Mis põhjustab Mirage'i?

Optiline nähtus, mida nimetatakse miraažiks, esineb loomulikult ja see tuleneb valguskiirte painutamisest, et luua nihutatud pilt kas kaugematest objektidest või taevast. Mõiste päritolu seisneb prantsuskeelses sõnas mirage ja ladina keeles miraris, mis tähendab „imestada” või „vaadata”. Miraažid kuuluvad kas kõrgema, halvema või „Fata Morgana” kategooriasse. Mirage saab kaamerasse kinni püüda, sest see on tegelik optiline nähtus.

Inferior Mirage

Madalam hinge peegeldub tavaliselt kõrbes ja see ilmub veekoguna kaugel. Miraažit nimetatakse halvemaks, sest see asub tegeliku objekti all. Antud juhul on tegemist sinise taeva või teise samasuunalise kauge objektiga. Miraaž viib vaatleja poole, et näha kaugel asuvas maal heleda ja sinakas ala. Valguskiired, mis pärinevad kaugest objektist, liiguvad läbi peaaegu sama õhukihi ja ka painutatud peaaegu sama palju. Objekti ülaosast liikuvad kiired jõuavad seega madalamale kui alumisest kiirusest. Tavaliselt on pilt tagurpidi, mistõttu ta näeb, et taeva kujutiseks on peegelena kasutatav veepall. Ka halvemad pildid ei ole stabiilsed. Kuumale õhule on iseloomulik, et õhk tõuseb ja jahedam õhk langeb alla, mis põhjustab kihtide segunemist ja turbulentsi tekkimist. Seejärel moonutatakse kujutist vastavalt ning see võib olla horisontaalselt või vertikaalselt laiendatud või vibreeriv. Mitmed temperatuuri kihid võivad tekitada mõningaid peegeldusi topeltkujutiste loomiseks. Võltsitud vesi või kuuma teekond on tavaline näide sellisest miraažist. Madalamad müraadid võivad esineda ka järvede või ookeanide kohal, kuna need on ulatuslikud ja tasased. IJsselmeer ja Markermeeri järved on mõned veekogud, kus madalamad miraažid on tavalised.

Kuumuta

Soojuse hägusus on mingi madalam heli, mida täheldatakse, kui objekte vaadatakse läbi kuuma õhu. Seda nähtust, mida nimetatakse ka soojuse hõõgumiseks, võib näha, vaadates esemeid läbi heitgaaside, mida väljuvad reaktiivmootorid või kuumutatud asfalt. Konvektsioon aitab kaasa õhu temperatuuri muutumisele, samal ajal kui teekonna pinnal kuumutatud õhu ja ülaltoodud jaheda õhu varieerumine põhjustab õhu murdumisnäitaja gradienti. Seejärel tekib hägune simmeringefekt, mis mõjutab objektide lahendamise võimet. See efekt suureneb, kui konkreetset pilti suurendatakse teleskoobiga või teleskoopiga. Taevast kergelt nurga all olev valgus murdub tavaliselt indeksi gradienti poolt, et näha, et taevas peegeldub tee pinnalt. Inimese mõistus jälgib seda sündmust kui veekogu maanteel, sest vesi peegeldab ka taevast, kuid see illusioon kaob, kui inimene läheb lähemale. Kui tee on otstarbekas, tundub, et vesi või õli on lekkinud. Tarmak ja liiv võivad päikese kätte sattumisel väga soojendatult soodustada miraaži arengut.

Superior Mirage

Erinevalt madalamast härrastest esineb ülemus siis, kui objekti kujutis ilmub konkreetse objekti kohal. Seda nähtust täheldatakse, kui vaatevälja all olev õhk on selle kohal oleva õhuga võrreldes külmem. Seda esinemist nimetatakse temperatuuri inversiooniks, kuna külma õhu olemasolu sooja õhu all on atmosfääri normaalse temperatuurigradienti kõrvalekalle. Sellised miraažid on haruldasemad kui madalamad miraažid ja nad on stabiilsemad, kuna külm õhk ei liigu üles ja soe õhk ei liigu tavaliselt alla. Suuremad peegeldused esinevad tavaliselt polaarpiirkondades, eriti massiivsete jäälehtede kohal, millel on ühtlane madal temperatuur. Kui peeglid ilmuvad mõõdukamatel laiuskraadidel, kalduvad nad nõrgemaks ja vähem stabiilseks ja siledaks. Sõltuvalt temperatuuri gradiendist ja tõelise objekti kaugusest võib kõrgema müra ilmuda tagurpidi või paremale ülespoole. Müra peetakse sageli nii üles kui alla osade moonutatud seguna. Miraažidel võib olla maapinna kumeruse tõttu silmatorkav mõju. Valguskiired võivad liigutada suuri vahemaid, kui nende allapoole painutamine on peaaegu sama, mis Maa kõverus. Kuigi seda nähtust täheldati esimest korda 1596. aastal Novaja Zemljas, ei selgitatud seda teaduslikult kuni 20. sajandini. Iga 69.05 miili kaugusel võivad valguse kiired liikuda Maa pinnaga paralleelselt ja Päike ilmub silmapiiril 1 kraadi võrra kõrgemale. Pöördekihil peaks siiski olema õige temperatuurigradient kogu sündmuse võimaliku kauguse ulatuses. Samamoodi võivad nii kaugel asuvad laevad olla silmapaistvalt kõrgemal või isegi silmapiiril kõrgemad, kuigi neid ei tohiks näha geomeetrilise horisondi kohal.

Fata Morgana

Termin Fata Morgana on itaaliakeelne tõlge, mis on koostatud Morgan le Fay'st, keda kirjeldatakse kui legendis kuju muutvat muinasjutut ja kuningas Arthuri poolõde. Sõna kasutatakse keerulise ülemäärase härra kirjeldamiseks, mis moodustub nii tihendatud kui ka venitatud tsoonide, pööratud piltide ja püstitatud kujutiste vaheldumiste abil. See müra on täheldatud ka oma kiiresti muutuva võime tõttu. Fata Morgana esineb tavaliselt külmadel päevadel polaarpiirkondades, kõrbepiirkondades, järvede ja ookeanide ning kuumade päevade jooksul. Selleks, et see müra toimuks, peab temperatuuri inversioon olema piisavalt tugev, et valgusvihkude kumerus selles oleks tugevam kui Maa kumerus. Kiired painutuvad ja moodustavad kaared ning vaatleja peab vaatama maastiku vaatamiseks atmosfääri kanalis. Fata Morgana võib mõne sekundi jooksul muutuda paremast madalamast helisignaalist sõltuvalt pidevalt muutuvatest ilmastikutingimustest. Kaamera pildistas 16 kaadrit Vaikse ookeani Faralloni saarte müra, mis ei ole tavapärastes tingimustes merepinnal nähtavad, kuna need asuvad horisondi all ühel päeval. Esimesed 14 pilti kajastavad venitatud ja kokkusurutud tsoonide vaheldumisi, mis on iseloomulikud Fata Morganale, samas kui kaks viimast kaadrit jäädvustati päikeseloojangule, kui miraaž ei olnud nii keeruline. Pildi moonutused ja valguse painutamine võivad tekitada silmatorkavaid tulemusi.