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2020. 04. 18 - 19 関東地方・宮城県東方の太平洋上空でのスプライト (200 FPS)- 追加

 
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投稿者 メッセージ
ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1148
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sun Apr 19, 2020 4:50 pm    記事の件名: 2020. 04. 18 - 19 関東地方・宮城県東方の太平洋上空でのスプライト (200 FPS)- 追加 引用付きで返信

2020. 04. 18 - 19 関東地方・宮城県東方の太平洋上空でのスプライト 4イベント(200 FPS でのスプライト撮影)

2020. 4. 18 2つの低気圧が日本海と本州南岸を東進し、日本全国悪天候となりました。東京地方も 4/17 夜から雨が振り始め、4/18 の夕刻まで大雨、強風となりました。
低気圧は夜には太平洋へと抜けましたが、東北地方〜関東地方東方の太平洋上には前線が残り、その周辺で雷が発生しました。
雷はかなり盛大に発生しましたが、スプライトの観測は4イベントでした。

発生時刻:  21:28:36   21:33:57   22:20:37   01:28:28  4イベント
発生場所:  関東地方東方沖(3イベント)、及び宮城県東方の太平洋上空(1イベント)

今回は USB 接続カメラ DMK33UX290 を使用してハイフレームレート(200 FPS 1280x720p)でのキャプチャーを行い、01:28:28 宮城県沖でのスプライトを撮影する事が出来ました。
初めての 200 FPS でのスプライトのキャプチャーです。
200 FPS の場合 Exposure を 1/200 sec. に設定するので画面がかなり暗くなります。適正な明るさを得るためにはゲインを上げる必要がありますが、ゲインを上げると画質がかなりノイジーになります(今回はゲインを 45db - 46db 付近に設定)。そのため、今回の映像もややノイズが酷く全体に荒れた画像となっています。

20倍のスローモーション動画を見ると、中央のスプライトのカラム部分がまず出現し、次に羽根のような装飾部分(?)が出現。その後周囲のスプライトが次々と出現する様子が判ります。
スプライトの各発光エレメントが出現する順番があるのかもしれません(最初に中央の大きなスプライトが、次に周辺のスプライト、といった...)。
ITO



213358.jpg
 説明:
2020. 4. 18 21:33:58  関東地方東方の太平洋上空でのスプライト(HD120P)
DMK37BUX290 + Tamron8mmF1.4
スプライトが写っている5枚のフレームから比較明合成法で1枚に合成しました。960 x 540p に縮小してあります。
 ファイルサイズ:  113.96 KB
 閲覧数:  2959 回

213358.jpg



012828_200FPS.jpg
 説明:
2020. 4. 19 01:28:28  宮城県東方の太平洋上空でのスプライト(1280x720p 200P)
DMK33UX290 + Kowa6mmF1.2   ブレーム間隔は 005 (0.005 sec = 1/200)を表示しています。
スプライトが写っている10枚のフレームから比較明合成法で1枚に合成しました。960 x 540p に縮小してあります。
 ファイルサイズ:  153.94 KB
 閲覧数:  2959 回

012828_200FPS.jpg



Zenrin_20200418_960.jpg
 説明:
スプライトの発生場所(推定)
UFO AnalyzerV2 が出力する位置情報を地図上にプロットしました。
 ファイルサイズ:  66.03 KB
 閲覧数:  2959 回

Zenrin_20200418_960.jpg



212836_960.jpg
 説明:
2020. 4. 18 21:28:26  関東地方東方の太平洋上空でのスプライト(4K60P)
Panasonic DC-GH5s(改造品)+ Nokton25mmF0.95   
この画像ではわかりませんが、2回のスプライト・イベントが連続して発生しています。
スプライトが写っている8枚のフレームから比較明合成法で1枚に合成しました。960 x 540p に縮小してあります。
 ファイルサイズ:  89.16 KB
 閲覧数:  2955 回

212836_960.jpg



012828_200FPS_x20.mp4
 説明:
2020. 4. 19 01:28:28  宮城県東方の太平洋上空でのスプライト(1280x720p 200 FPS) 動画(20倍スローモーション)
DMK33UX290 + Kowa6mmF1.2
20倍のスローモーションです。容量 10.7MB .mp4 形式

ダウンロード
 ファイル名:  012828_200FPS_x20.mp4
 ファイルサイズ:  10.18 MB
 ダウンロード回数:  201 回



最終編集者 ITO [ Tue Apr 21, 2020 4:36 pm ], 編集回数 1 回
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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1148
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Tue Apr 21, 2020 4:00 pm    記事の件名: 200 FPS キャプチャー映像 引用付きで返信

2020. 04. 18 - 19 宮城県東方の太平洋上空でのスプライト(200 FPS でのスプライト撮影) - その2

200 FPS で撮影したスプライト 01:28:28 中で形が特徴的なエレメント* について発光がどのように出現・消滅するのかを見てみました。

 * エレメント:スプライトは多くの場合発光体の集合ですが(クラスター)、スプライトを構成する個々の発光をここでは「エレメント」と呼ぶことにします。

ピックアップしたのはスプライト 01:28:28 の中央に写っている妖精型(?)のエレメントです(写真 1 参照)。
この形のエレメント(中央にカラム - 円柱があり、その途中に数枚の羽根のような装飾を有する。カラムの上部には丸い風船のような発光がある)は比較的多く出現しており、個人的には「妖精型」と呼んでいるのですが、実際どのように呼ばれるいるのかは定かではありません。

フレーム映像(各映像の間隔は 5 ms = 0.005 sec.)を見ると、まず最初に中央のカラムが出現します。そのカラムは次のフレーム(5 ms = 0.005 sec. 後)では消滅しています。その替りに羽根のような装飾と上部の丸い発光が出現します。この2つの発光はだんだん薄くなり、フレーム No. 9 で消滅します(継続時間約 35 ms = 0.035 sec.)

尚、中央のカラム状発光の継続時間は下記文献 *1 中の画像 Figure 1. でも約 5ms となっています。
Steven A. Cummer, Submillisecond imaging of sprite development and structure
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2005GL024969
II 付のハイスピードカメラで 640x480p で 5000 FPS と 7200 FPS でスプライトをキャプチャー。
妖精型やスプライト・ヘイローを伴ったスプライトの出現について詳しい記述があって非常に参考になります。
ITO

PS 隔日の在宅勤務となりました。出社時もラッシュを外しての時差通勤。体重増加が心配なので帰路はジョギングで帰っています。



012828_比較明合成_960.jpg
 説明:
写真1: 調査対象は中央の妖精型のエレメント
2020. 4. 19 01:28:28 宮城県東方沖の太平洋上空でのスプライト
DMK33UX290 + Kowa6mmF1.2 1280 x 720p @ 200FPS でキャプチャー
 ファイルサイズ:  155.51 KB
 閲覧数:  2879 回

012828_比較明合成_960.jpg



Sprite_0-4_960.jpg
 説明:
フレーム画像(1)    フレーム間隔は 5ms = 0.005 sec
この画像では出現したカラム状の発光がその次のフレームで消滅している事が判ります。継続時間 = 5 ms
また、カラム状発光の消滅と同時期に羽根のような装飾と上部の風船のような発光が現れています。
 ファイルサイズ:  149.66 KB
 閲覧数:  2879 回

Sprite_0-4_960.jpg



Sprite_5-9_960.jpg
 説明:
フレーム画像(2)    フレーム間隔は 5ms = 0.005 sec
カラム状発光の消滅と同時期に現れた羽根のような装飾と上部の風船のような発光の継続時間は約 35 ms
 ファイルサイズ:  150.6 KB
 閲覧数:  2879 回

Sprite_5-9_960.jpg


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