Содержание:
Что такое мираж
Мираж (от фр. mirage — видимость) — это оптическое явление в атмосфере. Оно вызвано преломлением потока света на границе между разными по температуре слоями воздуха. То есть, когда луч меняет направление, переходя из слоя воздуха одной температуры в слой воздуха другой температуры, мы видим мираж.
Мираж не является иллюзией. Иллюзия — это обман мозга, то есть наши рецепторы неправильно воспринимают увиденное. А мираж — это эффект, который действительно возникает: мы видим реальное изображение, которое возникло за счет хитрого хода луча света.
В мираже не может возникнуть то, чего нет вообще. Объект, который мы наблюдаем в мираже, обязательно где-то есть, но мы видим его не в том месте, не того размера, порой перевернутым или умноженным.
Возможно, самый часто возникающий мираж не раз видели автовладельцы: в жаркую погоду на раскаленной асфальтированной дороге впереди видится лужа с водой. На самом деле это отражение неба на асфальте.
Миражи на Земле случались всегда и продолжают случаться ежедневно. Другой вопрос, что человек далеко не всегда оказывается свидетелем этого явления. Впервые описание миража приводится в трактате Аристотеля «Метеорологика» [1]: жители эллинской колонии на восточном берегу Сицилии в течение нескольких часов видели берег континентальной Италии, хотя до него 150 км. Научное объяснение этому оптическому явлению впервые дал французский физик Гаспар Монж [2] в 1799 году после экспедиции по пустыне Египта. Он объяснил это явление, опираясь на законы преломления и отражения света.
Почему возникает мираж
Миражи возникают там, где есть несколько слоев воздуха разной температуры, поясняет профессор, доктор технических наук, директор центра выставочного проектирования ИТМО Сергей Стафеев. Происходит это потому, что теплый воздух более разреженный, чем холодный, из-за чего свет распространяется в нем быстрее. В физике эту разницу определяет показатель преломления. «Показатель преломления — такая величина, которая характеризует различие скоростей света в двух средах. У теплого воздуха показатель преломления меньше, а холодного — больше», — говорит Стафеев.
Как объясняет ученый, мираж образуется в тот момент, когда свет, искривляя свой путь, как бы отражается от неравномерно нагретых и различных по плотности слоев воздуха. Так, например, лучи от светлого неба, двигаясь к земле, отражаются и под определенным углом попадают в поле зрения человека. Так человек видит отражение неба на земле, которое легко можно принять за воду. «Противоположная ситуация — это когда внизу холодный, а наверху горячий воздух. Такие условия могут привести к обратному искривлению, когда человек видит объекты выше, чем они расположены», — говорит Сергей Стафеев.
Виды миражей
Миражи можно разделить на несколько типов в зависимости от того, в какой температуре и в каком направлении отражаются лучи света.
Нижний мираж
Нижний мираж [3] возникает в условиях, когда внизу расположен более теплый воздух, чем сверху. Это самый распространенный вид миража, который можно увидеть на дороге во время жаркой погоды или в пустыне. Когда путешественнику в пустыне на горизонте видится вода, это означает, что луч света с неба прошел через слои воздуха и человек видит на песке отражение неба, кажущееся водой.
Верхний мираж
Верхний мираж случается, когда внизу «лежит» холодный воздух, а наверху — теплый. В таком случае человек может прямо перед собой увидеть корабль, парящий над морем, хотя на самом деле корабль находится на воде за горизонтом. Как поясняет Сергей Стафеев, верхние миражи случаются в высоких широтах — ледяных полях или на холодных водных поверхностях. Случаются они реже, чем нижние миражи. «При этом верхний мираж более стабилен. Если внизу холодный воздух, а наверху теплый, то слои воздуха меньше перемешиваются, а значит мираж остается виден дольше», — говорит он.
Боковой мираж
Боковой мираж возникает по такому же принципу как нижний, но отражение идет от вертикальной поверхности, например, от нагретой стены. В отражении стены человек, как в зеркале, может увидеть все, что вокруг нее.
Фата-Моргана
Это самый сложный из миражей. Он возникает, когда чередуются слои теплого и холодного воздуха. Такая многослойность воздуха может приводить к фантастическим эффектам — умножению видимых образов. Так, вместо одного реального объекта человек видит несколько повторяющихся, причем они могут быть перевернуты, увеличены или уменьшены.
Брокенский призрак
Зеленый луч
Это оптическое явление возникает над водой в теплую безоблачную и безветренную погоду. Как поясняет Сергей Стафеев, в момент, когда солнце вот-вот уйдет за горизонт, человек видит его не багрово-красным, а изумрудно-зеленым. «Солнечный свет состоит из разных цветов. Получается так, что красные лучи уходят выше глаза, фиолетовые лучи рассеиваются и уходят ниже, и фактически из всего солнечного спектра остается только зеленый. И вдруг вы видите зеленое солнце», — говорит он.
Чем опасен мираж
Сам по себе мираж ничем не опасен для человека. Однако если путник увидит мираж, путешествуя по пустыне, это может сбить его с пути и привести к гибели. Есть немало рассказов о том, как в пустынях терялись целые караваны: увидев в мираже оазис, люди меняли маршрут и терялись в песках. Сейчас с этим чуть проще — для путешественников есть карты, где отмечены зоны возникновения миражей и указано, в образе чего именно они могут появиться — горных цепей, пальмовых рощ.
Как понять, что перед вами мираж
Если хорошо приглядеться, мираж можно отличить от реального объекта. «Характерной особенностью миража является его подрагивание. Здесь я могу сослаться на то, что видели все. Вот если вы смотрите куда-то вдаль сквозь воздух, поднимающийся от костра или от спички, то происходит как будто бы мерцание изображения. Это визуализирует теплые потоки воздуха, поднимающиеся наверх. Таким образом, если видимый объект на горизонте подрагивает, скорее всего, это мираж», — говорит Сергей Стафеев.
Где можно увидеть мираж
Нижние миражи можно увидеть, если впереди раскаленная поверхность — асфальтированная дорога, пески пустыни. В Сети, например, есть кадры миражей в пустыне Сахара (Египет) [4], в пустынях Синьцзяна (Китай) [5], в Долине Смерти (США) [6].
Брокенский мираж можно увидеть в горах. В России, например, его видели на Алтае [7]. Фата-Моргана люди нередко видели [8] на Мальте. Верхний мираж над водой был замечен в штате Гоа в Индии [9].
На протяжении четырех часов в мае 2006 года люди видели мираж [10] в районе Пэнлай провинции Шаньдун на востоке Китая. Туман, поднимающийся над берегом Желтого моря, создавал образ современных высотных зданий города. Мираж возник после того, как в городе два дня шли дожди. Тогда эксперты объяснили появление миража тем, что влага в воздухе стала теплее, чем температура морской воды, которая преломляет лучи солнечного света, создавая отражение пейзажа в небе.