|
Fata Morgana (luchtspiegeling)
|
|
|
Een fata morgana of luchtspiegeling is een optisch fenomeen dat het resultaat is van temperatuurinversie, een verschijnsel waarbij er grote temperatuurverschillen bestaan tussen verschillende luchtlagen. Lucht is een zeer slechte warmtegeleider, er treedt nauwelijks vermenging op
zolang er geen noemenswaardige wind staat. Het (horizontale) scheidingsvlak tussen deze luchtlagen met verschillende temperatuur en daardoor
ook met een verschillende brekingsindex voor licht, kan zich zo onder specifieke omstandigheden als spiegel gaan gedragen. Ook kan de luchtlaag met de laagste temperatuur zich zo als lens gaan gedragen. Verschillen in luchtvochtigheid kunnen het effect nog versterken en warme lucht kan meer waterdamp bevatten dan koude. |
| |
| Verschijnselen |
| |
Een veelvoorkomend voorbeeld is zichtbaar op een warme dag met weinig of geen wind, als het asfalt van de wegen door de zon is verwarmd
en er zodoende een laag warme lucht boven het asfalt ontstaat. Het grensvlak met de koudere lucht daar weer boven werkt als spiegel voor licht
dat er onder een invalshoek van nagenoeg 90° op valt (vrijwel evenwijdig aan het oppervlak).
Dit is een luchtspiegeling "naar boven", de hete luchtlaag reflecteert het licht van de heldere lucht naar boven, waardoor het lijkt of er water op de weg ligt. Rijdt daar een auto, dan ziet men het spiegelbeeld van de auto boven het wegdek ervóór. Soms is goed te zien dat de autobanden 'door de spiegel heen' rijden. Door kleine turbulenties kunnen er rimpelingen in het oppervlak ontstaan, die het spiegelbeeld enigszins verstoren. Vanuit een hoger standpunt (bijvoorbeeld door er
dichterbij te komen), waardoor de hoek met het luchtoppervlak kleiner wordt, verdwijnt het effect. De gedeeltelijke reflectie op het scheidingsvlak
is nu veel te gering om in de heldere omgeving nog op te vallen. De lucht is dan weer onzichtbaar geworden. Overigens komt dit
verschijnsel ook voor op koude heldere dagen, als de zon het asfalt heeft kunnen opwarmen |
| |
Als zich aan het aardoppervlak koude lucht ophoudt met een grotere optische dichtheid dan de warme lucht daarboven, dan ontstaat een luchtspiegeling "naar beneden". Het grensvlak bevindt zich dan op enige hoogte en de onderzijde weerkaatst het licht dat er op valt. Hierdoor
kunnen eilanden zichtbaar worden die zich in werkelijkheid achter de horizon bevinden. Dergelijke luchtspiegelingen komen ook vaak voor in woestijnen. Men ziet dan vaak oases die in werkelijkheid veel verder achter de horizon liggen. De meest realistische fata morgana's worden veroorzaakt door beide effecten samen, de contouren van het landschap kunnen tussen twee spiegelende luchtgrensvlakken soms tientallen kilometers verder zichtbaar zijn. Dit effect is vergelijkbaar met de voortplanting van licht in glasvezel. Zijn de hogere luchtlagen warmer, dan
kan de koude lucht eronder ook als een lens gaan fungeren waardoor het licht door refractie wordt afgebogen, wat resulteert in geïnverteerde, vervormde en verstoorde afbeeldingen |
 |
| Een Fata Morgana gezien vanaf de kust van Queensland |
|
|
 |
| Een Fata Morgana van een boot |
|
| |
| Een Fata Morgana observeren |
| |
Een Fata Morgana wordt het meest gezien in poolgebieden, vooral boven grote ijsplaten met een uniforme lage temperatuur. Het kan echter in
bijna elk gebied worden waargenomen.
In poolgebieden wordt het fenomeen waargenomen op relatief koude dagen. In woestijnen, over oceanen
en over meren kan echter op warme dagen een Fata Morgana worden waargenomen. |
| |
Om het Fata Morgana-fenomeen te genereren, moet de thermische inversie sterk genoeg zijn dat de kromming van de lichtstralen in de
inversielaag sterker is dan de kromming van de aarde. Onder deze omstandigheden buigen de stralen en creëren ze bogen. Een waarnemer
moet zich in of onder een atmosferisch kanaal bevinden om een Fata Morgana te kunnen zien. |
| |
| Een Fata Morgana kan worden waargenomen vanaf elke hoogte in de atmosfeer van de aarde, van zeeniveau tot bergtoppen, en zelfs met het uitzicht vanuit vliegtuigen.Een opeenvolging van een Fata Morgana van de Farallon-eilanden gezien vanuit San Francisco |
| |
 |
| Afbeelding-1 |
|
|
 |
| Afbeelding-2 |
|
|
| 1: Schematisch diagram dat de Fata Morgana-luchtspiegeling verklaart |
| 2: Een opeenvolging van een Fata Morgana van de Farallon-eilanden gezien0vanuit San Francisco |
| |
Een Fata Morgana kan worden omschreven als een zeer complexe superieure luchtspiegeling met meer dan drie vervormde rechtopstaande en omgekeerde afbeeldingen. Vanwege de constantveranderende omstandigheden van de atmosfeer, kan een Fata Morgana binnen een paar
seconden op verschillende manieren veranderen, inclusief veranderen in een eenvoudige superieure luchtspiegeling. |
| |
De opeenvolgende afbeelding hier toont zestien fotografische frames van een luchtspiegeling van de Farallon-eilanden, gezien vanuit San Francisco; de foto's zijn allemaal op dezelfde dag gemaakt. In de eerste veertien frames vertonen elementen van de Fata Morgana-luchtspiegeling
afwisselingen van gecomprimeerde en uitgerekte zones. De laatste twee frames werden een paar uur later gefotografeerd, rond zonsondergang.
Op dat moment was de lucht koeler terwijl de oceaan waarschijnlijk een beetje warmer was, waardoor de thermische inversie niet zo extreem
was als enkele uren ervoor. Op dat moment was er nog wel een luchtspiegeling aanwezig, maar die was niet zo ingewikkeld als een paar uur
voor zonsondergang: de luchtspiegeling was niet langer een Fata Morgana, maar was een simpele superieure luchtspiegeling geworden. |
| |
| Fata Morgana luchtspiegelingen zijn met het blote oog zichtbaar, maar om de details erin te kunnen zien, kun je ze het beste bekijken door een verrekijker, een telescoop, of zoals het geval is op de afbeeldingen hier, door een telelens. |
| |
Gabriel Gruber (1740-1805) en Tobias Gruber [sl] (1744-1806), die Fata Morgana boven het Cerknica-meer observeerden, waren de eersten
die het in een laboratoriumomgeving bestudeerden. |
| |
| Beroemde legendes en observaties |
| |
| De Vliegende Hollander |
De Vliegende Hollander is volgens de folklore een spookschip dat nooit naar huis kan en gedoemd is voor altijd over de oceanen te varen.
De Vliegende Hollander wordt meestal van ver gezien, soms gloeien met spookachtig licht. Een van de mogelijke verklaringen voor de oorsprong
van de Flying Dutchman-legende is een Fata Morgana-luchtspiegeling die op zee is gezien. |
| |
Een Fata Morgana superieure luchtspiegeling van een schip kan veel verschillende vormen aannemen. Zelfs als de boot in de luchtspiegeling niet
in de lucht lijkt te hangen, ziet hij er nog
steeds spookachtig en ongewoon uit, en wat nog belangrijker is, hij verandert voortdurend van uiterlijk. Soms zorgt een Fata Morgana ervoor dat een schip in de golven lijkt te drijven, soms lijkt een omgekeerd schip boven zijn echte metgezel
te varen. |
 |
| Afbeelding-3 |
|
|
 |
| Afbeelding-4 |
|
| |
3: Een negentiende-eeuwse boekillustratie met vergrote superieure luchtspiegelingen; luchtspiegelingen kunnen nooit zo ver boven de horizon
zijn, en een luchtspiegeling
kan nooit de lengte van een object vergroten, zoals rechts wordt getoond |
4: Over elkaar heen geplaatste details van zes aanzichten die laten zien hoe het luchtspiegelde beeld van een schip van het ene moment op het
andere verandert |
| |
Met een Fata Morgana kan het zelfs moeilijk zijn om te zeggen welk afzonderlijk segment van de luchtspiegeling echt is en welke niet: wanneer
een echt schip uit het zicht is omdat het
onder de horizonlijn ligt, kan een Fata Morgana het beeld veroorzaken van het te verheffen, en dan is
alles wat door de waarnemer wordt gezien een luchtspiegeling. Aan de andere kant,
als het echte schip nog steeds boven de horizon is, kan het
beeld ervan vele malen worden gedupliceerd en uitgebreid vervormd door een Fata Morgana. |
| |
In de 19e en het begin van de 20e eeuw hebben Fata Morgana luchtspiegelingen mogelijk een rol gespeeld in een aantal niet-verwante
ontdekkingen van arctische en antarctische
landmassa's waarvan later werd aangetoond dat ze niet bestonden. IJsbergen bevroren in het pakijs,
of het oneffen oppervlak van het ijs zelf, heeft mogelijk bijgedragen aan de
illusie van verre landkenmerken. |
| |
| Sannikov Land |
Yakov Sannikov en Matvei Gedenschtrom beweerden tijdens hun cartografische expeditie van 1809-1810 naar de Nieuw-Siberische Eilanden een landmassa te hebben gezien ten noorden
van het eiland Kotelny. Sannikov meldde deze waarneming van een "nieuw land" in 1811, en het veronderstelde eiland werd naar hem vernoemd. Driekwart eeuw later, in 1886, meldde baron Eduard Toll, een Baltisch-Duitse ontdekkingsreiziger
n Russische dienst, dat hij Sannikov Land had waargenomen tijdens een andere expeditie naar de Nieuw-Siberische Eilanden.
In 1900 zou hij nog
een expeditie naar de regio leiden, die onder meer de locatie en verkenning van Sannikov Land tot doel had. De expeditie was in dit opzicht niet succesvol. Toll en drie anderen gingen verloren nadat ze vertrokken van hun schip, dat in de winter vastzat in het ijs, en begonnen aan een riskante expeditie per hondenslee. In 1937 probeerde ook de Sovjet-ijsbreker Sadko, maar slaagde er niet in om Sannikovland te vinden. Sommige historici en geografen hebben getheoretiseerd dat de landmassa die Sannikov en Toll zagen eigenlijk Fata Morganas van Bennett Island was. |
| |
| Croker-gebergte |
In 1818 leidde Sir John Ross een expeditie om de lang gezochte Northwest Passage te ontdekken. Toen hij Lancaster Sound in Canada bereikte,
zag hij in de verte een landmassa met bergen, recht vooruit in de koers van het schip. Hij noemde de bergketen de Croker Mountains, naar de
eerste secretaris van de Admiraliteit John Wilson Croker, en beval het schip om te keren en
terug te keren naar Engeland. Een aantal van zijn officieren protesteerde, waaronder eerste stuurman William Edward Parry en Edward Sabine, maar ze konden hem niet weerhouden.
Het verslag van Ross' reis, dat een jaar later werd gepubliceerd, bracht deze onenigheid aan het licht, en de daaruit voortvloeiende controverse
over het bestaan van de Croker Mountains ruïneerde Ross' reputatie. Het jaar na Ross' expeditie, in 1819, kreeg Parry het bevel over zijn eigen Arctische expeditie, en bewees dat Ross ongelijk had door verder naar het westen te gaan waar Ross was teruggekeerd, en door de
veronderstelde locatie van de Croker Mountains te zeilen. De bergketen die ervoor had gezorgd dat Ross zijn missie had opgegeven, was een luchtspiegeling geweest. |
| |
Ross maakte twee fouten. Ten eerste weigerde hij te luisteren naar de raad van zijn officieren, die misschien meer bekend waren met luchtspiegelingen dan hij. Ten tweede mislukte zijn poging om Croker te eren door een bergketen naar hem te noemen een averechts effect toen
de bergen niet bleken te bestaan. Ross kon geen schepen of fondsen krijgen van de regering voor zijn volgende expedities en moest in plaats
daarvan vertrouwen op particuliere geldschieters. |
| |
| Nieuw Zuid-Groenland |
Benjamin Morrell meldde dat hij in maart 1823 tijdens een reis naar Antarctica en de zuidelijke Stille Oceaan de oostkust van Nieuw-Zuid-
Groenland had verkend. De westkust van Nieuw Zuid-Groenland was twee jaar eerder verkend door Robert Johnson, die het land zijn naam had gegeven. Deze naam werd echter niet aangenomen en het gebied, dat het noordelijke deel van het Antarctisch Schiereiland is, staat nu bekend
als Graham Land. Morrell's gerapporteerde positie was eigenlijk ver naar het oosten van Graham Land. Zoeken naar het land dat Morrell
beweerde
te hebben verkend, zou doorgaan tot in het begin van de 20e eeuw voordat het bestaan van Nieuw Zuid-Groenland definitief werd weerlegd. Waarom Morrell aangaf een niet-bestaand land te verkennen, is onduidelijk, maar een mogelijkheid is dat hij een Fata Morgana aanzag
voor echt land. |
| |
 |
| Een Fata Morgana van het zeeoppervlak en zonneglitter, met een boot aan de linkerkant van de afbeelding |
| |
| Crocker Land |
Robert Peary beweerde tijdens een Arctische expeditie in 1906 een landmassa in de verte te hebben gezien. Hij zei dat het noordwestelijk was
van het hoogste punt van Kaap Thomas Hubbard, dat is gelegen in wat nu het Noord-Canadese grondgebied van Nunavut is, en hij schatte dat
het 210 km verwijderd was, op ongeveer 83 graden N.B. , lengtegraad 100 graden W. Hij noemde het Crocker Land, naar George Crocker van
de Peary Arctic Club. |
| |
| Aangezien Peary's dagboek in tegenspraak is met zijn publieke bewering dat hij land had gezien, wordt nu aangenomen dat Crocker Land een frauduleuze uitvinding was van Peary,
gemaakt in een mislukte poging om verdere financiering van Crocker te krijgen. |
| |
In 1913, niet wetende dat Crocker Land slechts een uitvinding was, organiseerde Donald Baxter MacMillan de Crocker Land-expeditie, die erop uit
was om de veronderstelde landmassa te bereiken en te verkennen. Op 21 april zagen de leden van de expeditie inderdaad wat leek op een enorm eiland aan de noordwestelijke horizon. Zoals MacMillan later zei: "Heuvels, valleien,
met sneeuw bedekte toppen die zich uitstrekken tot minstens honderdtwintig graden van de horizon" |
| |
Piugaattoq, een lid van de expeditie en een Inuit-jager met 20 jaar ervaring in het gebied, legde uit dat het slechts een illusie was. Hij noemde het poo-jok, wat 'mist' betekent. MacMillan
stond er echter op dat ze door zouden gaan, ook al was het laat in het seizoen en brak het zee-ijs.
Vijf dagen lang gingen ze door, de luchtspiegeling volgend. Eindelijk, op 27 april, nadat ze
zo'n 201 km gevaarlijk zee-ijs hadden afgelegd, moest MacMillan toegeven dat Piugaattoq gelijk had - het land dat ze hadden gezien was in feite een luchtspiegeling. |
 |
| Afebeelding-5 |
|
|
 |
| Afebeelding-6 |
|
|
 |
| Afebeelding-7 |
|
| |
| 5: Luchtspiegeling van de Canadese kust gezien vanaf Rochester, New York op 16 april 1871 |
| 6: Een onrealistische tekening uit 1886 van een "Fata Morgana" in een woestijn |
| 7: Een Fata Morgana die de beelden van verre boten onherkenbaar vervormt |
| |
| Lake Ontario |
De mensen van Buffalo, N.Y., werden op de ochtend van 16 augustus [1894] tussen tien en elf uur getrakteerd op een opmerkelijke
luchtspiegeling. Het was de stad Toronto met zijn haven en een klein eilandje ten zuiden van de stad. Toronto ligt zesenvijftig mijl van Buffalo,
maar de kerktorens kunnen met het grootste gemak worden geteld. De luchtspiegeling besloeg de hele
breedte van Lake Ontario, Charlotte,
de buitenwijken van Rochester, en werd herkend als een projectie ten oosten van Toronto. Er was een zijwielstoomboot te zien die in een lijn
van Charlotte naar Toronto Bay reisde. Er werden eindelijk twee donkere objecten gevonden: de stoomboten van de New York Central die
tussen Lewiston en Toronto varen. Een zeilboot was ook zichtbaar
en verdween plotseling. Langzaam begon de luchtspiegeling te vervagen,
tot teleurstelling van duizenden die de daken van huizen en kantoorgebouwen verdrongen. Een wolkenbank was de oorzaak van het verdwijnen
van de luchtspiegeling. Een nauwkeurige bestudering van de kaart toonde aan dat de luchtspiegeling niet de minste vervorming veroorzaakte,
de geleidelijke stijging van de stad uit het water werd perfect weergegeven. Naar schatting hebben minstens 20.000 toeschouwers het nieuwe spektakel gezien. Deze luchtspiegeling is wat bekend staat als die van
de derde orde; dat wil zeggen, het object doemt ver boven het niveau op
en niet omgekeerd, zoals bij luchtspiegelingen van de eerste en tweede orde, maar verschijnt als een perfect landschap ver weg in de lucht. |
| |
| McMurdo Sound en Antarctica |
Vanaf McMurdo Station in Antarctica, worden Fata Morgana's vaak gezien tijdens de Antarctische lente en zomer, over McMurdo Sound.
Een Antarctische Fata Morgana, gezien vanaf een
C-47 transportvlucht, werd verteld: |
| |
- We gingen vlotjes verder en ineens leek er een bergtop uit het niets op te rijzen. We keken nog een keer en het was weg. Een paar minuten later dook het weer op, ongeveer 300 voet hoger
dan onze hoogte. We leken er nooit dichterbij te komen. De piek bleef maar op en neer springen, steeds hoger en hoger en hoger elke keer dat hij weer verscheen. |
| |
| UFO's: Ongeïdentificeerd vliegend object |
Fata Morgana-luchtspiegelingen kunnen sommige waarnemers blijven misleiden en worden soms nog steeds aangezien voor buitenaardse
objecten zoals UFO's.[37] Een Fata Morgana kan
een object dat zich onder de astronomische horizon bevindt weergeven als een schijnbaar
object dat in de lucht zweeft. Een Fata Morgana kan zo'n object ook verticaal uitvergroten en absoluut onherkenbaar maken. |
| |
Sommige UFO's die op radar worden gezien, kunnen ook te wijten zijn aan Fata Morgana-luchtspiegelingen. Officiële UFO-onderzoeken in
Frankrijk geven aan: |
| |
- Zoals bekend is atmosferische leidingen de verklaring voor bepaalde optische luchtspiegelingen, en in het bijzonder de arctische illusie
genaamd "fata morgana", waarbij verre oceaan- of oppervlakte-ijs, dat in wezen vlak is, aan de kijker verschijnt in de vorm van verticale
kolommen en torenspitsen , of "kastelen in de lucht". |
| |
- Mensen gaan er vaak van uit dat luchtspiegelingen maar zelden voorkomen. Dit kan waar zijn voor optische luchtspiegelingen, maar de
omstandigheden voor radarluchtspiegelingen komen vaker voor, vanwege de rol die waterdamp speelt, die de atmosferische refractiviteit ten
opzichte van radiogolven sterk beïnvloedt. Omdat wolken nauw verbonden zijn met hoge niveaus van waterdamp, worden optische
luchtspiegelingen als gevolg van waterdamp vaak ondetecteerbaar gemaakt door de begeleidende ondoorzichtige wolk. Aan de andere kant
wordt radarvoortplanting in wezen niet beïnvloed door de waterdruppels van de wolk, zodat veranderingen in het waterdampgehalte met de
hoogte zeer effectief zijn bij het produceren van atmosferische kanalen en radarluchtspiegelingen. |
|
|
|
|
|
|
