Un metodo sistematico per fotografi e osservatori del cielo
Tra i fenomeni visivi più affascinanti che un fotografo possa incontrare vi sono quelli legati all'interazione della luce con l'atmosfera terrestre. Eppure, proprio questa bellezza porta con sé una trappola sottile: confondere un difetto dell'ottica con un fenomeno naturale reale, o viceversa. Con la diffusione di blog dedicati e di pagine social l'interesse per le cosiddette fotometeore è cresciuto esponenzialmente, di conseguenza è aumentata anche la frequenza con cui immagini di semplici aberrazioni ottiche vengono scambiate per avvistamenti straordinari.
Distinguere le due categorie non richiede competenze specifiche. Richiede, piuttosto, la comprensione delle cause fisiche che le generano e l'applicazione di alcuni test empirici rigorosi.
Due famiglie di fenomeni, due origini radicalmente diverse
Il punto di partenza concettuale è essenziale: le fotometeore e le aberrazioni ottiche appartengono a due domini fisici completamente distinti.
Le fotometeore sono fenomeni luminosi che si generano nell'atmosfera per riflessione, rifrazione, diffrazione o interferenza della luce solare o lunare con le particelle sospese nell'aria (gocce d'acqua, cristalli di ghiaccio, molecole gassose).
L'arcobaleno, l'alone a 22°, i pareli, l'arco circumzenitale e il celebre raggio verde sono tutti fenomeni che esistono indipendentemente da qualsiasi strumento ottico. La fotocamera non li produce: li registra soltanto.
Le aberrazioni ottiche e i flare, al contrario, sono artefatti che si generano interamente all'interno dell'obiettivo fotografico o del sistema di lenti. Non vi è nulla nell'aria o nel cielo che corrisponda a loro. Nascono dalla geometria imperfetta delle lenti, dalla dispersione cromatica del vetro, dai riflessi parassiti tra le superfici ottiche e dalle proprietà del diaframma.
Nei teleobiettivi fotografici, le aberrazioni più rilevanti sono quattro
L'aberrazione cromatica assiale (o longitudinale) è il difetto più critico e diffuso nelle ottiche a lunga focale. I diversi colori della luce — corrispondenti a diverse lunghezze d'onda — non convergono nello stesso punto sull'asse ottico, generando aloni colorati (tipicamente sfumature magenta o verdi) attorno ai soggetti ad alto contrasto. Questo difetto è particolarmente evidente a tutta apertura.
L'aberrazione cromatica laterale varia invece l'ingrandimento dell'immagine in funzione del colore, producendo frange cromatiche — blu/gialle o rosso/ciano — esclusivamente ai bordi estremi del fotogramma.
L'aberrazione sferica fa sì che i raggi periferici convergano prima di quelli centrali, riducendo la nitidezza complessiva e creando un caratteristico effetto "morbido" o velato sull'intera immagine.
La distorsione a cuscino (pincushion), infine, è la distorsione geometrica tipica delle focali lunghe: le linee dritte vicino ai bordi tendono a curvarsi verso l'interno del fotogramma.
A queste si aggiunge il flare, che si presenta in due forme distinte. Il lens flare geometrico genera poligoni o anelli luminosi allineati lungo la diagonale che unisce la sorgente luminosa al centro dell'immagine — la forma poligonale rispecchia esattamente il numero di lamelle del diaframma. La velatura (veiling flare) non produce forme geometriche, ma una nebbia luminosa diffusa che desatura i colori e degrada il contrasto dell'intera inquadratura.
Le fotometeore: geometria stabilita dalla fisica dell’atmosfera
Le fotometeore, per contro, obbediscono a leggi fisiche rigide che ne definiscono la geometria con precisione assoluta.
L'alone a 22° — il più comune — si manifesta come un anello luminoso di raggio angolare di 22 gradi attorno al Sole o alla Luna, con bordo interno tendente al rosso e bordo esterno che sfuma nel bianco-azzurro. Si forma per rifrazione della luce attraverso prismi esagonali di ghiaccio orientati casualmente nei cirri e cirrostrati.
I pareli (o "falsi soli") appaiono come macchie luminose e iridescenti posizionate a 22° a destra e a sinistra del Sole, alla stessa altezza sull'orizzonte, generati da cristalli esagonali piatti che cadono orizzontalmente.
L'arco circumzenitale si forma ad alta quota con un arco dai colori vividi e convessità rivolta verso il Sole. E’visibile solo quando il Sole è a bassa elevazione.
Il raggio verde (e il meno noto raggio blu) è un caso particolare di miraggio: si manifesta come un brevissimo lampo o pennacchio cromatico sull'estremità superiore del disco solare o lunare durante il tramonto o l'alba, prodotto dalla combinazione di rifrazione atmosferica, dispersione cromatica e diffusione selettiva.
La corona appare come una serie di anelli concentrici colorati strettamente ravvicinati al Sole o alla Luna, prodotti dalla diffrazione della luce attraverso goccioline d'acqua di dimensione uniforme.
Il metodo per distinguerle
Tutto il processo di identificazione si basa su una semplice regola: le fotometeore sono fenomeni esterni allo strumento; le aberrazioni sono fenomeni interni allo strumento.
L'esperienza mostra che quattro semplici verifiche consentono nella quasi totalità dei casi di discriminare correttamente tra fotometeore e artefatti ottici:
1. Il test del movimento
È il criterio più immediato.
Spostando leggermente l'inquadratura, un flare o un'immagine fantasma modificano la propria posizione all'interno del fotogramma.
Una fotometeora, invece, mantiene invariata la propria posizione rispetto al cielo e al paesaggio.
Se il fenomeno "segue" la fotocamera, molto probabilmente si tratta di un artefatto ottico.
2. Analisi della forma geometrica
I flare generano frequentemente figure poligonali con lati ben definiti, direttamente collegati alla struttura del diaframma.
Le fotometeore producono invece:
- anelli circolari;
- archi regolari;
- bande diffuse;
- strutture simmetriche determinate dalla rifrazione atmosferica.
La presenza di spigoli vivi è generalmente incompatibile con un fenomeno atmosferico.
3. Risposta alla variazione del diaframma
Modificando l'apertura dell'obiettivo si osservano comportamenti differenti.
Negli artefatti ottici:
- cambiano forma e dimensione dei flare;
- varia l'intensità delle aberrazioni cromatiche;
- possono comparire effetti stella attorno alle sorgenti luminose.
Le fotometeore non subiscono modifiche geometriche intrinseche al variare dell'apertura del diaframma.
4. Comportamento ai bordi del fotogramma
Molte aberrazioni aumentano sensibilmente verso la periferia dell'immagine.
Coma, astigmatismo e aberrazione cromatica laterale tendono infatti a peggiorare man mano che ci si allontana dall'asse ottico.
Le fotometeore mantengono invece la stessa struttura indipendentemente dalla loro posizione nel campo inquadrato.
Il caso del raggio blu che può essere confuso con aberrazione cromatica
Uno degli errori più frequenti riguarda l'interpretazione delle colorazioni osservate lungo il bordo della Luna.
L'aberrazione cromatica produce generalmente una fascia colorata distribuita in maniera uniforme lungo gran parte del bordo lunare.
Il raggio blu, al contrario, appare come una struttura asimmetrica e localizzata esclusivamente sulla sommità del disco, in corrispondenza dell'orizzonte atmosferico.
In altre parole:
- l'aberrazione cromatica "incornicia" l'oggetto;
- il raggio blu emerge da una regione specifica del disco.
La differenza morfologica è spesso sufficiente per una corretta identificazione.
(A sinistra: raggio blu fotografato da Gianni Tumino. A destra: esempio di aberrazione cromatica su disco lunare)
In caso in cui il flare può essere scambiato per un fenomeno alonare
Anche la confusione tra flare e aloni atmosferici è estremamente comune.
I fenomeni alonari occupano posizioni angolari rigorosamente determinate rispetto alla sorgente luminosa.
Un parelio sarà sempre situato a circa 22° dal Sole e alla sua stessa altezza. Un Pillar sarà sempre sopra o sotto la verticale della fonte luminosa….
Un flare, invece, dipende esclusivamente dalla geometria interna dell'obiettivo e cambia posizione al modificarsi dell'inquadratura.
In questo caso il test del movimento risulta decisivo: basta spostare la fotocamera di pochi gradi per osservare il flare migrare nel fotogramma, mentre il fenomeno atmosferico rimane immutato nel cielo.
(In alto: esempi di distribuzione geometrica dei fenomeni alonari. In basso: flare prodotto da una sorgente luminosa intensa presente nell'inquadratura)
La regola che non sbaglia quasi mai:
Le fotometeore dipendono dall’atmosfera - le aberrazioni dipendono dall'obiettivo
Se il fenomeno cambia al cambiare della lente, dell'apertura o dell'inquadratura, probabilmente non si trova nel cielo ma all'interno del sistema ottico.
Se invece mantiene la propria geometria indipendentemente dall'attrezzatura utilizzata, è molto probabile che stiate osservando un autentico fenomeno atmosferico.
Per il fotografo naturalista e paesaggista questa consapevolezza rappresenta molto più di una semplice curiosità tecnica: significa imparare a leggere il cielo e riconoscere quando la natura sta davvero offrendo uno spettacolo raro.
