Мираж (фр. mirage — букв. видимость) — оптическое явление в атмосфере: отражение света границей между резко различными по плотности слоями воздуха. Для наблюдателя такое отражение заключается в том, что вместе с отдалённым объектом (или участком неба) видно его мнимое изображение, смещённое относительно предмета. 

Mirage — атмосферическое явление, благодаря которому при известных обстоятельствах делаются в какой-либо местности видными предметы, действительное местонахождение которых вдали от места их наблюдения зрителем. Оно объясняется полным отражением лучей на границе двух слоев воздуха, имеющих различные температуры, если луч света падает с очень сильным наклоном на граничную плоскость. Если зритель и отдаленный предмет находятся на лишь немного повышенных точках и между ними лежит сильно нагретая солнцем песчаная почва, сообщающая свою теплоту ближайшим слоям воздуха и тем нагревающая их сильнее слоев, выше расположенных, зритель видит предмет в его действительном положении при посредстве лучей, прямо от предмета идущих к нему, и во-вторых, в перевернутом положении, при посредстве лучей, сначала идущих от предмета книзу, потом, при встрече с более теплыми и поэтому более редкими слоями воздуха, подвергающихся отражению и идущих к глазу наблюдателя, видящего предмет как бы отраженным в воде. 

Гаспар Монж

Это объяснение дал еще французский математик и геометр Гаспар Монж в "Mémoires de l'Institut d'Egypte". Если сильно нагретый теплый слой не внизу, но вверху наблюдателя и наблюдаемого предмета, находящихся в более плотном холодном слое, — может также получиться явление Мираж, но только по направлению кверху. Таким образом наблюдаемые в опрокинутом виде над горизонтом, например, корабли, башни, замки и т. д. суть изображения действительных предметов. В некоторых местностях, в Неаполе, Реджио, на берегу Сицилийского пролива, на больших песчаных равнинах (утром, когда еще нижние слои воздуха холоднее верхних, уже согретых солнцем), в Персии, Туркестане, Египте, это явление, называемое фата-морганой, наблюдается часто. Во втором случае может получиться такое лучепреломление, но предмет кажется лишь приподнятым, но не перевернутым, причем таким образом в самих верхних слоях не происходит полного отражения. В таком виде это явление наблюдается в западных частях Балтийского моря (Kimmung). На прилагаемой фиг. 1 кривая линия L означает ход лучей в первом случае, когда нижние слои воздуха менее плотны, чем верхние; SS — слой, дающий полное отражение.

Наблюдатель у А получает от предмета G, кроме прямого изображения, отраженное изображение G1, которое наблюдается в направлении касательной (к линии L), проведенной из точки A. Фигура 2 представляет тот случай, когда более холодные и плотные слои лежат внизу.

При посредстве лучей L, идущих без отражения, наблюдатель A получает приподнятое стоячее изображение G1 предмета G, если же лучи изогнуты по линии L2 и вполне отражены слоем SS, то получается перевернутое изображение G2.

Энциклопедический словарь Ф. А. Брокгауза и И. А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон. 1890—1907.

Древние египтяне верили, что мираж - это призрак страны, которой больше нет на свете. Легенда говорит о том, что у каждого места на Земле есть своя душа. Наблюдаемые в пустынях миражи объясняются тем, что горячий воздух действует подобно зеркалу. Явление это довольно частое - так, в Сахаре ежегодно наблюдается около 160 тысяч миражей: они бывают стабильными и блуждающими, вертикальными и горизонтальными.

8 мая 2006 года тысячи туристов и местных жителей наблюдали мираж, который длился в течение четырех часов в Penglai у восточного побережья Китая в воскресенье. Туманы создали изображение города, с современными высотными зданиями, широкими городскими улицами и шумными автомобилями. В городе Penglai два дня лил дождь прежде, чем произошло это редкое погодное явление.

Изучать миражи практически невозможно, так как они не появляются по заказу и всегда оригинальны и непредсказуемы. Как утверждают ученые, атмосфера представляет собой, как бы слоеный, воздушный пирог, который состоит из слоев с разной температурой. И чем больше перепад температуры, тем сильнее искривляется ход луча света. При этом, словно бы, образуется гигантская, воздушная линза, которая все время движется. Кроме того, наблюдаемый объект и сам человек находятся внутри этой воздушной линзы. Поэтому наблюдатель и видит изображение искаженным. Чем сложнее форма атмосферных линз, тем причудливее мираж.

Атмосферные миражи делятся на три класса: нижние или озерные; верхние (они возникают прямо в небе) или миражи дальнего видения; боковые миражи. Более сложный вид миража называется "Фата-Моргана". Объяснений ему пока не найдено. К разновидности миражей принято относить полярное сияние, миражи-оборотни, "Летучих Голландцев".

Нижний (озерный) мираж

Нижние миражи весьма обычны. Например, вода, наблюдаемая на песке в пустыне или на горячем асфальте, является миражом неба над горячим песком или асфальтом. Приземление самолета в фильмах или автомобильные гонки по телевиденью часто снимают очень близко к поверхности горячего асфальта. Тогда ниже автомобиля или самолета вы можете видеть их зеркальное изображение (нижний мираж), а также мираж неба. 

Мираж над асфальтированной дорогой

Мираж над асфальтированной дорогой

Это не тип самолета:). Это про жару и "отражение" от асфальта. Самолеты появляются как бы ниоткуда.

Нижний мираж. Отражение самолета на асфальте

Мираж (зеркальная гладь воды) в Аравийской пустыне

Если в жаркий летний день встать на железнодорожное полотно или холмик над ним, когда солнце находится немного сбоку или сбоку и чуть впереди железнодорожного пути, то можно разглядеть, как рельсы в двух-трех километрах от нас как будто погружаются в искрящееся озеро, словно пути залило наводнением. Попробуем приблизиться к "озеру" - оно отодвинется, и сколько бы мы ни шли по направлению к нему, оно неизменно будет находиться в 2-3 километрах от нас. Такие "озерные" миражи доводили до отчаяния путников пустыни, изнывавших от зноя и жажды. Они видели также в 2-3 километрах вожделенную воду, брели к ней из последних сил, но вода отступала, а потом точно растворялась в воздухе.

Французский ученый Гаспар Монж, принимавший участие в египетском походе Наполеона, описывает свои впечатления от озерного миража так: “Когда поверхность земли сильно накалена Солнцем и только-только начинает остывать перед началом сумерек, знакомая местность больше не простирается до горизонта, как днем, а переходит, как кажется, примерно в одном лье в сплошное наводнение. Деревни, расположенные дальше, выглядят, словно острова среди погибшего озера. Под каждой деревней ее опрокинутое изображение, только оно не резкое, мелких деталей не видно, как отражение в воде, колеблемое ветром. Если станешь приближаться к деревне, которая кажется окруженной наводнением, берег мнимой воды все удаляется, водный рукав, отделявший нас от деревни, постепенно суживается, пока не исчезнет совсем, а озеро теперь начинается за этой деревней, отражая в себе селения, расположенные дальше”.

Верхний мираж или мираж дальнего видения

Наблюдается над холодной земной поверхностью при инверсионном распределении температуры (температура воздуха растёт с повышением высоты). Верхние миражи случаются в целом реже, чем нижние, но чаще всего бывают более стабильными, поскольку холодный воздух не имеет тенденцию двигаться вверх, а теплый - вниз. Верхние миражи являются наиболее распространенными в полярных регионах, особенно на больших ровных льдинах со стабильной низкой температурой. Они также наблюдаются в более умеренных широтах, хотя в этих случаях, они слабее, менее четкие и стабильные. Верхний мираж может быть прямым или перевернутым, в зависимости от расстояния до истинного объекта и градиента температуры. Часто изображение выглядит как фрагментарная мозаика прямых и перевернутых частей.

Верхние миражи могут иметь поразительный эффект 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 далеко за горизонтом. Это наблюдалось и задокументировано в первый раз в 1596 году, когда судно под командованием Виллема Баренца в поисках Северо-восточный прохода застряло во льдах на Новой Земле. Экипаж был вынужден пережидать полярную ночь. При этом восход Солнца после полярной ночи наблюдался на две недели раньше, чем ожидалось. В 20-м веке это явление было объяснено, и получило название "Эффект Новой Земли".

Таким же образом, корабли, находящиеся на самом деле так далеко, что они не должны быть видны над горизонтом, могут появиться на горизонте, и даже над горизонтом, как верхние миражи. Это может объяснить некоторые истории о полетах кораблей или прибрежных городов в небе, как описано некоторыми полярниками.

За горизонтом движется корабль нормальных размеров. При специфическом состоянии атмосферы его отражение над горизонтом кажется гигантским.

Жители Лазурного берега Франции ясным утром не раз видели, как на горизонте Средиземного моря, где вода сливается с небом, из моря поднимается цепочка Корсиканских гор, до которой от Лазурного берега примерно двести километров. В том же случае, если дело происходит в самой пустыне, поверхность которой и прилегающие слои воздуха раскалены солнцем, наверху давление воздуха может оказаться большим, лучи станут загибаться в другую сторону. И тогда уже любопытные явления будут происходить с теми лучами, которые должны были, отразившись от предмета, сразу уткнуться в землю. Hо нет, они будут заворачивать кверху и, пройдя перигей где-то возле самой поверхности, уйдут в него. В "Метеорологии" Аристотеля приведен характерный пример: жители Сиракуз видели иногда в течение нескольких часов берег континентальной Италии, хотя до него 150 км. Подобные явления также вызваны перераспределением теплых и холодных слоев воздуха, по направлению последнего отрезка пути светового луча.

20 апреля 1999 года обычный фрахтовщик практиковался в водах юго-западного архипелага Финляндии. Судно принимало множество различных форм; иногда казалось было 2 корабля, одно из которых было вверх дном.

Домик на архипелаге с верхним миражом

Боковой мираж

О существовании бокового миража обычно даже не подозревают. Это — отражение от нагретой отвесной стены. Такой случай описан одним французским автором. Приближаясь к форту крепости, он заметил, что ровная бетонная стена форта вдруг заблистала, как зеркало, отражая в себе окружающий ландшафт, почву, небо. Сделав еще несколько шагов, он заметил ту же перемену и с другой стеной форта. Казалось, будто серая неровная поверхность внезапно заменяется полированной. Стоял знойный день, и стены должны были сильно накалиться, в чем и заключалась разгадка их зеркальности.Оказалось, что мираж наблюдается всякий раз, когда стена достаточно нагреется солнечными лучами. Удалось даже сфотографировать это явление.

Этот вид миражей может возникнуть в тех случаях, когда слои воздуха одинаковой плотности располагаются в атмосфере не горизонтально, как обычно, а наклонно или даже вертикально. Такие условия создаются летом, утром вскоре после восхода Солнца у скалистых берегов моря или озера, когда берег уже освещен Солнцем, а поверхность воды и воздух над ней еще холодные. 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. 

Знаменитый в свое время латеральный (боковой) мираж, наблюдавшийся в 1869 году капитаном Колдвеем, посетившим берега Гренландии с экспедицией на корабле «Германия»

Мираж Фата-Моргана

Фата–Моргана - сложное оптическое явление в атмосфере, состоящее из нескольких форм миражей, при котором отдалённые предметы видны многократно и с разнообразными искажениями. Фата-Моргана возникает, когда в нижних слоях атмосферы образуется несколько чередующихся слоев воздуха различной плотности, способных давать зеркальные отражения. В результате отражения, а также и преломления лучей реально существующие предметы дают на горизонте или над ним по нескольку искажённых изображений, частично налагающихся друг на друга и быстро меняющихся во времени, что и создаёт причудливую картину Фата-Моргана.

3 апреля 1900 года защитники крепости Блумфонтейн, в Англии, увидели в небе боевые порядки британской армии, притом так четко, что можно было различить пуговицы на красных мундирах офицеров. Это было воспринято как дурное предзнаменование. Через два дня крепость сдалась. 

В 1902 году Роберт Вуд, американский ученый, не без основания заслуживший прозвище «чародей физической лаборатории», сфотографировал двух мальчиков, мирно бредущих по водам Чесапикского залива между яхтами. Причем рост мальчиков на фотографии превышал 3 метра.

Один человек в 1852 году с расстояния 4 км видел Страстбургскую колокольню на расстоянии, как ему казалось, двух километров. Изображение было гигантским, точно колокольня предстала перед ним увеличенная в 20 раз.

К фата-морганам можно отнести и многочисленных "летучих голландцев", которых до сих пор видят мореплаватели. В марте 1898 года ночью экипаж бременского судна "Матадор" во время перехода через южную часть Тихого океана увидел странное марево. Из него выскочило судно и понеслось прямо на "Матадор". Потом оно куда-то исчезло. В седьмую склянку ночи, иначе говоря, за полчаса до полуночи, на подветренной стороне вновь появилось судно, борющееся со штормом. Это было очень странно, потому что вокруг "Матадора" вода была совершенно спокойная. Но увиденный с "Матадора" парусник заливали бешеные волны, перекатываясь через него. Капитан "Матадора" Геркинс, несмотря на полный штиль, велел зарифить все паруса, опасаясь, что неизвестный парусник принесет с собой ветер... Между тем парусник приблизился. Его волнами несло прямо на "Матадор". И вдруг судно улетело в южном направлении, унося с собой загадочную бурю, а на "Матадоре" внезапно погас яркий свет в капитанской каюте, который видели все сквозь два иллюминатора, пока не исчезло загадочное судно. Позже узнали, что в эту же ночь во время сильного шторма в капитанской каюте другого судна произошел взрыв лампы. Когда сличили время и градусы долготы двух судов, оказалось, что расстояние между "Матадором" и другим - датским - судном во время появления миража было около 1700 км. 

В 11 часов утра 10 декабря 1941 года команда британского транспорта «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, но, несмотря на тщательные поиски, 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, атакованный японскими торпедоносцами неподалеку от Цейлона. Расстояние между кораблями на тот момент составляло 900 км.

Одно из возможных объяснений, а также возникновение названия "Летучий Голландец", связывают с явлением фата-морганы, так как мираж всегда виден над поверхностью воды. Также возможно, что светящийся ореол — это огни святого Эльма. Морякам их появление сулило надежду на успех, а во время опасности — и на спасение. В настоящее время разработаны мет-ды, позволяющие получать подобный разряд искусственным путём.

Фата-моргана

На этом изображении видно, как под действием фата-морганы изменяются очертания двух кораблей. Четыре фотографии в правой колонке изображают первый корабль, а четыре фотографии в левой — второй.

Цепь изменяющихся миражей.

Своё название мираж получил в честь сказочной героини Фаты Морганы или, в переводе с итальянского, феи Морганы. Говорят, что она сводная сестра короля Артура, отвергнутая возлюбленная Ланцелота, поселилась от огорчения на дне моря, в хрустальном дворце, и с тех пор обманывает мореплавателей призрачными видениями.

«Фея Моргана», картина Э. Ф. Сэндиса, 1864, Бирмингемская художественная галерея

Моргана (Моргана ле Фай), которую рисуют исключительно как злую силу, плела интриги против Артура, чтобы украсть его талисман — меч Эскалибур, чтобы каким-нибудь способом свергнуть его. В то же время она послужила ему на пользу: когда Артур был смертельно ранен в битве при Камлене, она была одной из четырех королев, которые убедили Артура уехать на остров Авалон, где она применила свою магию, чтобы спасти жизнь брата. Иногда ее описывают как богиню, но на самом деле образ Морганы является составным и происходит из разных кельтских мифов и божеств. В уэльском фольклоре ее относили к феям озера, которые соблазняют, а затем бросают влюбленных в них людей, в ирландском фольклоре она жила в волшебном кургане, откуда вылетала в устрашающих нарядах и пугала людей. В английском и шотландском фольклорах Моргана живет либо в Авалоне, либо в различных замках, включая один неподалеку от Эдинбурга, который был населен стаей злых фей. Ее также считают одной из морских дев побережья Бретани, которых называют Морганами, Мэри Морган или просто Морган. Эти сирены завлекают моряков. В зависимости от рассказа, моряк либо идет навстречу смерти, либо его переносят в благословенный подводный рай. В Италии миражи над Страто из Мессины до сих пор называют Фея Моргана. Иногда Моргану изображают как злую дряхлую старуху, как в рассказах о сэре Ланцелоте, об озере и Гаваин и Зеленом Рыцаре. Однако она не является "Озерной леди" в циклах легенд об Артуре. По рассказам, Моргана обладала неутолимым сексуальным аппетитом и постоянно завлекала рыцарей, чтобы удовлетворять свою страсть. Как указывала Марион Брэдли, романист, пишущая на оккультные темы, Фея Моргана была девушкой при Озерной Леди, жрицей друидов, которая изучала магию драконов в друидском колледже для жриц.

Объёмный мираж

В горах очень редко, при стечении определённых условий, можно увидеть «искажённого себя» на довольно близком расстоянии. Объясняется это явление наличием в воздухе «стоячих» паров воды.

Полярные сияния

Чемпионом по миражам уже давно признают далекую холодную Аляску. Чем сильнее стужа, тем четче и красивее возникают в ее небе видения. Постоянно фиксировать появления миражей в тех краях начали только в 19-м веке. Сейчас на Аляске создано специальное научное общество по изучению природных оптических явлений. А туристов возят на автобусах полюбоваться, как на ровном океанском горизонте прямо из пучины встают горы, а потом неведомо куда исчезают.

Миражи-призраки

Французский колониальный отряд пересекал алжирскую пустыню. Впереди, километрах в шести от него, шла гуськом стая фламинго. Hо когда птицы пересекли границу миража, ноги у них вытянулись и слоились, вместо двух у каждой стало по четыре. Hи дать ни взять – арабский всадник в белом одеянии.
Командир отряда, встревожившись, послал разведчика проверить, что за люди в пустыне. Когда солдат сам проник в зону искривления солнечных лучей, он, конечно, разобрался, с кем имеет дело. Hо и он нагнал страху на своих товарищей - ноги его лошади стали такими длинными, что казалось, он сидит на фантастическом чудовище.

Другие же видения ставят нас в тупик и сегодня. Шведский полярный исследователь Hорденшельд не раз наблюдал в Арктике миражи-оборотни: "Однажды медведь, приближения которого поджидали и которого все хорошо видели, вместо того, чтобы подойти своею обычной мягкой походкой, зигзагами и нюхая воздух, соображая, годятся ли ему чужеземцы в пищу, как раз в момент прицела снайпера... распустил исполинские крылья и улетел в виде маленькой зеленой чайки. В другой раз, во время этого же санного похода, охотники, находясь в палатке, раскинутой для отдыха, услышали крик возившегося около нее повара: "Медведь, большой медведь! Hет – олень, совсем маленький олень". В то же мгновенье из палатки раздался выстрел, и убитый "медведь-олень" оказался маленьким песцом, который жизнью заплатил за честь несколько мгновений изображать крупного зверя".

Достоверно известно и о миражах-призраках. Вот как описывает этот эффект британский метеоролог Каролина Ботли: "Миражи приводят к жертвам, однако физическое объяснение феномена миражей нисколько не облегчает участь путников, введенных эфемерным оазисом в гибельное заблуждение. Дабы уберечь занесенных в пустыню людей от риска заблудиться и погибнуть от жажды, составляются специальные карты с отметкой мест, где обычно наблюдаются миражи. На этих путеводителях указано, где могут привидеться колодцы, а где – пальмовые рощи и даже горные цепи".