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蜃気楼

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優れた蜃気楼。 氷上の飛行機(マクマード基地)

砂糖水を使って反転層を模した人工的な蜃気楼。 下から上に向かって屈折率が下がっていく3層の溶液を入れたガラス越しに、猫が見えます。 猫は複数の画像に現れます。

優れた蜃気楼とは、蜃気楼の像が実際の物体の上にあるように見えるものです。 優れた蜃気楼は、視線の下の空気がその上の空気よりも冷たい場合に発生します。 これは、冷たい空気の上に暖かい空気があるという、昼間の大気の通常の温度勾配とは逆の状態であるため、このような異常な状態を「温度逆転」と呼びます。 温度逆転現象を通過すると、光線が下に向かって曲がるため、本来の対象物よりも上に像が見えることから、スーペリアと呼ばれている。

スーペリア・ミラージュは極地でよく見られる現象で、特に一様に低温の大きな氷の上で見られます。

スーペリア・ミラージュは極地でよく見られ、特に低温で均一な大きな氷の上でよく見られます。 例えば、遠くの海岸線が、実際よりも高くそびえ立っているように見える(つまり、より近くにあるように見える)ことがある。 乱れているので、踊っているようなトゲや塔があるように見えるのです。

優れた蜃気楼は、真の対象物の距離や温度勾配によって、真逆になったり、逆さまになったりします。

地球は丸いので、光線の下向きに曲がる曲率が地球の曲率とほぼ同じであれば、光線は地平線の向こうからも含めて大きな距離を進むことができます。 これは、1596年に北東航路を目指す船が北極圏上空のノヴァヤ・ゼムリャで氷に閉じ込められたときに観測され、記録されている。 本当の太陽はまだ地平線の下にあったが、その光線が地球の曲率に沿っていたため、太陽が予想よりも2週間早く昇ったように見えたのだ。 この現象は「ノバヤゼムリアの蜃気楼」と呼ばれている。 光線が地表と平行に111.12km進むごとに、太陽は地平線上で1°ずつ高くなっていく。

これと同じように、幾何学的な地平線の上には見えないはずの遠くにある船が、優れた蜃気楼として地平線上に、あるいは地平線よりも上に見えることがあります。 極地の探検家たちが語る「空飛ぶ船」や「沿岸都市」などの話も、これで説明がつくかもしれません。

垂直方向の温度勾配が100メートルあたり+12.9℃(正の符号は、高くなるほど温度が高くなることを意味する)であれば、水平方向の光線は地球の曲率に沿ったものとなり、地平線は平らに見えます。

いくつかの状況では、遠くの物体が蜃気楼を伴わずに、高くなったり低くなったり、伸びたり縮んだりすることがあります。

Fata MorganaEdit

サンフランシスコから見たファラロン諸島のファタモルガナのシークエンス。

同じシークエンスをアニメーションにしたものです。

主な記事はこちら。 Fata Morgana (mirage)

Fata Morgana(この名前は、アーサー王の異母姉妹である妖精Morgan le Fayのイタリア語訳に由来します)は、非常に複雑で優れた蜃気楼です。 圧縮された部分と引き伸ばされた部分、直立した画像、反転した画像が交互に現れます。

ファタ・モルガナの蜃気楼は、極地、特に一様に低温の大きな氷の上でよく見られますが、ほとんどどこでも見ることができます。 極地では寒い日に、砂漠や海や湖の上では暑い日に、ファタモルガナが観測されることがあります。 ファタ・モルガナを観測するには、気温の逆転現象が強く、逆転現象の中で光線の曲率が地球の曲率よりも強くなる必要があります。

光線は曲がって弧を描きます。

像のゆがみや光の曲がりは、壮大な効果をもたらしますが、ファタモルガナの蜃気楼は、山頂や飛行機など、地球の大気圏内のどの高さからでも見ることができます。

画像の歪みや光の曲がりは、壮大な効果をもたらします。 ルドヴィック・ケネディは著書『Pursuit: The Chase and Sinking of “Bismarck”』の中で、1941年にフッド号が沈没した後、デンマーク海峡の下で起こったとされる事件を紹介している。 英国の巡洋艦ノーフォークとサフォークに追われていたビスマルクは、海霧の中に姿を消した。 数秒後、ビスマルクは再び姿を現し、猛スピードでイギリス艦に向かって航行した。 巡洋艦は攻撃を予期して分離し、両艦の観測者はドイツ戦艦がひらひらと動き、不明瞭になり、消えていくのを驚きをもって見ていた。 この間のレーダー観測では、ビスマルクは実際には針路を変えていなかったのです。

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