Что такое мираж на дороге
Эффект мокрой дороги или озёрный мираж. Объяснение природного явления
Мне всегда, как фотографу, было интересно, как работает это оптическое явление. По каким законам физики? Но как-то не доходили руки. И всё-таки в этот раз любознательность перевесила, и я с головой окунулся в изучение этого явления. Прочитав десяток различных статей и исследований, я решил систематизировать полученную информацию и поделиться ей с вами.
1. Для начала немного истории
В древнем Египте верили, что миражи — это призраки уже исчезнувших городов и цивилизаций. Люди видели миражи с самой древности и, конечно, слагали легенды и предания. Крестоносцы красочно рассказывали о своих походах на Восток и в их рассказах нашлось место миражам, но им мало, кто верил, потому что слишком часто крестоносцы приукрашивали всё, что видели.
Что касается научных наблюдений, то одним из первых, кто описал и зарисовал мираж был Уильям Скоресби, капитан промыслового судна в Гренландии. В книге «Поденные записки о плавании на северный китовый промысел, содержащие исследования и обретения на восточном береге Гренландии» он описывает это явление так:
Между зданиями и горами тянулись широкие долины, а через них были перекинуты мосты в несколько миль длиной об одной арке. Некоторые здания были украшены великолепнейшими причудами зодчества и видны так отчетливо, что я мог пересчитать в трубу стыки камней, трещины в стенах и сводах, известковые жилы на каменных склонах гор. Ряд впадин и плоскостей были покрыты снегом, и из-под него выдавались наружу выступы и зубцы
С этого момента начались научные наблюдения и описания миражей, но, давайте вернемся в настоящее и разберемся с природой этого оптического явления.
2. Природа явления
Для начала давайте обратимся к Википедии для определения слова Мираж. Итак, 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.
Миражи бывают разные: нижний (озёрный), верхний, боковой, Фата-моргана и другие. Но, в этой заметке я хочу рассказать именно о нижнем мираже, который мы своими глазами часто можем увидеть.
Для простоты понимания давайте рассмотрим небольшой эксперимент:
Сразу после добавления солёная вода почти не смешивается с пресной и «лежит» отдельным слоем. Но через несколько часов происходит плавное смешивание.
Из-за разности плотностей соленой и пресной воды в ней будут искривляться лучи света. Особенно хорошо это будет заметно на луче лазерной указки. Если посветить с торца аквариума мы увидим плавный изгиб луча.
То же самое происходит и в разных слоях воздуха из-за разности температур.
В результате преломления лучей света в воздухе появляется мнимое изображение реального предмета (может появляться в перевернутом или искривленном виде). Т.е. сильно нагретый, а значит и более плотный воздух внизу начинает работать, как зеркало, и отражает верхние слои с более низкой температурой.
Нижний мираж, как правило, можно видеть над песчаной поверхностью или асфальтированной дорогой, а также над железной дорогой. В этом отражении можно увидеть не только рядом идущие автомобили, но и далекие объекты.
Отличным примером описания такого миража служит оазис в пустыне. Путники видят в отражении пальмы и строения, которые в реальности находятся в сотнях километрах от них, что приводит к печальным последствиям.
3. Вывод
В разные времена миражи считались чем-то мистическим и потусторонним. Но, на практике никакой мистики тут нет. Только физика.
В сегодняшней заметке я постарался максимально простым языком объяснить, как на самом деле, появляется это оптическое явление. Если статья понравилась не забывайте ставить лайк и подписываться на канал.
Как возникают миражи?
Как возникают миражи и что такое рефракция и фата-моргана и кто такой Боккенский призрак?
Вода обладает оптической плотностью и коэффициентом преломления, отличными от воздуха. По тому же самому принципу «работают» и миражи. Главное условие их появления – резкое изменение оптической плотности воздуха.
Миражи часто ассоциируются с пустынями, и такая ассоциация совершенно оправданна, ведь появляются они там, где поверхность земли, а значит и слой воздуха над ней сильно нагреты солнечными лучами. Температура у поверхности должна быть действительно высокой – порядка 60-70°С (до такой температуры и раскаляется песок в пустыне, а иногда даже и воздух над асфальтированной дорогой).
Мираж над асфальтированной дорогой / ©Flickr
В этом случае оптический луч, идущий от какого-то реального предмета, отклоняется по кривой в нижнем слое воздуха, попадая в ваши глаза, которые вдруг начинают видеть этот предмет вверх тормашками. Именно такое перевернутое мнимое изображение неба и создает иллюзию водной глади в безжизненной пустыне. Это явление в оптике называют нижним миражом. Такая картинка, впрочем, не устойчива: поскольку нагретый воздух стремится вверх, мираж может дрожать, искажаться, а то и вовсе пропасть.
Более редки так называемые верхние миражи. Условием их появления является наличие в некотором воздушном слое над поверхностью земли сильной температурной инверсии (увеличения температуры с высотой). Когда это происходит, лучи преломляются как раз в этом нагретом слое и мираж, который вы видите, словно парит над землей. Увы, этот вид миража также нельзя назвать устойчивым, ведь столь необычное распределение температуры в атмосфере не бывает продолжительным.
И уж совсем редки случаи появления верхних и нижних миражей одновременно. Они носят название «фата-моргана» – по имени феи Морганы, живущей, по преданию, на морском дне и обманывающей путешественников призрачными видениями. Лучи в этом случае преломляются как в верхнем, так и в нижнем слоях воздуха. В итоге вы видите искаженную до неузнаваемости картину, принимая обыкновенный камень за небоскреб, а скалу – за средневековый замок. Фата-моргану можно наблюдать в низких широтах в непосредственной близости от морского берега.
Вот как описывает появление фата-морганы в своей повести «Черный монах» Антон Павлович Чехов: «Тысячу лет тому назад какой-то монах, одетый в черное, шел по пустыне, где-то в Сирии или Аравии… За несколько миль от того места, где он шел, рыбаки видели другого черного монаха, который медленно двигался по поверхности озера. Этот второй монах был мираж. Теперь забудьте все законы оптики, которых легенда, кажется, не признает, и слушайте дальше. От миража получился другой мираж, потом от другого третий, так что образ черного монаха стал без конца передаваться из одного слоя атмосферы в другой. Его видели то в Африке, то в Испании, то в Индии, то на Дальнем Севере…»
Еще одним весьма удивительным оптическим явлением является рефракция, которая возникает, наоборот, в высоких широтах, в приполярных регионах. Рефракция – не что иное, как преломление солнечных лучей в самой атмосфере. Это явление позволяет увидеть наше дневное светило даже тогда, когда оно зашло за горизонт. Или наоборот – еще до наступления зари. В этом случае преломление лучей словно приподнимает изображение солнца, и вы видите восход раньше его реального наступления. Дело тут все в том же: солнечный луч распространяется в воздухе не по прямой, а по выпуклой кривой линии.
Явление фата-морганы / ©Flickr
Именно рефракцию в первый раз наблюдал голландский мореплаватель Виллем Баренц на Новой Земле зимой 1596-1597 годов. Этому явлению он дал название «эффект Новой Земли». И именно в связи с этим эффектом полярный день на полюсах может быть на 14 суток длиннее полярной ночи, хотя и дню, и ночи «положено» длиться здесь ровно полгода.
Замечательным и документально зафиксированным оптическим явлением считается, помимо прочего, так называемый брокенский призрак. Его еще называют горным призраком, который в действительности является не чем иным, как тенью наблюдателя на поверхности облаков (тумана) в направлении, противоположном солнцу. Тень может казаться наблюдателю очень большой и иногда окруженной цветными кольцами, она также способна «шевелиться» (порой совершенно неожиданно) из-за движения облачного слоя и колебания плотности в облаке. Брокенского призрака можно увидеть в горах во время тумана или облачности, или даже с борта самолета. Известность это явление приобрело благодаря пику Брокен, что в горах в Германии. Постоянные туманы и доступность малых высот позволяют видеть его очень часто.
Броккенский призрак / ©Flickr
Может, именно миражами можно объяснить и многие другие свидетельства появления «призраков» или, к примеру, НЛО?
Новое в блогах
Чудеса из АДП = А7. Атмосферная рефракция = Миражи
ЧУДЕСА ИЗ АЗБУКИ ДИКОЙ ПРИРОДЫ.
А
Атмосферные оптические и световые явления.
Рефракция и преломление = МИРАЖИ
КЛАССИФИКАЦИЯ МИРАЖЕЙ
Удовлетворительной морфологической классификации миражей во всём Инете я не нашёл. Поэтому предлагается вот такая «отсебятина»
1. Нижние миражи
1а. Озёрные миражи
2. Боковые миражи
3. Верхние миражи (дальнего видения)
3а. Миражи сверхдальнего видения
3б. «Эффект Новой Земли»
3в. Двойные и тройные миражи
4. Фата-моргана
4а. Миражи-оборотни
4б. Панорамы
5. Особые комплексные миражи-феномены:
5а. Миражи-призраки («брокенский призрак»)
5б. Миражи-следовики
6. Хрономиражи
6а.»Летучие голландцы»
6б. Хрономиражи замков и городов (Китеж-грады)
6в. Батальные хрономиражи
6г. Дроссолидес
6д. Хрономиражи-предвидения
6е. Хрономиражи-декорации
Озёрные миражи в пустынях приводят к жертвам. Физическое объяснение этого феномена нисколько не облегчает участь путников, введенных эфемерным оазисом в гибельное заблуждение:
2б. Оман. Мираж оазиса на фоне гор.
Такие дальние озёрные миражи доводили до отчаяния путников пустыни,
изнывавших от зноя и жажды. Они видели в 2-3 километрах вожделенную воду,
брели к ней часами из последних сил, но вода всё отступала,
а потом словно растворялась в воздухе
2в. Пустыня Эрг-эр-Рави. Озёрный мираж на фоне настоящих гор
2г. Интересный кадр = люди якобы ходят по воде!
На месте высохшего Аральского моря образовалась солёная пустыня.
Корабли, когда-то бороздившие его просторы, вросли в землю на берегу.
Между ними идут люди. Как бы по воде. А на самом деле по иссохшему солёному грунту.
Что интересно, в 1902 году американский физик Роберт Вуд сделал очень похожее
фото в Чесапикском заливе, только там по воде ходили 2 мальчика,
и рост их превышал 3 метра
БОКОВОЙ МИРАЖ:
Природа этого миража точно такая же, как у озерного, но возникает он в результате сильной боковой рефракции, когда поверхности одинаковой плотности располагаются в атмосфере не горизонтально, как обычно, а наклонно или даже вертикально. Тогда рядом с предметом сбоку от него видно его отражённое изображение.
Боковые миражи неоднократно наблюдались на Женевском озере. Видели лодку, которая приближалась к берегу, а рядом с нею в точности такая же лодка удалялась от берега. Правда, в дикой природе такие миражи большая редкость.
Зато в городе при желании их можно наблюдать так же часто, как и «асфальтовые» миражи. Боковой мираж, напр., может появиться у каменной стены дома, нагретой солнцем. Конечно, лучи света отражаются не от стены, а от примыкающей к ней более горячей прослойки воздуха. В знойные летние дни следует обращать внимание на накалившиеся стены больших зданий и искать, не обнаружатся ли явления миража:
3. Боковой мираж: припаркованный автомобиль «врезался» в стену дома
ВЕРХНИЙ МИРАЖ:
Появляется в любое время года в ранне-утреннее либо вечернее время при малооблачной безветренной погоде и хорошей видимости; имеет вид «приподнимающегося горизонта», в результате чего возникает своеобразный «второй горизонт», параллельный реальному и выше его. Начало научного изучения этих оптических фокусов началось в XIX веке с появлением судового журнала, в который детально записывалось все необычное.
Природа верхнего миража сложнее нижнего. Он возникает, когда разогретый воздух поднимается вверх. С высотой температура падает, но если над слоем уже охладившегося потока оказывается более тёплый, а переход между ними резкий, то лучи идущие от предметов на земле, описывают подобие дуги и возвращаются вниз, причём расстояние проекции до предмета может составлять десятки и сотни километров. Поэтому их второе название – миражи дальнего видения.
4. Норвегия, город Берген. 29 июня 2011 г.
Уже сутки идёт нудный мелкий дождь. Там, где-то далеко за горизонтом,
плывёт корабль нормальных размеров, но его проекция кажется гигантской.
(Фото из Википедии)
Этот тип миражей может быть как прямым, так и перевёрнутым, в зависимости от расстояния до истинного объекта и градиента температуры.
4в. Перевёрнутый мираж
Видео перевёрнутый мираж танкера в Китае = 25 сек.
Довольно смешно смотрится:
http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=grGp_-XAU70&feature=endscreen
Верхние миражи также наблюдаются и в умеренных широтах, хотя здесь они куда слабее, нестабильные и менее четкие:
4д. Верхний мираж в Балтийском море
Тут мы плавно подошли к феномену миражей сверхдальнего видения.
МИРАЖИ СВЕРХДАЛЬНЕГО ВИДЕНИЯ = это верхние миражи, у которых проекция отдалена от «оригинала» на многие сотни километров.
Этот поразительный эффект получается 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 очень далеко за горизонтом.
Есть много мест, где перед наступлением вечера можно наблюдать горы, поднимающиеся над океанским горизонтом. Это действительно горы, только они находятся так далеко, что их нельзя видеть в нормальных условиях.
4е. Аляска. «Горы» в океане. Вскоре после полудня на горизонте начинает возникать
расплывчатый контур гор. Он постепенно растёт и перед заходом солнца
быстро становится резким, отчетливым, так что можно даже различить
отдельные вершины
В 11 часов утра 10 декабря 1941 года команда британского транспортного судна «Вендор», находящегося в районе Мальдивских островов, заметила на горизонте горящий корабль. «Вендор» пошел на выручку терпящим бедствие, но через час горящий корабль завалился набок и затонул. «Вендор» подошел к предполагаемому месту гибели корабля, однако не нашел не только никаких обломков, но даже и пятен мазута. В порту назначения, в Индии, командир «Вендора» узнал, что в ту самую минуту, когда его команда наблюдала трагедию, тонул крейсер «Рипалс», атакованный японскими торпедоносцами неподалеку от Цейлона. Расстояние между кораблями на тот момент составляло 900 км.
4ж. «Эффект Новой Земли».
Потрясающий пример атмосферной рефракции!
На снимке дважды двойной мираж: двойное отражение в ночном небе
давно уже зашедшего за горизонт солнца и его перевёрнутое отражение
5. Феномен Фата Морганы.
Красивая картинка со сказочным замком на облаке.
Особенно её украшает впечатанная фотошопом стая лебедей.
Однако, эта мистификация очень хорошо иллюстрирует
сложность и, одновременно, красоту фата-морган
МИРАЖИ-ОБОРОТНИ. Французский колониальный отряд в алжирской пустыне. Впереди, километрах в шести от него, шла гуськом стая фламинго. Hо когда птицы пересекли границу миража, ноги у них вытянулись и расслоились, вместо двух у каждой стало по четыре. Hи дать, ни взять – арабский всадник в белом одеянии. Командир отряда, встревожившись, послал разведчика проверить, что это за люди впереди. Когда солдат попал в зону искривления солнечных лучей, он сам нагнал страху на своих товарищей! Ноги его лошади стали такими длинными, что казалось, он сидит на фантастическом чудовище.
ПАНОРАМЫ НЕСУЩЕСТВУЮЩИХ ГОРОДОВ. Настоящие миражи-фатаморганы, особенно видения городов и фантастических пейзажей способны поднять экономику какого-нибудь региона за счёт туризма. Новостные сюжеты о них облетают весь мир и кочуют с сайта на сайт, из блога в блог. Сейчас, например, фата-морганы зачастили в Китай:
5а. Из теленовостей: «10 мая 2011 г. в 16.00 над заливом города Хайкоу
(провинция Хайнань, Китай) возник мираж. Почти целый час жители Хайкоу
могли наблюдать призрачный город, висящий над морем. Специалисты говорят,
что из-за аномальной жары на востоке Китая такие яркие миражи
могут повториться в ближашее время».
5б. Из теленовостей: «16 июня 2011 года жители города Хуанчан, стоящего
на реке Синьань в восточно-китайской провинции Аньхой, стали свидетелями
грандиозного миража, распространившегося на всю линию горизонта.
Непрерывный проливной дождь только что остановился. В легком тумане
над рекой появились эффектные изображения гор, строений и деревьев,
которые, казалось, плавают по реке. Местные жители говорят, что
подобные достопримечательности часто происходят в последнее время,
но это было особенно эффектным»
5в. Там же, почти с того же места, чуть правее.
Так что это за город? Отражение самого Хуанчана?
Вот тут-то и кроется научная загадка: материалы, зафиксировавшие город-призрак,
поставили экспертов в тупик – никто не смог опознать его!
Видео Фата-моргана в Хуанчане = 1 мин.
7. Дождь из лягушек в Китае (2010 г.).
Остаётся только доказать связь вихрей с миражами,
ведь по существующим метеорологическим концепциям
условия для их возникновения прямо противоположные (!)
Однако есть и достоверные свидетельства встреч с кораблями-призраками. При этом все рассказы похожи: «Летучий Голландец» внезапно появлялся перед кораблями, совершенно безмолвный, плыл прямо на них, не отвечая на сигналы, и затем внезапно исчезал в тумане.
Возможно, эту старую легенду породили верхние миражи. Моряки видели отражения далеких кораблей, которые в обычных условиях не видны, принимая их каждый раз за мистический парусник. Пример приведен выше в рассказе о британском транспорте «Вендор», который стал «свидетелем» потопления японскими торпедоносцами американского крейсера в декабре 1941 г. Из рассказов свидетелей и очевидцев известно, что хрономиражи в отличие от чисто оптических верхних сопровождаются звуком.
В литературе постоянно мелькают ссылки на настоящие хрономиражи с древними парусниками. Однако, ни одной настоящей фотографии старинного «Летучего голландца» в Инете я не нашёл.
БАТАЛЬНЫЕ ХРОНОМИРАЖИ. Особую феноменальную известность получили хрономиражи когда-то прошедших великих битв. Так, знаменитое сражение при Ватерлоо (18 июня 1815 г.) неделю спустя массово наблюдали жители бельгийского городка Вервье. Было даже заметно, что у одной пушки сломано колесо! Расстояние от Ватерлоо до Вервье по прямой линии более 100 км.
Хрономираж, каким-то образом связанный с НЛО, наблюдался холодной осенней ночью 1997 года в маленьком посёлке на территории Конышёвского района Курской области. В два часа ночи жителей разбудил яркий кроваво-красный луч, осветивший комнаты. Когда жители дома выбежали на крыльцо, загадочный луч пропал, но над близлежащим холмом тут же возник крупный светящийся шар, по диаметру намного превосходящий видимый диск Луны. Затем на поверхности шара появилось изображение всадников. Изображение было «живым», динамичным, напоминало киносеанс. Оно демонстрировало ожесточённую битву. Так продолжалось 10 минут, затем все исчезло.
Один из курских уфологов, расследовавших это явление, заявил, что в процессе «киносеанса» от НЛО очевидцы наблюдали события Великой отечественной войны, а именно партизан на конях.
В июне 2004 г. на Аляске во время репетиции аэрошоу над строем пилотажных самолетов появились 2 маленьких истребителя, которые одновременно зашли на «мертвую петлю» и столкнулись в верхней точке. Пылающие обломки с минуту падали на землю, оставляя за собой чёрный дым. Все спасательные службы выехали к предполагаемому месту падения обломков, но никаких следов катастрофы не нашли. Радары аэродрома не зафиксировали посторонних летающих объектов, а дежурная видеокамера, на которую велась запись репетиции, не заметила ни «чужих» самолетов, ни их падения. О загадочном происшествии были составлены подробные отчеты, и все запротоколировано.
Но наиболее запоминающиеся впечатления остаются у тех, то побывал ВНУТРИ ХРОНОМИРАЖА. Названий у таких миражей нет, поэтому я придумал своё = хрономиражи-декорации.