Trugbild - Mirage

Für andere Verwendungen siehe Mirage (Begriffsklärung) .
Verschiedene Arten von Fata Morganas an einem Ort, aufgenommen im Verlauf von sechs Minuten, nicht in chronologischer Reihenfolge gezeigt.

Eine Fata Morgana ist ein natürlich auftretendes optisches Phänomen, bei dem Lichtstrahlen durch Brechung gebeugt werden , um ein verschobenes Bild entfernter Objekte oder des Himmels zu erzeugen. Das Wort kommt ins Englische über das Französische (se) mirer , vom lateinischen mirari , was "anschauen, sich wundern" bedeutet.

Fata Morgana können in "minderwertig" (bedeutet niedriger), "superior" (bedeutet höher) und " Fata Morgana " kategorisiert werden , eine Art von überlegener Fata Morgana, die aus einer Reihe ungewöhnlich aufwendiger, vertikal gestapelter Bilder besteht, die eine sich schnell ändernde Fata Morgana bilden .

Im Gegensatz zu einer Halluzination ist eine Fata Morgana ein echtes optisches Phänomen, das mit der Kamera festgehalten werden kann, da Lichtstrahlen tatsächlich gebrochen werden, um am Standort des Betrachters das falsche Bild zu bilden. Was das Bild jedoch darzustellen scheint, wird durch die interpretativen Fähigkeiten des menschlichen Geistes bestimmt. Zum Beispiel werden minderwertige Bilder an Land sehr leicht mit den Reflexionen eines kleinen Gewässers verwechselt.

Minderwertige Fata Morgana

Eine minderwertige Fata Morgana in der Mojave-Wüste in einer Quelle in Nevada

Bei einer minderwertigen Fata Morgana erscheint das Fata Morgana-Bild unter dem realen Objekt. Das wirkliche Objekt in einer minderwertigen Fata Morgana ist der (blaue) Himmel oder ein entferntes (daher bläuliches) Objekt in derselben Richtung. Die Fata Morgana bewirkt, dass der Betrachter einen hellen und bläulichen Fleck auf dem Boden sieht.

Lichtstrahlen, die von einem bestimmten entfernten Objekt kommen, wandern alle durch fast die gleichen Luftschichten und alle werden in ungefähr demselben Winkel gebrochen . Daher werden Strahlen, die von der Oberseite des Objekts kommen, tiefer eintreffen als die von unten. Das Bild ist normalerweise auf dem Kopf stehend, was die Illusion verstärkt, dass das Himmelsbild in der Ferne eine spiegelnde Reflexion auf einer Wasser- oder Ölpfütze ist, die als Spiegel wirkt .

Minderwertige Bilder sind nicht stabil. Da wärmere Luft aufsteigt, während kühlere Luft (die dichter ist ) sinkt, vermischen sich die Schichten und verursachen Turbulenzen . Das Bild wird entsprechend verzerrt ; es kann vibrieren oder vertikal ( aufragend ) oder horizontal ( gebeugt ) ausgefahren werden . Auch eine Kombination aus Vibration und Dehnung ist möglich. Wenn mehrere Temperaturschichten vorhanden sind, können sich mehrere Fata Morganas vermischen und möglicherweise Doppelbilder verursachen. Auf jeden Fall sind Fata Morgana normalerweise nicht größer als etwa ein halbes Grad hoch (ungefähr der Winkeldurchmesser von Sonne und Mond) und stammen von Objekten zwischen Dutzenden von Metern und einigen Kilometern entfernt.

Hitzedunst

Eine Fata Morgana auf einer heißen Straße, bei der "falsches Wasser" auf der Straße erscheint, ist der am häufigsten beobachtete Fall einer minderwertigen Fata Morgana.
Hitzedunst durch das Abgas eines Düsentriebwerks sichtbar
Siehe auch: Schlieren , Twinkling und Astronomisches Sehen

Hitzeschleier , auch Hitzeschimmer genannt , bezieht sich auf die minderwertige Fata Morgana, die beim Betrachten von Objekten durch eine Masse heißer Luft beobachtet wird. Häufige Fälle, in denen Hitzedunst auftritt, sind Bilder von Objekten, die an heißen Tagen über Asphaltbetonstraßen (auch bekannt als Asphalt) und über Mauerwerkdächern, über und hinter Feuer (wie bei brennenden Kerzen , Terrassenheizungen und Lagerfeuern ) und durch Abgase betrachtet werden von Düsentriebwerken . Wenn es aufgrund des heißen Asphalts auf Straßen auftaucht, wird es oft als "Autobahn-Trugbild" bezeichnet. Es kommt auch in Wüsten vor; in diesem Fall wird es als "Wüsten-Trugbild" bezeichnet. Sowohl Asphalt als auch Sand können sehr heiß werden, wenn sie der Sonne ausgesetzt sind und leicht mehr als 10 °C (18 °F) höher als die Luft einen Meter darüber sind, genug, um die Bedingungen für die Fata Morgana zu schaffen.

Konvektion bewirkt, dass die Temperatur der Luft variiert, und die Variation zwischen der heißen Luft an der Straßenoberfläche und der dichteren kühlen Luft darüber verursacht einen Gradienten im Brechungsindex der Luft. Dadurch entsteht ein verschwommener Schimmereffekt , der die Auflösung des Bildes behindert und verstärkt, wenn das Bild durch ein Teleskop oder Teleobjektiv vergrößert wird .

Licht vom Himmel in einem flachen Winkel zur Straße wird durch den Indexgradienten gebrochen , so dass es so aussieht, als würde der Himmel von der Straßenoberfläche reflektiert. Der Verstand interpretiert dies als Flüssigkeitslache (normalerweise Wasser, aber möglicherweise auch andere, wie Öl) auf der Straße, da einige Arten von Flüssigkeiten auch den Himmel reflektieren. Die Illusion verblasst, wenn sich der Betrachter dem spiegelnden Objekt nähert.

Hitzedunst hat nichts mit dem atmosphärischen Dunstphänomen zu tun .

Überlegene Fata Morgana

Oben: Eine überragende Fata Morgana eines Flugzeugs auf Eis, McMurdo Station
Unten: Eine künstliche Fata Morgana, bei der Zuckerlösungen verwendet werden, um die Inversionsschichten zu simulieren.

Eine überlegene Fata Morgana ist eine, bei der das Fata Morgana-Bild über dem realen Objekt zu liegen scheint. Eine überlegene Fata Morgana tritt auf, wenn die Luft unter der Sichtlinie kälter ist als die Luft darüber. Diese ungewöhnliche Anordnung wird als Temperaturinversion bezeichnet , da warme Luft über kalter Luft das Gegenteil des normalen Temperaturgradienten der Atmosphäre während des Tages ist. Beim Durchlaufen der Temperaturinversion werden die Lichtstrahlen nach unten gebogen, und so erscheint das Bild über dem wahren Objekt, daher der Name superior . Überlegene Fata Morgana neigen dazu, stabiler zu sein als unterlegene Fata Morgana, da kalte Luft nicht dazu neigt, sich nach oben zu bewegen und warme Luft nicht dazu neigt, sich nach unten zu bewegen.

Überlegene Luftspiegelungen sind in Polarregionen recht häufig , insbesondere über großen Eisschichten mit gleichmäßig niedriger Temperatur. Überlegene Fata Morgana treten auch in gemäßigteren Breiten auf, obwohl sie in diesen Fällen schwächer sind und dazu neigen, weniger glatt und stabil zu sein. Zum Beispiel kann eine ferne Küste erscheint Turm und schaut höher (und damit vielleicht näher) , als es wirklich ist. Aufgrund der Turbulenzen scheint es tanzende Stacheln und Türme zu geben. Diese Art von Fata Morgana wird in der isländischen Sprache auch Fata Morgana oder Hafgerðingar genannt .

Eine überlegene Fata Morgana kann in Abhängigkeit von der Entfernung des wahren Objekts und dem Temperaturgradienten mit der richtigen Seite nach oben oder auf dem Kopf stehen. Oft erscheint das Bild als eine verzerrte Mischung aus Auf- und Ab-Teilen.

Da die Erde rund ist , können Lichtstrahlen große Entfernungen zurücklegen, auch von jenseits des Horizonts , wenn die nach unten gerichtete Krümmung der Lichtstrahlen etwa der Krümmung der Erde entspricht . Dies wurde 1596 beobachtet und dokumentiert, als ein Schiff auf der Suche nach der Nordostpassage bei Nowaja Semlja oberhalb des Polarkreises im Eis stecken blieb . Die Sonne schien zwei Wochen früher als erwartet aufzugehen; die echte Sonne stand noch immer unter dem Horizont, aber ihre Lichtstrahlen folgten der Erdkrümmung. Dieser Effekt wird oft als Novaya Semlya Fata Morgana bezeichnet . Für alle 111,12 Kilometer (69,05 Meilen), die Lichtstrahlen parallel zur Erdoberfläche wandern, erscheint die Sonne 1° höher am Horizont. Um dies zu ermöglichen, muss die Inversionsschicht über die gesamte Strecke genau den richtigen Temperaturgradienten aufweisen.

Ebenso können Schiffe, die so weit entfernt sind, dass sie über dem geometrischen Horizont nicht sichtbar sein sollten, am oder sogar über dem Horizont als überlegene Fata Morgana erscheinen. Dies könnte einige Geschichten über fliegende Schiffe oder Küstenstädte am Himmel erklären, wie sie von einigen Polarforschern beschrieben wurden. Dies sind Beispiele für sogenannte arktische Fata Morganas oder Hillingar auf Isländisch.

Wenn der vertikale Temperaturgradient +12,9 C° pro 100 Meter beträgt (wobei das positive Vorzeichen bedeutet, dass die Temperatur in größeren Höhen zunimmt), dann folgen horizontale Lichtstrahlen einfach der Erdkrümmung und der Horizont erscheint flach. Wenn der Gradient geringer ist (was fast immer der Fall ist), werden die Strahlen nicht genug gebeugt und verlieren sich im Raum, was die normale Situation eines kugelförmigen, konvexen "Horizonts" ist.

In einigen Situationen können entfernte Objekte angehoben oder abgesenkt, gedehnt oder verkürzt werden, ohne dass eine Fata Morgana involviert ist.

Fata Morgana

Hauptartikel: Fata Morgana (Trugbild)

Eine Fata Morgana (der Name stammt aus der italienischen Übersetzung von Morgan le Fay , der feenhaften, formwandelnden Halbschwester von König Artus) ist eine sehr komplexe, überlegene Fata Morgana. Es erscheint mit abwechselnden komprimierten und gedehnten Bereichen, aufrechten Bildern und invertierten Bildern. Eine Fata Morgana ist auch eine sich schnell verändernde Fata Morgana.

Fata Morgana Fata Morgana sind am häufigsten in Polarregionen zu finden , insbesondere über großen Eisflächen mit gleichmäßig niedriger Temperatur, aber sie können fast überall beobachtet werden. In Polarregionen kann an kalten Tagen eine Fata Morgana beobachtet werden; in Wüstengebieten und über Meeren und Seen kann an heißen Tagen eine Fata Morgana beobachtet werden. Für eine Fata Morgana muss die Temperaturinversion stark genug sein, damit die Krümmungen der Lichtstrahlen innerhalb der Inversion stärker sind als die Krümmung der Erde .

Die Strahlen biegen sich und bilden Bögen . Ein Beobachter muss sich in einem atmosphärischen Kanal befinden, um eine Fata Morgana sehen zu können. Fata Morgana Fata Morgana können aus jeder Höhe innerhalb der Erdatmosphäre beobachtet werden , einschließlich von Berggipfeln oder Flugzeugen.

Bildverzerrungen und Lichtkrümmungen können spektakuläre Effekte erzeugen. In seinem Buch Pursuit: The Chase and Sinking of the "Bismarck" beschreibt Ludovic Kennedy einen Vorfall, der sich angeblich 1941 nach dem Untergang der Hood unterhalb der Dänemarkstraße ereignete . Die Bismarck ging , während sie von den britischen Kreuzern Norfolk und Suffolk verfolgt wurde , außer Sichtweite in einen Seenebel. Innerhalb von Sekunden tauchte das Schiff wieder auf und dampfte mit hoher Geschwindigkeit auf die britischen Schiffe zu. Erschrocken trennten sich die Kreuzer in Erwartung eines bevorstehenden Angriffs, und Beobachter beider Schiffe sahen erstaunt zu, wie das deutsche Schlachtschiff flatterte, undeutlich wurde und verblasste. Die Radarüberwachung während dieser Ereignisse zeigte, dass die Bismarck tatsächlich keine Kursänderungen vorgenommen hatte.

Sequenz einer Fata Morgana der Farallon Islands von San Francisco aus gesehen
Die gleiche Sequenz wie eine Animation

Nächtliche Fata Morgana

Die Bedingungen für die Herstellung einer Fata Morgana können sowohl nachts als auch tagsüber auftreten. Unter Umständen können nachts Fata Morgana von astronomischen Objekten und Fata Morgana von Lichtern von sich bewegenden Fahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen, Gebäuden usw. beobachtet werden.

Fata Morgana von astronomischen Objekten

Hauptartikel: Mirage von astronomischen Objekten

Eine Fata Morgana eines astronomischen Objekts ist ein natürlich auftretendes optisches Phänomen, bei dem Lichtstrahlen gebeugt werden, um verzerrte oder mehrfache Bilder eines astronomischen Objekts zu erzeugen . Bei astronomischen Objekten wie der Sonne , dem Mond , den Planeten , hellen Sternen und sehr hellen Kometen können Fata Morganas beobachtet werden . Am häufigsten beobachtet werden Sonnenauf- und Sonnenuntergangs- Trugbilder.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Externe Links