Un mirage supérieur est un mirage dans lequel l’image du mirage semble être située au-dessus de l’objet réel. Un mirage supérieur se produit lorsque l’air situé sous la ligne de visée est plus froid que l’air situé au-dessus. Cette disposition inhabituelle est appelée inversion de température, car l’air chaud au-dessus de l’air froid est l’opposé du gradient de température normal de l’atmosphère pendant la journée. En traversant l’inversion de température, les rayons lumineux sont courbés vers le bas, et l’image apparaît donc au-dessus de l’objet réel, d’où le nom de supérieur. Les mirages supérieurs ont tendance à être plus stables que les mirages inférieurs, car l’air froid n’a pas tendance à se déplacer vers le haut et l’air chaud n’a pas tendance à se déplacer vers le bas.
Les mirages supérieurs sont assez fréquents dans les régions polaires, en particulier au-dessus des grandes couches de glace qui ont une température basse uniforme. Les mirages supérieurs se produisent également à des latitudes plus modérées, bien que dans ces cas, ils soient plus faibles et tendent à être moins lisses et stables. Par exemple, un rivage éloigné peut sembler s’élever et paraître plus haut (et donc peut-être plus proche) qu’il ne l’est réellement. À cause de la turbulence, il semble y avoir des pointes et des tours dansantes. Ce type de mirage est également appelé la Fata Morgana ou hafgerðingar en langue islandaise.
Un mirage supérieur peut être à l’endroit ou à l’envers, selon la distance de l’objet véritable et le gradient de température. Souvent, l’image apparaît comme un mélange déformé de parties à l’endroit et à l’envers.
Puisque la Terre est ronde, si la courbure des rayons lumineux vers le bas est à peu près la même que la courbure de la Terre, les rayons lumineux peuvent parcourir de grandes distances, y compris d’au-delà de l’horizon. Ce phénomène a été observé et documenté en 1596, lorsqu’un navire à la recherche du passage du Nord-Est est resté coincé dans la glace à Novaya Zemlya, au-dessus du cercle arctique. Le Soleil a semblé se lever deux semaines plus tôt que prévu ; le vrai Soleil était encore sous l’horizon, mais ses rayons lumineux ont suivi la courbure de la Terre. Cet effet est souvent appelé mirage de Novaya Zemlya. Pour chaque tranche de 111,12 kilomètres (69,05 milles) parcourue par les rayons lumineux parallèlement à la surface de la Terre, le Soleil apparaît 1° plus haut sur l’horizon. La couche d’inversion doit avoir juste le bon gradient de température sur toute la distance pour que cela soit possible.
De la même manière, les navires qui sont si loin qu’ils ne devraient pas être visibles au-dessus de l’horizon géométrique peuvent apparaître sur ou même au-dessus de l’horizon comme des mirages supérieurs. Cela peut expliquer certaines histoires de navires volants ou de villes côtières dans le ciel, telles que décrites par certains explorateurs polaires. Ce sont des exemples de ce que l’on appelle les mirages arctiques, ou hillingar en islandais.
Si le gradient vertical de température est de +12,9 C° par 100 mètres (où le signe positif signifie que la température se réchauffe à mesure que l’on s’élève), alors les rayons lumineux horizontaux ne feront que suivre la courbure de la Terre, et l’horizon apparaîtra plat. Si le gradient est moindre (comme c’est presque toujours le cas), les rayons ne sont pas assez courbés et se perdent dans l’espace, ce qui est la situation normale d’un « horizon » sphérique et convexe.
Dans certaines situations, des objets distants peuvent être élevés ou abaissés, étirés ou raccourcis sans qu’il y ait de mirage.
Fata MorganaEdit
Une Fata Morgana (le nom vient de la traduction italienne de Morgane le Fey, la demi-sœur fée métamorphe du roi Arthur) est un mirage supérieur très complexe. Il apparaît avec des alternances de zones comprimées et étirées, d’images dressées et d’images inversées. Une Fata Morgana est également un mirage à évolution rapide.
Les mirages de Fata Morgana sont plus fréquents dans les régions polaires, notamment au-dessus de grandes plaques de glace à basse température uniforme, mais ils peuvent être observés presque partout. Dans les régions polaires, un Fata Morgana peut être observé les jours froids ; dans les zones désertiques et au-dessus des océans et des lacs, un Fata Morgana peut être observé les jours chauds. Pour une Fata Morgana, l’inversion de température doit être suffisamment forte pour que les courbures des rayons lumineux au sein de l’inversion soient plus fortes que la courbure de la Terre.
Les rayons vont se courber et créer des arcs. Un observateur doit se trouver à l’intérieur d’un conduit atmosphérique pour pouvoir voir un Fata Morgana.Les mirages de Fata Morgana peuvent être observés depuis n’importe quelle altitude dans l’atmosphère terrestre, y compris depuis le sommet des montagnes ou des avions.
Les distorsions de l’image et la courbure de la lumière peuvent produire des effets spectaculaires. Dans son livre Pursuit : The Chase and Sinking of the « Bismarck », Ludovic Kennedy décrit un incident qui aurait eu lieu sous le détroit du Danemark au cours de l’année 1941, après le naufrage du Hood. Le Bismarck, poursuivi par les croiseurs britanniques Norfolk et Suffolk, a disparu dans une brume de mer. En quelques secondes, le navire réapparaît, se dirigeant à grande vitesse vers les navires britanniques. Alarmés, les croiseurs se séparent, anticipant une attaque imminente, et les observateurs des deux navires regardent avec étonnement le cuirassé allemand flotter, devenir indistinct et disparaître. La surveillance radar pendant ces événements a indiqué que le Bismarck n’avait en fait effectué aucun changement de cap.