Мира́ж ( фр. mirage — букв. видимость ) — оптическое явление в атмосфере : преломление потоков света на границе между резко различными по плотности и температуре слоями воздуха. Для наблюдателя такое явление заключается в том, что вместе с реально видимым отдалённым объектом (или участком неба) также видно и его отражение в атмосфере.

Слово мираж происходит от французского mirage, которое в свою очередь произошло от латинского mirare, что означает «смотреть, удивляться» .

Классификация

Миражи делят на:

• нижние, видимые под объектом,
• верхние, видимые над объектом,
• боковые.

Нижний мираж

Наблюдается при вертикальном градиенте температуры (падении её с высотой) над перегретой ровной поверхностью, часто пустыней или асфальтированной дорогой. Мнимое изображение неба создаёт при этом иллюзию воды на поверхности. Так, на уходящей вдаль дороге в жаркий летний день видится лужа .

Верхний мираж

Наблюдается над холодной земной поверхностью при инверсном распределении температуры (температура воздуха повышается с увеличением высоты).

Верхние миражи случаются в целом реже, чем нижние, но чаще бывают более стабильными, поскольку холодный воздух не имеет тенденции двигаться вверх, а теплый — вниз .

Верхние миражи являются наиболее распространенными в полярных регионах, особенно на больших ровных льдинах со стабильной низкой температурой. Такие условия могут возникать над Гренландией и в районе Исландии. Возможно, благодаря этому эффекту, получившему название хиллингар (от исландского hillingar ), первые поселенцы Исландии узнали о существовании Гренландии .

Верхние миражи также наблюдаются в более умеренных широтах, хотя в этих случаях, они слабее, менее чёткие и стабильные. Верхний мираж может быть прямым или перевернутым, в зависимости от расстояния до истинного объекта и градиента температуры. Часто изображение выглядит как фрагментарная мозаика прямых и перевернутых частей.

Верхние миражи могут иметь поразительный эффект за счет кривизны Земли. Если изгиб лучей примерно такой же, как кривизна Земли, лучи света могут перемещаться на большие расстояния, в результате чего наблюдатель видит объекты, находящиеся далеко за горизонтом. Это наблюдалось и задокументировано в первый раз в 1596 году, когда судно под командованием Виллема Баренца в поисках Северо-восточного прохода застряло во льдах на Новой Земле . Экипаж был вынужден пережидать полярную ночь . При этом восход солнца после полярной ночи наблюдался на две недели раньше, чем ожидалось. Лишь в 20-м веке это явление было объяснено , и получило название « Эффект Новой Земли ».

Таким же образом, корабли, находящиеся на самом деле так далеко, что они не должны быть видны над горизонтом, могут появиться на горизонте, и даже над горизонтом, как верхние миражи. Это может объяснить некоторые истории о полетах кораблей или прибрежных городов в небе, как описано некоторыми полярниками .

Боковой мираж

Боковые миражи могут возникать как отражение от нагретой отвесной стены. Описан случай, когда ровная бетонная стена крепости вдруг заблистала, как зеркало, отражая в себе окружающие предметы. В жаркий день мираж наблюдался всякий раз, когда стена достаточно нагревалась солнечными лучами .

Фата-моргана

Сложные явления миража с резким искажением вида предметов носят название Фата-моргана. Фа́та-морга́на ( итал. fata Morgana — фея Моргана, по преданию, живущая на морском дне и обманывающая путешественников призрачными видениями) — редко встречающееся сложное оптическое явление в атмосфере, состоящее из нескольких форм миражей, при котором отдалённые объекты видны многократно и с разнообразными искажениями.

Фата-моргана возникает в тех случаях, когда в нижних слоях атмосферы образуется (обычно вследствие разницы температур) несколько чередующихся слоёв воздуха различной плотности, способных давать зеркальные отражения. В результате отражения, а также и преломления лучей, реально существующие объекты дают на горизонте или над ним по нескольку искажённых изображений, частично накладывающихся друг на друга и быстро меняющихся во времени, что и создаёт причудливую картину фата-морганы.

Миражи можно наблюдать с любой высоты в пределах земной атмосферы, в том числе из гор или самолётов .

Броккенский призрак

Броккенский призрак появляется, когда Солнце светит из-за альпиниста, смотрящего вниз с хребта или пика в туман. Тень альпиниста идёт сквозь туман, часто принимая причудливые угловатые очертания, вызванные перспективой. Кажущееся увеличение размеров тени — оптическая иллюзия , объясняемая тем, что наблюдатель соизмеряет свою тень, лежащую на относительно близких облаках, с далёкими объектами поверхности, видимой сквозь просветы в облаках; или когда невозможно сориентироваться в тумане и соизмерить размеры. Кроме того, тени попадают на капли воды, находящиеся на различных расстояниях от глаз, что нарушает восприятие глубины .

Броккенский призрак зачастую окружён светящимися кольцами разного цвета — глорией . Они появляются прямо напротив Солнца, когда солнечный свет отражается от облаков, состоящих из капель воды одинакового размера. Эффект обусловлен дифракцией света .

Фантом дальнего видения

Одним из ярких примеров таких фантомов является « летучий голландец ». Согласно морским мифам, капитан корабля-призрака навеки осуждён скитаться по морским просторам, нигде не причаливая. Моряки от встречи с мистическим кораблём никогда ничего хорошего не ждали — она всегда знаменовала несчастья и кораблекрушение.

Почти все истории о нём звучали приблизительно одинаково — призрачное судно плыло прямо на них, не отвечало на сигналы и крики, а потом неожиданно пропадало в тумане. На самом деле, команда корабля видела перед собой проекцию кораблей, что находились в это время на огромном расстоянии от них.

Появляется мираж дальнего видения тогда, когда земная поверхность нагревает воздушные массы, после чего они уходят вверх и охлаждаются. Если наверху над слоем холодных воздушных масс в силу тех или иных причин окажется более тёплый (например, его сюда занесли ветра с юга) и при этом сильно разреженный слой, а разница температуры между ними окажется довольно большой, то произойдёт рефракция . Световые лучи, которые отражаются от предметов, что расположены на земной поверхности, сделают дугу и уйдут обратно вниз, но уже не к своему непосредственному источнику. Они оказываются в десятках, а иногда и в сотнях километрах от него.

Мираж в ночное время

Условия для возникновения миража могут произойти и ночью. В большинстве случаев этого не наблюдается. Однако при некоторых обстоятельствах огни от движущихся транспортных средств, самолётов, кораблей, зданий и т. д., которые можно наблюдать ночью, как и в случае с дневным миражом будут не видны . То же самое может произойти с астрономическими объектами.

Примечание

Ссылки

• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.
• // meteocenter.net.
• в журнале «Вокруг Света»