» » » » » » » Mirajul – Fata Morgana

Mirajul – Fata Morgana

postat în: Lumina | 0
Diferite tipuri de miraje într-o singură locație. Insulele Farallon
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:Farallon_Islands_at_inferior_mirage_no_mirage_and_superior_mirage.jpg 

(Diferite tipuri de miraje într-o singură locație luate de-a lungul a șase minute, care nu sunt indicate în ordinea temporală. Cadrul superior interior prezintă un miraj inferior al Insulelor Farallon. Al doilea cadru interior reprezintă Insulele Farallon cu un bliț verde în stânga.Cele două cadre de jos și cadrul principal arată miraje superioare ale Insulelor Farallon. În toate aceste cadre, mirajele superioare evoluează de la un miraj de 3 imagini (o imagine inversată între două drepte) la o imagine de 5 mirage, și apoi înapoi la un miraj de 2 imagini.Un astfel de afișaj este în concordanță cu o Fata Morgana.Toate cadrele, cu excepția celui superior, au fost fotografiate de la aproximativ 50-70 de metri deasupra nivelului mării. Cadrul superior a fost fotografiat de la nivelul mării. )

Un miraj este un fenomen optic natural, în care razele de lumină se îndoaie pentru a produce o imagine deplasată a obiectelor îndepărtate sau a cerului.

Mirajele pot fi clasificate drept „inferioare” (mai jos), superioare (mai sus) și „Fata Morgana”, un fel de miraj superior care constă dintr-o serie de imagini neobișnuit de elaborate, stivuite vertical, care formează un miraj rapid în schimbare.

Spre deosebire de o halucinație, un miraj este un fenomen optic real care poate fi capturat pe cameră, deoarece razele luminoase sunt de fapt refractate pentru a forma imaginea falsă la locul observatorului. Ceea ce imaginea pare să reprezinte, totuși, este determinat de facultățile interpretative ale minții umane. De exemplu, imaginile inferioare de pe uscat pot fi confundate foarte ușor cu reflexiile unei mici zone de apă.

Mirajul inferior

Miraj inferior în deșertul Mojave(Un miraj inferior în deșertul Mojave, primăvara)

Pentru călătorii epuizați în deșert, un miraj inferior poate părea a fi un lac de apă în depărtare. Un astfel de miraj se numește „inferior” deoarece mirajul se află sub obiectul real. Obiectul real într-un miraj inferior este cerul (albastru) sau orice obiect îndepărtat (deci albăstrui) în aceeași direcție. Mirajul determină observatorul să vadă o zonă luminoasă și albastră la sol în depărtare.

Razele de lumină provenind dintr-un anumit obiect îndepărtat se deplasează prin aproape aceleași straturi de aer și toate sunt îndoite cu aproximativ aceeași valoare. Prin urmare, razele care vin din partea de sus a obiectului vor ajunge mai jos decât cele din partea de jos. Imaginea este, de obicei, inversată vertical, sporind iluzia că imaginea cerului văzută la distanță este într-adevăr o băltoacă de apă sau de ulei, acționând ca o oglindă.

Imaginile inferioare nu sunt stabile. Aerul cald se înalță, iar aerul mai rece (fiind mai dens) coboară, astfel încât straturile se vor amesteca, generând turbulențe. Imaginea va fi distorsionată în consecință. Poate vibra; poate fi extinsă disproporționat vertical sau orizontal. Dacă există mai multe straturi de temperatură, mai multe miraje se pot amesteca, provocând probabil imagini duble. În orice caz, mirajele nu sunt de obicei mai mari de jumătate din înălțime (aceeași dimensiune aparentă ca soarele și luna) și doar pentru obiectele aflate la câțiva kilometri distanță.

Încețoșarea
Încețoșarea cauzată de evacuarea gazelor motorului cu jet
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:Swiss_F-5E_at_Fairford.JPG

(Încețoșarea cauzată de evacuarea gazelor motorului cu jet. )

Încețoșarea, denumită și mirajul cald, se referă la mirajul inferior experimentat atunci când se vizualizează obiecte printr-un strat de aer încălzit; de exemplu vizualizarea obiectelor pe asfalt fierbinte sau prin gazele de evacuare produse de motoarele cu jet. Atunci când apare pe drumuri datorită asfaltului cald, acesta este adesea denumit miraj de drum.

Convecția determină variația temperaturii aerului, iar variația dintre aerul cald la suprafața drumului și aerul rece mai dens de deasupra acestuia creează un gradient în indicele de refracție al aerului. Acest lucru produce un efect estompat, care afectează capacitatea de a vedea clar obiecte, efectul fiind mai puternic atunci când imaginea este mărită printr-un telescop sau un teleobiectiv.

Mirajul cald de drum
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:Hot_road_mirage.jpg

(Mirajul cald de drum, „apa falsă” pe drum, cel mai frecvent exemplu de miraj inferior. )

Lumina de la cer, la un unghi mic față de drum, este refractată de gradientul indicelui, făcând să pară că cerul este reflectat de suprafața drumului. Mintea interpretează acest lucru ca o pânză de apă pe drum, deoarece apa reflectă cerul. Iluzia se estompează odată cu apropierea.

Pe asfaltul șoselelor se poate vedea ca și cum s-ar fi vărsat apă, sau chiar petrol. Aceste tipuri de mirajuri inferioare sunt adesea numite „miraje de deșert” sau „miraje de autostradă”. Atât nisipul, cât și asfaltul pot deveni foarte fierbinți atunci când sunt expuse la soare, fiind cu ușurință cu mai mult de 10 °C mai fierbinte decât aerul de un metru deasupra, suficient pentru a crea condiții potrivite pentru formarea mirajului.

Mirajul superior

Miraj superior: avion pe gheață, stațiunea  McMurdo din Antarctica
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:MirageAntarctique.jpg

(Miraj superior: avion pe gheață, stațiunea  McMurdo din Antarctica.)

Un miraj superior apare atunci când aerul de sub linia de vizibilitate este mai rece decât aerul de deasupra lui. Acest aranjament neobișnuit se numește o inversiune de temperatură, deoarece aerul cald deasupra aerului rece este opusul gradientului normal al temperaturii atmosferei. Trecând prin temperatura inversată, razele de lumină sunt îndoite și astfel imaginea apare deasupra obiectului adevărat, de unde și numele ”superior”. Mirajele superioare sunt, în general, mai puțin frecvente decât mirajele inferioare, dar, când apar, ele tind să fie mai stabile, deoarece aerul rece nu are tendința de a se mișca și aerul cald nu are tendința de a se deplasa în jos.

Mirajele superioare sunt destul de obișnuite în regiunile polare, în special pe suprafețele mari de gheață care au o temperatură uniformă scăzută. Mirajele superioare apar, de asemenea, la latitudini mai moderate, deși în aceste cazuri sunt mai slabe și tind să fie mai puțin uniforme și stabile. De exemplu, o linie de coastă îndepărtată poate să apară că se înalță și să pară mai sus (și, deci, poate mai aproape) decât este într-adevăr. Din cauza turbulențelor, ele pot apare ca niște țepe și turnuri care dansează.

Un miraj superior poate fi inversat vertical sau nu, în funcție de distanța obiectului real și de gradientul de temperatură. De multe ori imaginea apare ca un amestec distorsionat de piese sus și jos.

Mirajele superioare pot avea un efect neobișnuit datorită curburii Pământului. Dacă Pământul ar fi plat, razele de lumină care se îndoaie ar atinge curând solul și ar fi afectate numai obiectele din apropiere. Deoarece Pământul este rotund, dacă curba descendentă este similară cu curbura Pământului, razele de lumină pot călători pe distanțe foarte mari, chiar dincolo de orizont. Acest lucru a fost observat și documentat pentru prima dată în 1596, când o navă sub comanda lui Willem Barentsz în căutarea pasajului nord-est a ajuns să fie blocată în gheața de la Novaya Zemlya. Echipajul a fost atunci forțat să îndure iarna polară acolo. Ei au văzut că noaptea de iarnă se termină odată cu apariția unui Soare distorsionat cu două săptămâni mai devreme decât era de așteptat. Abia în secolul al XX-lea știința a putut să explice motivul: adevăratul Soare era încă sub orizont, dar razele sale luminoase urmau curbura Pământului. Acest efect este adesea numit mirajul Novaya Zemlya. Pentru fiecare 111,12 kilometri de călătorie a razelor de lumină în paralel cu suprafața Pământului, Soarele va apărea cu 1° mai sus la orizont. Stratul de inversiune trebuie să aibă doar un gradient de temperatură corect pe întreaga distanță pentru a face posibil acest lucru.

În același mod, navele care sunt în realitate atât de departe, încât nu trebuie să fie vizibile deasupra orizontului geometric, pot apărea la orizont sau chiar peste orizont ca niște miraje superioare. Acest lucru poate explica câteva povestiri despre navele care zboară sau orașele de coastă de pe cer, după cum au fost descrise de unii exploratori polari. Acestea sunt exemple de așa-numite miraje arctice.

Dacă gradientul de temperatură pe verticală este de +12,9 °C la 100 de metri (unde semnul pozitiv înseamnă că temperatura devine mai caldă pe măsură ce se urcă mai sus), razele orizontale de lumină vor urma doar curbura Pământului, iar orizontul va apărea plat. Dacă gradientul este mai mic (cum este aproape întotdeauna), razele nu sunt suficient de îndoite și se pierd în spațiu, ceea ce reprezintă situația normală a unui „orizont” sferic, convex.

În unele situații, obiectele îndepărtate pot fi ridicate sau coborâte, întinse sau scurtate fără implicarea mirajului.

Fata Morgana
Fata Morgana, Insulele Farallon
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:Farallons_islands_miragep.jpg

(Secvența unei Fata Morgana a Insulelor Farallon, așa cum se vede din San Francisco. )

Fata Morgana, a cărei denumire provine din traducerea în limba italiană a lui Morgan le Fay, sora vitregă din povești a regelui Arthur care își putea schimba forma, este un miraj extrem de complex. Apare cu alternanțe de zone comprimate și exntinse, imagini înălțate și imagini inversate. Este un miraj cu aspect care se schimbă rapid.

Mirajele Fata Morgana sunt cele mai frecvente în regiunile polare, în special pe suprafețe mari de gheață cu o temperatură uniformă scăzută, dar ele pot fi observate aproape oriunde. În regiunile polare, Fata Morgana poate fi observată în zilele reci; în zonele deșertice și peste oceane și lacuri, se poate observa Fata Morgana în zilele fierbinți. Pentru a apare Fata Morgana, inversiunea temperaturii trebuie să fie suficient de puternică încât curburile razei de lumină în cadrul inversiunii să fie mai mari decât curbura Pământului.

Razele se vor îndoi și vor crea arce. Un observator trebuie să se afle într-un strat atmosferic ductibil pentru a putea vedea Fata Morgana. Fara Morgana poate fi observată de la orice altitudine din atmosfera Pământului, inclusiv îm vârfuri de munte sau din avioane.

Fata Morgana poate trece de la miraj superior la inferior și înapoi în câteva secunde, în funcție de condițiile în continuă schimbare ale atmosferei. Șaisprezece cadre ale mirajului Insulelor Farallon, care nu pot fi văzute la nivelul mării deloc în condiții normale, deoarece sunt situate sub orizont, au fost fotografiate în aceeași zi. Primele paisprezece cadre au elemente de Fata Morgana – alternări ale zonelor comprimate și exntinse. Ultimele două cadre au fost fotografiate câteva ore mai târziu în jurul apusului. Aerul a fost mai rece, în timp ce oceanul a fost probabil puțin mai cald, ceea ce a făcut ca inversarea temperaturii să fie mai mică. Mirajul era încă prezent, dar nu era atât de complex ca cu câteva ore înainte de apus, și nu mai corespundea unei Fata Morgana, ci mai degrabă unui miraj superior.

Distorsiunile imaginii și îndoirea luminii pot produce efecte spectaculoase. În cartea Pursuit: Chase și scufundarea lui „Bismarck”, autorul Ludovic Kennedy descrie un incident care se presupune că a avut loc în Strâmtoarea Danemarcei în 1941, ca urmare a scufundării lui Hood. Bismarck, urmărit de croazierele britanice Norfolk și Suffolk, a ieșit din raza vizuală într-o ceață de mare. După doar câteva secunde, nava a reapărut navigând spre navele britanice la viteză mare. Alarmate, crucișătoarele s-au despărțit, anticipând un atac iminent, iar observatorii de pe ambele nave se uitau cu uimire cum nava de luptă germană a început să tremure, a devenit neclară și a dispărut. Monitorizarea radar din timpul acestor evenimente a indicat că Bismarck nu a făcut, de fapt, nicio manevră.

Miraje de noapte

Condițiile de producere a unui miraj pot apare și noaptea. De cele mai multe ori, aceste condiții lipsesc. Cu toate acestea, în anumite cazuri, luminile vehiculelor în mișcare, aeronave, nave, clădiri etc. pot fi observate pe timp de noapte, chiar dacă, la fel ca în cazul mirajului din timpul zilei, obiectele nu vor fi observabile în mod real.

Aceasta situație  include mirajul obiectelor astronomice.

Mirage ale obiectelor astronomice

Un miraj al unui obiect astronomic este un fenomen optic natural, în care razele de lumină sunt îndoite pentru a produce imagini distorsionate sau multiple ale unui obiect astronomic. Mirajele pot fi observate pentru astfel de obiecte astronomice precum Soarele, Luna, planetele, stelele strălucitoare și cometele foarte strălucitoare. Cele mai frecvent sunt observate la apusul și răsăritul Soarelui.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *