W trakcie fotografowania Ziemi z pokładu ISS, co praktykujemy w projekcie EarthKAM, często-gęsto zdarza nam się otrzymać zdjęcia wyglądające na kompletnie nieudane. Głównie z powodu pokrywy chmur, rzadziej przez błędy aparatury rejestrującej i przesyłającej wyniki na Ziemię. Ale są też i takie, które na pierwszy rzut zdają się bezużyteczne z powodu małej rozpoznawalności szczegółów przesłoniętych chmurami. I z takich właśnie zdjęć też próbujemy wyłuskać pożyteczne informacje. Dlatego też na ostatnich wtorkowych zajęciach wraz z Mają i Grześkiem wyliczyliśmy wysokość, na jakiej utrzymywała się niewielka chmura pierzasta (cirrus).
Do opracowania wybraliśmy zdjęcie przedstawiające pustynię w Algierii, na pograniczu prowincji Adrar i Tamanrasset. Oprócz formacji kamiennych, charakterystycznych dla skalistej pustyni Tanizruff, na oko niczego interesującego na nim nie widać. Jak to, a te malownicze pasma chmur? Daje się w nich rozpoznać typy cirrus i cumulus. Oto zdjęcie, będące przedmiotem naszego zainteresowania.
Każde zdjęcie ma swoją metryczkę, zawierającą ważne dla nas parametry.
Na początku pracy wyznaczyliśmy skalę zdjęcia, znając jego rozmiar w terenie i liczbę pikseli na matrycy. Z prostego rachunku192420/4312 wynika skala 44,5 metra na piksel.
Następnie wybraliśmy chmurkę pierzastą rzucającą wyraźny cień.
W programie Gimp, używając miarki, wyznaczyliśmy odległość pomiędzy chmurką a jej cieniem w pikselach.
W efekcie otrzymaliśmy wielkość 327,5 piksela, co odpowiada w terenie odległości około 14 500 metrów. Przypominam, że jest to odległość pomiędzy rzutem krawędzi chmury na powierzchnię gruntu, a cieniem rzucanym przez tę krawędź.
Dla poprawnego przełożenia tej wielkości na wysokość chmury nad powierzchnią Ziemi potrzebujemy jeszcze informacji o wysokości Słońca nad horyzontem dla danego miejsca w konkretnym momencie. Potrzebne dane – współrzędne nadiru oraz moment wykonania zdjęcia – zaczerpnęliśmy z metryczki jako:
szerokość geograficzna 24.95o N = 24o57`00” N
długość geograficzna 1.57 E = 1o34`12”.
Oprócz tego musielismy zamienić moment podany w formacie rok/kolejny dzień roku/h:m:s w czasie UT na format dzień/miesiąc/rok/h:m:s w czasie lokalnym fotografowanego miejsca. W tym wypadku, korzystając z internetowego kalendarza, znajdujemy że 307 dzień w roku odpowiada dacie trzeciego listopada, zaś Algieria leży w strefie czasowej UT+1 (podobnie jak Polska). Zatem nasz szukany moment wykonania zdjęcia to 3.11.2021 9:34:49 LT (czasu lokalnego) w Algierii. Te dane użyliśmy w programie Stellarium, ustalając miejsce i czas pomiaru.
Jako wysokość Słońca nad horyzontem w miejscu fotografowanym w danym momencie odczytaliśmy wielkość 30o06`48”. Po zaokrągleniu do wielkości 30o07`, zbudowaliśmy w programie GIMP trójkąt prostokątny z jednym z kątów o tej wartości.
Do wyliczenia wysokości naszej chmurki nad terenem posłużyliśmy się proporcją:
nieznana wysokość/zmierzona długość cienia = długość przyprostokątnej przeciwległej/długość przyprostokątnej przyległej,
czyli w zapisie arytmetycznym:
x/14500 = 2152/3712.
Po wyliczeniach mamy wynik – chmurka wznosi się około 8 400 metrów nad gruntem.
Szybka kwerenda w Internecie przynosi informację, że chmury pierzaste tworzą się na wysokościach od sześciu do dwunastu kilometrów, tak więc nasz pomiar dał całkiem rozsądny wynik.
Na kolejnych zajęciach zajmiemy się określaniem parametrów chmur kłębiastych – a materiału mamy aż nadto.