nad obzorem. V roce 1937 pozoroval málo jasné a dlouhé úkazy načervenalého tvaru nad mraky také vědec Malan a v roce 1951 viděl nad bouřkou útvary podobné obráceným kořenům stromů i pozorovatel Wood.

Avšak až 6. června 1989 studenti Robert Franz a Robert Nemzek pod vedením profesora Johna Wincklera zachytili náhodně pár červených skřítků (přechodných světelných úkazů) tvaru postavičky s vlásky nebo mrkve s kořeny v minnesotské prérii při testech CCD kamer, a tak byly definitivně uznány ve světle vědy.

 

Co jsou T.L.E. ?

TLE jsou velmi krátké optické emise v mezosféře (50-85 km), ale vzácněji se mohou vyskytnout i ve stratosféře (20-50 km) nebo spodní ionosféře (85-100 km). Jejich vznik je spjatý s intenzivním troposférickým bleskem typu CG+ nebo vzácněji CG- (blesk s kladným nebo záporným nábojem).

​Nejlepší podmínky pro vznik těchto zdrojových blesku jsou v rozsáhlých bouřkových systémech (MCS, MCC nebo SQL), ale i v tomto oboru se mohou vyskytnout výjimky, a to hlavně u bouřek zimního typu.

Nadoblačné světelné jevy můžeme rozdělit mezi relativně běžné a vzácné. První skupinu tvoří jevy, které jsou relativně často pozorovatelné:

  • Red sprites (Červení skřítci)
  • Sprites halo (Halo)
  • Elves (Elves, Elf)
  • Trolls (Trolové)

Během 9 let pozorování vysoce citlivými kamerami v Nýdku to vychází statisticky tak, že na sto Red sprites připadá deset Sprites hal a po jednom Elves a Troll.

Zde se již dostáváme k jevům velmi vzácným s počty pozorování celosvětově jen v řadě desítek úkazů u jednotlivých typů jetu. Zachycení výtrysku (tzv. jetu) je celkem o náhodě a jen možná každá stá TLE aktivní bouře (bouřek, produkující TLE blesky) může tyto jety produkovat. Ty největší druhy vystřelují z bouře až do výšky 80 km nad zemským povrchem!

Mezi tyto druhy patří:

  • Gigantic jets (Obří výtrysk)
  • Blue jets (Modrý výtrysk)
  • Blue starter (Modrý startovač)
  • Gnomes (Trpaslík)
  • Pixies (Malý trpaslík)

m

Jak pozorovat nadoblačné světelné jevy

V první řadě potřebujeme vhodné podmínky. Tím se myslí především bouřkový komplex (MCS nebo MCC), který je od nás vzdálen tak, abychom mohli bez obtíží vidět nad bouři. Doporučená vzdálenost je z důvodu větší jasnosti a rozlišení úkazu alespoň 200-400 km, ale podle podmínek to může být méně i více. Spodní hranicí vzdálenosti určuje oblačnost ze samotné bouře a horní vzdálenost výška obzoru. Horní hranice se může pohybovat kolem 700-800 km. Rozmezí vzdálenosti jednotlivých pozorování z Nýdku se pohybují mezi 37-821 km. Dále potřebujeme přiměřeně bezoblačný výhled nad bouři (oblačnost typu cirrus a cirrostratus sprity přesvítí). Kamerovými systémy je možné zachytit za rok nad střední Evropou 20-40 TLE aktivních bouří, ale ne vždy musíme mít štěstí. TLE se nevyskytují vždy, a tak se velmi snadno dostaneme do situace, kdy se nad bouří zrovna nic neodehrává, nebo se díváme u rozsáhlejších systému na neaktivní oblast. Proto v roce 2013 Maďarský pozorovatel Jozef Bór založil facebookovou TLE stránku pod názvem International Observers of Upper-Atmospheric Electric Phenomena, kde pozorovatelé TLE dávají mimo jiné i včasné výstrahy o pozicích TLE aktivních jader.

TLE jde pozorovat v ČR celoročně!

Hlavní pozorovací sezona ve střední Evropě je od května do září s možným prodloužením období aktivních bouří v měsících duben a říjen. Z pozorování z Nýdku je vidět v některých letech výrazné obnovení aktivity TLE aktivních bouří zimního typu v listopadu. Co se týká statistiky, je na tom listopad lépe než měsíce březen, říjen a téměř srovnatelný s dubnem a zářím.

Po zbytek roku pozorujeme většinou bouřky nad jihem Evropy a jen velmi vzácně se může objevit TLE aktivní bouře zimního typu ve střední Evropě.

Blitzortung a CELDN

Data z detektoru blesků vhodná pro nastavení směru azimutu za pomocí kompasu.
http://cs.blitzortung.org/live_lightning_maps.php?map=17

Družice MSG

Pomocí snímků v produktu Airmass můžete vyhledat vhodnou MCS bouři.
http://portal.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/sat/data_jsmsgview.html

ESTOFEX

Předpověd bouřek nad Evropou.
http://www.estofex.org/

 

Pozorování TLE a přístrojové vybavení

  1. možností jsou pro nás dnes již hojně rozšířené a cenově dostupné digitální zrcadlovky – DSLR. Na značce ani zařazení přístroje již moc nezáleží. Každý přístroj je dnes schopen nastavení vysokého ISO (1600) bez dramatické úrovně nepříjemného šumu. Důležitou součástí je však světelný objektiv se světelností ideálně kolem f/1.4.
  2. variantou je pořízení speciální vysoce citlivé kamery (jako jsou průmyslové bezpečnostní kamery) s k tomu vhodným objektivem. Nezbytnou součástí takového vybavení je i speciální software – UFO Capture V2 a stálé připojení počítače s dostatečným úložným prostorem.

Velmi úspěšnou variantou je pořízení speciální vysoce citlivé kamery (průmyslové bezpečnostní kamery) s k tomu vhodným světelným objektivem. Nejvíc se používá kamera Watec 902H2 Ultimate. Je zde i možnost dražší varianty, kamera Watec 910HX. Tato kamera má stejné rozlišení jako verze 902H2, ale díky digitálnímu nastavení zde není problém s páskováním obrazu, hot pixely a kamera netrpí přepalem obrazu jasných části sprites. Vřele doporučuji tuto variantu!

Objektivy nejlépe manuální ¾ nebo megapixelové Computary 8-12 mm a velmi světelné kolem F 0,8-1,4. V případě více kamer doporučuji na jednu kameru použít objektivy s větším zoomem. Objektivy o větším zoomu (25-50 mm) zvýší možnost zachycení méně jasných TLE nebo jednotlivých slabších částí sprites o přibližně 3-4 magnitudy!

Osobně se mi osvědčila kombinace 12 mm a 25 mm objektivu! 12 mm zabere celou oblast bouře a lépe zachytí rozsáhlejší úkazy jako např. Elfy. 25mm objektiv sleduje aktivní oblast s větším rozlišení a vyšší detekční schopnosti.

Dalším článkem pozorovacího systému je převaděč signálu z analogové kamery do digitálního tvaru, který dál putuje do počítače. Jako velmi kvalitní a cenově dostupný se osvědčil Dazzle DVC. Bohužel tento typ se momentálně přestál vyrábět, ale je občas k sehnání na aukčních webech Aukro nebo Ebay.

Nezbytnou součástí vybavení na lov TLE je speciální detekční program – UFO Capture V2 a stále připojený a dostatečně výkonný počítač.Nastavení programu UfoCapture proberte se zkušenějším pozorovatelem!

Zde možnost zakoupení programu UfoCapture: http://sonotaco.com/soft/e_index.html

Důležitou součásti celého systému je možnost určení co nejpřesnější času jednotlivých úkazu. Existuji zde dvě možnosti. Systémové řízení času pomoci programu Time Memo s přesnosti 0,2s. Zde možnost stažení:

http://www.astrosurf.com/astropc/oldversion/timememo/index.html

Nebo zde existuje druhá varianta s velkou přesnosti času až jedné tisíciny sekundy. GPS vkládač času jako je např. TIM-10. Ten vkládá přesný čas z GPS modulu do analogového videa.

 

Jak zpracovat odpozorovaná data

Pokud jste zvolili variantu zachycení TLE pomoci vysokocitlivých kamer přes detekční program UfoCapture můžou mít vaše data cenu pro vědeckou komunitu! Můžete tak přispět k výzkumu těchto stále záhadných bleskových výbojů v atmosféře.

Co vše je třeba dodržet aby byla vaše data cenná pro vědeckou komunitu:

  1. Přesný čas jednotlivých úkazů je hlavní prioritou! Přesnost by měla být alespoň na desetiny sekundy, tak aby se daly data bez problému srovnat např. s detekci blesků nebo záznamy elektromagnetických signálů.
  2. V detekčním programu používejte jen čas UT a mějte vždy správně nastavenou polohu pozorovatele!
  3. Velmi cenné je video! Na něm je vidět vývoj úkazu na časové ose. Proto jsou TLE na klasické fotografii z DSLR většinou pro vědeckou komunitu bezcenné!
  4. Velmi důležité je co nejlépe zmapovat aktivitu bouře! To je vždy v rámci toho co dovolí počasí, pozorovací systém a osobní čas aktivně se věnovat pozorování.
  5. Pomocí souboru z detekčního programu je třeba zjistit polohu jednotlivých TLE (viz. zpracování dat v programu UfoAnalyzer).
  6. Dbejte na kvalitu záznamu! Nekvalitní kamery, příliš velké zorné pole a nevhodná pozice kamery můžou znehodnotit záznam.

Pokud máte zpracovaná data vše můžete odeslat v těchto dvou formulářích na . Veškerá data putují do centrály Eurosprites, Ústavu fyziky atmosféry v Praze, následně i projektu ASIM a v budoucnu i pro sondu Taranis. Pokud budou vaše data následně využita k dalšímu zpracovaní budete o tom zpětně informováni.

Zde mapka souřadnic a návod jak vypsat formulář pro Eurosprites:

https://www.astro.cz/images/obrazky/original/106463.png

http://www.astrovm.cz/userfiles/file/dokumenty_ke_stazeni/eurosprite.docx

Zde ukázka formuláře pro Ústav fyziky atmosféry:

http://www.astrovm.cz/userfiles/file/dokumenty_ke_stazeni/2018%C4%8Derven.xlsx