keskiviikko 27. tammikuuta 2016

REVONTULIA VAI TULIKETUN HEHKUA

Aamuruskon roomalainen jumalatar Aurora on antanut nimensä näille hämmästyttäville taivaan lainehtiville ja säkenöiville valoille, revontulille, jotka loistavat kauneudellaan pimeinä talviöinä. Suora latinankielinen käännös, Aurora borealis, tarkoittaakin juuri pohjoista aamuruskoa, joka ehkä jollain tavalla kuvaakin tätä ilmiötä. Parhaimmillaan revontulet suorastaan räiskyvät taivaalla, eikä ole mikään ihme, että muinaiset pohjoiset kansat ovat suoneet niille myös hengellisiä ominaisuuksia. Toiset uskoivat revontulten olevan kuolleiden lasten sieluja (Grönlanti) ja toiset puolestaan sodissa kuolleiden miesten henkiä (Venäjä). Suomenkielisen muodon revontulet ovat niin ikään saaneet kansanperinteestä, jonka mukaan Pohjois-Suomessa eli metsästäjien himoitsema myyttinen eläin, tulikettu. Tarinoiden mukaan tuliketun juostessa metsässä osui sen kylki välillä puuhun aiheuttaen taivaalle roihuavia revontulia. Pohjoisessa muutenkin, jossa revontulet ovat tavallisia, niihin suhtauduttiin kunnioittaen, mutta ei kuitenkaan peläten. Toisin oli muinaisessa Keski- ja Etelä-Euroopassa, jossa revontulia pidettiin kauhun ja tuhon ennusmerkkeinä. Tähän on osittain syynä se, että revontulet näkyvät eteläisillä leveysasteilla usein punaisina, joten ne liitettiin helposti verisiin taisteluihin.


Nykyään revontulien alkuperäinen mystiikka on poistunut, mutta siitä huolimatta ne lumoavat helposti katselijan. Lapissa revontulia voi näkyä lähes joka toisena kirkkaana yönä, mutta jo täällä Etelä-Suomessa revontulinäytelmät ovat melko harvinaisia. Kyllä niitä sentään vuosittain ilmenee, mutta usein parhaimmatkin revontulimyrskyt katoavat ainakin osittain kaupunkien valoihin ja oikeastaan melko harvat ihmiset ovat täällä nähneet niiden todellisen luonteen.

Revontulet voivat muodostaa näyttäviä kuvioita jopa lentokentän valosaasteen läheisyydessä. Kuninkoja, Turku, 17.3.2015.

Kuten kansanperinteestäkin näkyy, on revontulia pyritty selittämään monin tavoin jo tuhansien vuosien ajan. Antiikin aikana ne liitettiin samaan kategoriaan pyrstötähtien ja tähdenlentojen kanssa, vaikka ne ulkonäöltä niistä poikkesivatkin. Revontulien oikea tutkimus käynnistyi toden teolla vasta 1700-luvun alussa, kun pitkän tauon jälkeen Euroopassa näkyi hienot revontulet. Tällöin Edmond Halley havaitsi revontulten ja magneettisten myrskyjen välisen yhteyden. Magneettisen tutkimuksen lisäksi alkoivat samaan aikaan ensimmäiset yritykset revontulten korkeuden mittaamiseksi. Visuaalihavaintojen perusteella ranskalainen Jean de Mairan sai tulokseksi 400 – 1 300 kilometriä, joka oli selvästi yläkanttiin todellisista lukemista. 1700-luvun lopulla mittaukset tarkentuivat ja korkeuslukemat tarkentuivat n. 100 kilometrin molemmin puolin. 1800-luvun loppupuolella keksitty sähkön ja magnetismin yhdistäminen sähkömagneettiseksi vuorovaikutukseksi auttoi myös omalta osaltaan selvittämään revontulien periaatteita.

Tieteen kehittyessä revontulet ovat siis löytäneet paikkansa täällä maailmankaikkeudessa. Nykyään tiedämme, että niiden alkuperäinen lähde on Aurinko, josta virtaa jatkuvasti hiukkasia avaruuteen. Virtausta kutsutaan aurinkotuuleksi ja sen mukana näitä hiukkasia saapuu myös Maan ilmakehään ja sitä suojaavaan magneettikenttään. Magneettikentän suuntaisesti syöksyvät elektronit törmäävät ionosfäärin happiatomeihin ja typpimolekyyleihin, jotka virittävät elektronit korkeampaan energiatilaan. Viritystilan purkautuessa vapautuu energia valona. Vapautuneen valon väri puolestaan riippuu viritystilan tasosta ja aineesta. Happiatomien vaikutuksesta syntyy vihreää ja punaista valoa ja typpimolekyylien virityksestä sinisen sävyistä valoa. Nämä valot vastaavat tyypillisen revontulinäytelmän värisävyjä.

Poikkeuksellisen purppurat revontulet näkyivät Turun Kuninkojalla nopealiikkeisen magneettisen myrskyn ohessa 17.3.2013.

Miksi revontulia sitten näkyy pääasiassa Lapissa? Joku voisi tietysti ajatella tässä vaiheessa, että siellä ei ole kaupunkeja ja taivas on pimeämpi, mutta todellisuus on tietysti taas hieman toisenlainen. Revontulien näkyminen riippuu todellisuudessa Maan magneettikentän ominaisuuksista. Maallahan on kaksi napaa, pohjois- ja etelänapa. Tämän voi todeta myös kompassin avulla, joskaan magneettiset navat eivät sijaitse suoraan kartan napojen kohdalla. Magneettikentän muodon ja varausten vuoksi ohjautuvat aurinkotuulen mukana saapuneet varatut hiukkaset kohti pohjoista ja eteläistä magneettista napaa, jossa nämä viritystilat vapautuvat. Vapautuminen näkyy pääasiassa niin sanotun revontuliovaalin alueella, joka ympäröi magneettisia napoja. Ovaalien tarkka sijainti ja leveys vaihtelevat Auringon aktiivisuuden ja magneettikentän aktiivisuuden mukaan. Meidän pituuspiirimme kohdalla ovaalin eteläraja sijaitsee melko pohjoisessa Lapissa ja se venyy Etelä-Suomen päälle vain suurempien magneettisten myrskyjen aikana. Tämän vuoksi eteläisillä leveysasteilla näkyy revontulia harvemmin kuin pohjoisilla. Pohjoisessa revontulia voi näkyä lähes jokaisena pimeänä ja selkeänä yönä, kun etelässä revontulia näkyy keskimäärin vain noin 10 – 20 kertaa vuodessa.

Taivaan täyttävien revontulien säteet kiertyvät toistensa lomaan Paimion Kevolassa 7.10.2015.

Revontulien aktiivisuus vaihtelee sekä lyhyen että pitkän aikavälin jaksoissa. Magneettisten myrskyjen aikana aktiivisuus vaihtelee luonnollisesti yönkin kuluessa, mutta merkittävimmät vaihteluvälit kuuluvat pidempiin jaksoihin. Koska revontulet liittyvät johonkin Auringon aktiivisista pilkkuryhmistä, voi tiettyä jaksollisuutta havaita Auringon oman pyörimisen mukaan (27 vuorokautta). Tämän kaltainen aktiivisuus ei kuitenkaan kestä kovin montaa Auringon kierrosta. Jos joku pilkkuryhmä aiheuttaa kuitenkin voimakkaan revontulimyrskyn, niin kannattaa pitää mielessä, että sama ryhmä suuntautuu kohti Maata jälleen 27 vuorokauden kuluttua. Toinen pitkäaikainen jaksollisuus voidaan havaita vuodenaikojen suhteen, sillä revontulia näkyy tilastollisesti eniten kevät- ja syyspäiväntasauksien tienoilla. Ero ei ole merkittävä Lapissa, mutta Etelä-Suomessa sen vaikutuksen voi kyllä havaita. Itsekin olen nähnyt parhaat revontulet täällä Turun suunnalla juuri syys-lokakuun ja toisaalta maaliskuun aikoihin. Ero johtuu siitä, että syksyllä ja keväällä Maan magneettikenttä on sellaisessa asennossa, että se johtaa aurinkotuulen tehokkaammin kohti magneettisia napoja. Kolmas revontulien jaksollisuuteen vaikuttava tekijä on Auringon oma aktiivisuus, joka vaihtelee 11 vuoden jaksoissa. Runsaampi aktiivisuus tarkoittaa luonnollisesti enemmän revontulia ja hiljaisempi kausi vähäisempää revontuliaktiivisuutta.

Koronan säteet ojentuvat suoraan kohti kameraa Turun Kuninkojalla 17.3.2015.

Revontulien värien muodostuminen tulikin esiin jo tuolla aikaisemmin, mutta yleensä revontulien luokittelu tapahtuu kuitenkin niiden ulkonäön perusteella. Muodon perusteella ne voidaan jakaa kolmeen luokkaan. Vyömäiset revontulet ovat luultavasti yleisimpiä. Ne ovat erilaisia kaaria tai vöitä, jotka usein tulevat ensimmäisenä näkyviin pohjoisessa horisontissa, kun revontulia alkaa näkyä. Ne näkyvät usein myös leveällä alueella ja niissä on varsin selkeä alareuna. Niitä voi olla samanaikaisesti näkyvissä useita. Vyömäisistä muodoista kaaret ovat melko rauhallisia ja pysyvät paikoillaan melko pitkään, kun varsinaiset vyöt ovat usein vilkkaampia liikkeissään.

Malliesimerkki tyypillisestä revontulivyöstä kaareutuu Paimion Kevolan taivaalla 7.10.2015.

Revontulet voivat olla myös epäteräviä ja –määräisiä harsoja taivaalla. Ne voivat silloin muistuttaa hieman pilviä, mutta niiden vihertävä hehku paljastaa ne kuitenkin helposti revontuliksi. Revontuliharsot voivat peittää taivaalta laajojakin alueita, kun taas niin sanotut revontuliläikät ovat selvästi pienempiä. Sykkivät läikät liittyvät usein voimakkaiden revontulipurkausten palautumisvaiheeseen.
Kolmantena muotona revontulista voi havaita niin sanottuja säikeitä. Ne muodostavat korkeita valopatsaita, jotka ovat magneettikentän suuntaisia. Säikeet voivat esiintyä joko yksinään tai pieninä ryhminä ja ne ovat tavallisesti erittäin aktiivisia liikkeissään.
Kaikkein upein revontulien ilmestys on kuitenkin korona, jossa revontulet sijaitsevat suoraan yläpuolella ja niiden säikeet osoittavat yhteen pisteeseen taivaan laella. Toisinaan koronassa aktiivisuutta voi olla esimerkiksi vain toispuoleisesti, jolloin revontulet muodostavat taivaalle viuhkamaisen rakenteen. 

Revontuliharso ja sen keskellä kehittyvä kaari näkyivät Paimion Kevolassa 7.9.2015. 

Kirkkaat revontulisäikeet kohoavat korkeina voimakkaan magneettisen myrskyn yhteydessä. Kuninkoja, Turku, 17.3.2015.

Lähes täydellinen kuva koronan aikaansaamasta perspektiivi-ilmiöstä Turun Kuninkojalla 17.3.2015.

Erittäin tyylikäs korona ilman valosaasteen vaikutusta Paimion Kevolassa 7.10.2015.
Koronan muodostama viuhkamainen kuvio kiersi taivaan lakea Paimion Kevolassa 7.10.2015.

Nykyään revontulia on mahdollista ennustaa Auringon aktiivisuuden perusteella. Käytössä on satelliitteja, joilla on mahdollisuus tehdä havaintoja Auringon aktiivisuudesta sekä aurinkotuulen voimakkuudesta. Voimakkaiden hiukkaspurkausten perusteella voidaan siten ennakoida revontulien todennäköisyyttä jo pari päivää aikaisemmin. Magneettiset myrskyt ovat kuitenkin arvaamattomia, eikä ennusteiden perusteella voi taata revontulien näkymistä etenkään Etelä-Suomessa. Lyhyemmillä varoitusajoilla voi käyttää myös internetin lukuisia palveluita, joista parhaimmat ovat mielestäni suomalainen Auroras Now – palvelu osoitteessa http://aurora.fmi.fi/public_service/ sekä englanninkielinen http://www.spaceweather.com/ .

Revontulien valokuvaaminen on hyvin suosittua näin digikuvauksen aikakaudella. Aivan yksinkertaista kuvaaminen ei edelleenkään ole, vaikka revontulista voi saada kuvia jopa tavallisella kännykkäkameralla. Kokeilemalla tietysti oppii ja kehittyy, mutta tässäpä kuitenkin muutama oma huomio mikäli haluaa muutaman mutkan oikaista. Jokainen tietysti pitää huolen, että muistikortissa on tilaa ja kameran akussa riittävästi virtaa, joten hyppään suoraan varsinaiseen kuvaamiseen. Aivan ensimmäiseksi kannattaa kamerasta kytkeä pois päältä kaikki automatiikka, myös tarkennus. Sitten voikin jo hieman miettiä valotusaikaa, joka riippuu lähinnä revontulien kirkkaudesta. Kaikista kirkkaimpien revontulien kuvaamiseen voi riittää jo noin 3 sekuntia, mutta himmeämmät tulet vaativat jopa 20 sekunnin valotuksia. Edellä mainitun perusteella voikin jo päätellä, että hyvän revontulikuvan edellytyksenä on myös jalustan käyttö. Valotusaikaan vaikuttaa myös revontulien liikkeen nopeus, jolloin kannattaa huomioida, että nopealiikkeiset revontulet menettävät 20 sekunnin kuvassa jo täydellisesti muotonsa ja ominaispiirteensä. Vaikeimpia kuvattavia ovat siis nopeasti liikkuvat hennot revontulet, kun taas hitaasti liikkuvat nauhat ja vyöt ovat helpoimpia. Muita keinoja parantaa mahdollisuuksia onnistuneen yhdistelmän löytämiseksi ovat kameran herkkyyden (ISO-arvo) ja aukon (f/jotain) valinta. Koska revontulet ovat usein himmeitä, on syytä useimmiten valita aukon arvoksi, f, pienin mahdollinen lukema. Pienin mahdollinen arvo riippuu käytetystä objektiivista ja/tai kamerasta. Myös ISO-arvolla eli kennon herkkyydellä voi vaikuttaa valotusajan pituuteen. Mitä suurempi ISO-arvo, sitä enemmän kameran kenno vahvistaa siihen osuvia fotoneita, jolloin valotusaikaa voi lyhentää. Toisaalta herkkyyden kasvattaminen lisää myös kennon kohinaa, jolloin kuva kärsii jonkin verran. Perusarvona voi käyttää jotain asetusta esimerkiksi ISO 400 – 1 600 välillä (uusimpien järjestelmäkameroiden kennot ovat viime aikoina parantuneet merkittävästi, jolloin suurempienkin arvojen käyttö voi olla mahdollista). Kuvien formaatiksi kannattaa valita kamera raakakuvaversio, jolloin esimerkiksi valkotasapainon säätö on mahdollista tehdä vasta jälkikäteen. Jos kuitenkin haluaa kuvat suoraan jpg-muotoon, on ehkä paras asetus valkotasapainolle päivänvalo ja kaupungeissa hehkulamppuvalo. Revontulet näkyvät usein hyvin laajoilla alueilla, joten kuvauksessa kannattaa käyttää mahdollisimman laajakulmaista objektiivia. Samalla siitä on se etu, että revontulien vähäinen liike ei häiritse niin paljon kuvatessa. Lopuksi vielä tarkennus äärettömään ja kamera on valmis revontulia varten (paitsi jos teit tämän kaiken pimeässä ensimmäistä kertaa ja revontulet ehtivät jo hävitä taivaalta).

Hitaasti liikkuvassa revontuliharsossa yksityiskohdat säilyvät kohtuullisen pitkälläkin valotusajalla. Kevola, Paimio, 7.10.2015. Valotusaika 10 sekuntia, ISO 1600, f/4.5, polttoväli 10 mm ja kamera Canon 600D.

Koronasta lähtevät säteet liikkuvat erittäin vauhdikkaasti, jolloin valotusaika on pakko yrittää saada mahdollisimman lyhyeksi. Kevola, Paimio, 7.10.2015. Valotusaika 3,2 sekuntia, ISO 1600, f/4.5, polttoväli 10 mm ja kamera Canon 600D.

 Kuvat: © Jani Laasanen 

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti