Obserwacje Długodystansowe to rodzaj obserwacji wizualnej lub fotografii krajobrazowej, obejmującej obiekty widoczne z odległych dystansów z możliwością dostrzeżenia ich także z bliska.
Obserwowany obiekt jest obiektem materialnym nieożywionym. Może być to obiekt naturalny (np. góra , wzniesienie) lub antropogeniczny (np. maszt ). Obserwatorium określany jest dowolny punkt, obiekt, miejsce lub pomieszczenie, z którego dokonywana jest obserwacja długodystansowa.
W zależności od konfiguracji dwóch elementów: położenia obserwatora lub obserwatorium oraz obserwowanego obiektu możemy wyróżnić następujące typy obserwacji długodystansowej.
A. NAZIEMNE
Jest to najpowszechniejszy typ obserwacji obejmująco szeroko rozumiany krajobraz Ziemi, na który poza elementami naturalnymi składają się także te wytworzone przez człowieka, które są trwale związane z powierzchnią Ziemi. Aby zaistniala obserwacja tego typu obserwator lub sprzet rejestrujacy musi znajdowac sie równiez na powierzchni Ziemi lub obiekcie trwale z nia zwiazanym.
Elemtami naturalnymi są:
-> łańcuchy górskie oraz pasma górskie
-> izolowane szczyty lub wzniesienia
-> szata roślinna ( w rozumieniu wolnostojących wysokich drzew, które czynią dany obiekt rozpoznawalnym)
-> elementy przyrody nieożywionej, które czynią dany obiekt rozpoznawalnym ze sporych odległości,
Obiektami sztucznymi są:
-> Wzniesienia usypane z hałd pogórniczych oraz tereny górnicze, które przyczyniły się do trwałej zmiany lokalnego krajobrazu.
-> Wszelakie przeszkody lotnicze, do których zaliczymy m.in. wieże telewizyjne bądź kominy
-> Maszty telefonii komórkowej
-> Skyline (panoramy dużych miast) oraz pojedyncze wieżowce
B. ZIEMIA – ATMOSFERA
Odnoszą się do sytuacji, w której obserwator lub sprzet rejestrujacy znajduje się na Ziemi lub obiekcie trwale związanym z jej powierzchnią i patrzy na oddalony obiekt znajdujący się w dolnej części atmosfery ziemskiej. W taki sposób można obserwować odległe balony, samoloty (pod wspomnianymi wyżej wyjątkami) oraz inne obiekty.
C. LOTNICZE
Dotyczą sytuacji, w której obserwator lub sprzet rejestrujacy nie jest związany z powierzchnią Ziemi. Niemniej jednak zasadniczym celem obserwacji lotniczej jest dostrzeżenie obiektu znajdującego się na powierzchni Ziemi bądź trwale z nią zintegrowanego. Specyfiką obserwacji lotnicze jest jej różnorodnosć w zależności od zmiany wysokości obserwatora tudzież urządzenia. Głównym powodem takiego stanu rzeczy jest zmniejszanie się kontrastu pomiędzy niebem a widnokręgiem w miarę jak wznosimy się wyżej. W konsekwencji na wysokości kilku km widnokrag jest w zasadzie niewidoczny. Innym czynnikiem jest odwrócenie kontrastu pomiędzy odległym horyzontem a niebem, a także znaczne zmniejszenie gęstości powietrza, a co za tym idzie zdolności rozpraszania światła. W praktyce więc obserwator nie jest w stanie dostrzec obiektu znajdującego się setki kilometrów dalej za wyjątkiem sytuacji, gdy obiekt znajduje się na podobnej wysokości co on oraz gdy obiekt jest jasno oświetlony i posiada duże albedo (np. ośniezone szczyty górskie Himalajów).
D. ATMOSFERA-ATMOSFERA – specyficzny rodzaj obserwacji długodystansowych lotniczych gdzie zarówno obserwator, czy też sprzęt rejestrujący oraz obserwowany obiekt znajduja się w powietrzu. Obserwacje takie mogą mieć miejsce np. z pokładu samolotu, z którego obserwowany jest inny samolot z ekstremalnie dużej odległości.
E. POZAZIEMSKIE – dla któych można zaliczyć analogicznie obserwacje zarówno naziemne jak i lotnicze w obrębie atmosfery danej planety. Znanych jest co najmniej kilka takich obserwacji z Marsa.
W związku z powyższą definicją Obserwacje Długodystansowe NIE OBEJMUJĄ:
-> Ciał niebieskich – gdyż te z założenia są zawsze daleko od obserwatora. Ich obserwacją zajmuje się astronomia, a dokumentacją astrofotografia.
-> Sztucznych satelitów – co jest także przedmiotem astronomii lub astrofotografii z uwagi na fakt, że obiekty te orbitują Ziemię na zmaczej wysokości daleko poza atmosferą ziemską.
-> Aircraft (Plane) spottingu – hobby polegającemu na obserwowaniu samolotów przy założeniu iż samolot stoi na płycie lotniska i jest obserwowany z bliska lub leci wysoko na niebie. Planespotting może stanowić element astrofotografii w sytuacji, gdy samolot przelatuje w niedużej odległości kątowej od ciała niebieskiego, a zwłaszcza gdy tranzytuje tarczę Słońca lub Księżyca. Wyjątkiem, który kwalifikuje planespotting jako element obserwacji długodystansowych jest tylko i wyłącznie moment wschodu bądź zachodu Słońca lub Księżyca, na tle których aktualnie przelatuje samolot. Z uwagi na bardzo niską wysokość kątową samolotu, a tym samym jego dużą odległość od miejsca obserwacji jest on praktycznie niezauważalny w inny sposób.
-> Chmur – gdyż te są elementami pogody kształtującymi notabene warunki obserwacji długodystansowych. Zaliczamy tutaj także chmury wytworzone przez człowieka, jak np. chmura Wilsona.
-> Smug kondensacyjnych – za wyjątkiem tych najświeższych, mających bezpośredni kontakt z silnikiem samolotu. Często właśnie one wskazują obecność samolotu obserwowanego z długiego dystansu.
-> Cieni odległych gór – których obecność warunkuje stan atmosfery w danym momencie (stopień jej zapylenia i zachmurzenia).
-> Promieni zmierzchowych – które wskazują obecność chmur na ekstremalnie dużych dystansach od obserwatora.
-> Obłoków kondensacyjnych – będących produktem obiektów industrialnych. One stanowią podstawę do rozwoju chmur lub zamgleń w obrębie planetarnej warstwy granicznej.
-> Kłębów dymu – powstałych w wyniku pożarów lub działań wojennych. Element ten kształtuje lokalne warunki atmosferyczne dla obserwacji długodystansowych m.in. poprzez obniżanie przezroczystości atmosfery.
-> Zwierząt (Animal spotting) – ze względu na to, iż ich ruch jest trudny do przewidzenia w przeciwieństwie do balonu lub samolotu.
-> Łun miejskich – będących najlepszym przykładem zanieczyszczenia nieba przez światło. W warunkach nocnych są one czynnikiem wpływającym negatywnie na obserwacje długodystansowe.
Obserwacje Długodystansowe MOGĄ CZĘŚCIOWO OBEJMOWAĆ:
-> rakiety startujące w kosmos – jedynie w sytuacji gdy obiekt obserwowany jest w dolnej części atmosfery ziemskiej do osiągnięcia wysokości warstwy ozonowej.
Obserwacje naziemne a lotnicze – kryterium granicy na podstawie użycia dronów i innych obiektów latających
Obserwacjami naziemnymi SĄ:
-> Obserwacje obiektów wykonywane za pomoca drona posadzonego na obiekcie zintegrowanym z powierzchnią Ziemi tylko wtedy gdy wejście na obiekt jest niedostepne lub niebezpieczne (zagrażające zdrowou lub życiu obserwatora). Obserwator musi znajdować się bezpośrednio pod obiektem, na którym posadowiono drona lub najbliżej niego jak tylko możliwe.
-> Obserwacje obiektów wykonywane za pomoca drona znadującego się w bezpośrednim sąsiedztwie obiektu, gdzie odległosć urządzenia od obiektu:
– nie przekracza rozpiętości rąk dorosłego człowieka (Armspan),
– nie przekracza wysokości obiektu w sytuacji gdy posadowienie drona na obiekcie jest niemożliwe lub prawnie zabronione,
Obserwacjami naziemnymi NIE SĄ:
-> Obserwacje obiektów wykonywane z dronów zarówno w sytuacji posadowienia drona na obiekcie jak i bezpośredniego sąsiedztwa obiektu kiedy obserwator zlokalizoway jest w sporej odlegości obiektu. Sporą odległość od obiektu należy rozumieć m.in. jako sytuację, w której osoba „wysyła” drona w miejsce odcelowej obserwacji w zamian za wstawienie się na miejscu samodzielnie.
PRZYKŁAD:
Osoba chce obserwować odległy horyzont z masztu na Skrzycznem za pomocą drona, ale zamiast stanąć na szczycie pod nadajnikiem czyni to np. ze Szczyrku.
-> Obserwacje obiektów wykonane z balonu (lub spadochronu, paralotni) lecącego w obrebie wysokości odpowiadającej lokalnym przeszkodom terenowym. Przeszkodę terenową należy rozumieć jako obiekt o wysokości do ok. 30-35m. Pomimo iż wystepują one w sporym zageszczeniu, w wyniku paralaksy widok odległego horyzontu z ich poziomu może nie odpowiadac temu, który oferuje sam obiekt.
Kryterium wysokości lotniczych obserwacji długodystansowych
Zasadniczo można rozważać dwa limity wysokości, dla których obserwacje lotnicze mogłyby być rozpatrywane. Pierwszym z nich jest granica górnej troposfery – najniższej warstwy atmosfery ziemskiej, w której zachodzi ok. 4/5 wszystkich zjawisk pogodowych. Wtenczas warunki pomiędzy obserwatorem tudzież sprzętem, a obserwowanym obiektem są najbardziej zbliżone do tych, jakie występują w przypadku obserwacji naziemnych. Oczywiście, jak już wcześniej wspomniano zmieniają się one diamteralnie wraz z wysokością.
Drugą kluczową barierą jest warstwa ozonowa otaczająca powierzchnię Ziemi z wysokości ok. 40km. Fundamentalnym kryterium doboru tego pułpu wysokości jest obecność Pasa Wenus, za którym bezpośrednio widoczny jest cień Ziemi. Bynajmniej Pas Wenus, najlepiej widoczny na krótko po zachodzie Słońca odpowiada wysokości, dla której obniżenie widnokręgu wynosi dokładnie 6 stopni. Można tego dowieść patrząc na niebo dokładnie pod koniec zmierzchu cywilnego, którego kres wyznacza obecność Słońca 6º poniżej horyzontu. W tym momencie nieboskłon jest dokładnie podielony na pół na część oświetloną oraz zacienioną (przez cień Ziemi). Gdy owa wartość podłożymy do wzoru na obniżenie widnokręgu okaże się, iż (z uwzględnieniem standardowego współczynnika refrakcji) wysokość nad powierzchnią Ziemi wynosi ok. 40km. Warto równiez zaznaczyć, iż powyzej tej granicy niebo w ciągu dnia jest zupełnie czarne. Powyżej tej granicy obserwacje stanowią już przedmiot astronomii i astrofotografii.
Kryterium wiarygodności lotniczych obserwacji długodystansowych
Wymaga się od obserwatora podania dokładnych współrzędnych miejsca obserwacji, oraz czasu jeżeli pod uwage brane sa samoloty rejsowe. Znając położenie samolotu w momencie wykonania zdjęcia można bez trudu podac dystans do obserwowanego obiektu. Uzyskanie tych danych umożliwia strona Flightradar24.com z opcją Playback oraz strona Flightaware.com będąca darmową alternatywą na czas powyżej 7 dni.
W zależności od aspektów estetycznych obserwacje długodystansowe możemy podzielić na:
-> Widoczne – których podstawowym kryterium jest jedynie dostrzezenie obiektu. W związku z powyższym wystarczy jedynie minimalny kontrast obiektu na tle jego tła aby był zauważalny dla ludzkiego oka lub ewentualnie w późniejszej obróbce. Dopuszcza się obróbki zdjęć do uzyskania wymiernego rezultatu, ponieważ stanowi to materiał naukowy np. do analizy zjawiska refrakcji. Samo „pojawienie się” obiektu w miejscu, gdzie teoretycznie nie powinien jest szalenie istotnym elementem.
-> Szczegółowe – dla których obserwator oprócz widoczności samego obiektu na horyzoncie jest w stanie odróżnić szczegóły jego powierzchni, jak np. miejsca gdzie leży śnieg bądź stoki pokryte lasem. Fakt możliwości wyszczególnienia poszczególnych rodzajów pokrycia danego obiektu stwarza wymierne korzyści w studiowaniu przejrzystości atmosfery.
-> Przejrzyste – cechujące się najlepszą jakością obserwowanego obiektu, którego zdecydowana wększość cech jest dobrze widoczna. Przykładem może być zimowa obserwacja Tatr z Bieszczad, gdzie obserwator jest w stanie wskazać ważniejsze żleby, a nawet dostrzec hotel na szczycie Łomnicy. Warunki dla takiego typu obserwacji stwarzają możliwości obserwacji odległych obiektów industrialnych o bardzo małej szerokości kątowej. Zastosowanie tego typu obserwacji ma wymiar techniczny dla używanego sprzetu – można bowiem mierzyć stopień dystorsji. Oprócz tego przejrzyste obserwacje dugodystansowe to wspaniały materiał naukowy do wizualnych pomiarów lokalnych turbulencji atmosfery.
Sposoby rejestracji obserwacji dugodystansowych
W czasach historycznych podstawową formą rejestracji obserwacji długodystansowych były odczucia wizualne skutkujące późniejszym opisem, o czym wspomina m.in. ten artykuł:
https://dalekiewidoki.pl/2022/03/historia-obserwacji-dlugodystansowej.html
Obecnie podstawową drogą rejestracji obserwacji długodystansowych jest sprzęt fotograficzny, do którego należy zaliczć m.in.
-> Aparat (dziś raczej cyfrowy) kompaktowy lub lustrzanka
-> Smartfon
-> Kamera (Go Pro i inne)
-> Dron
-> Kamera internetowa
Najważniejszym jest posiadanie opcji zoomu w wymienionych urządzeniach. W niektórych przypadkach bywa to jednak trudne do osiągnięcia w warunkach standardowych (np. kamera internetowa lub dron) przez które należy rozumieć zakup urządzenia po przystepnej cenie.
Zastosowanie naukowe obserwacji długodystansowych
Do podstawowych zastosowań naukowych dziedziny Obserwacji Długodystansowych należą m.in.
-> badanie i obserwacja niestandardowej refrakcji atmosferycznej w kontekście postępujących zmian klimatycznych
-> częstotliwość występowania turbulencji w dolnej atmosferze w kontekście ich wpływu na ruch lotniczy
-> zmiany okresowe przezroczystości atmosfery ziemskiej oraz ich tendencje w nawiązaniu do zanieczyszczenia powietrza
-> psychologia oraz percepcja ludzkiego oka
-> wpływ na potencjał turystyczny danego miiejsca, z którego odległy widok staje się powszechny (ze względu na wzastającą świadomość lokalnego społeczeństwa).
Więcej szczegółów na temat kryteriów podziału oraz typów Obserwacji Długodystansowych można znaleźć tutaj:
https://astro-geo-gis.com/long-distance-observations-definition-types/