Un espejismo es un fenómeno óptico natural en el que los rayos de luz se curvan mediante refracción para producir una imagen desplazada de objetos distantes o del cielo. [1] La palabra llega al inglés a través del francés (se) mirer , del latín mirari , que significa "mirar, maravillarse". [2]
Los espejismos se pueden clasificar como "inferior" (que significa más bajo), "superior" (que significa más alto) y " Fata Morgana ", un tipo de espejismo superior que consiste en una serie de imágenes inusualmente elaboradas, apiladas verticalmente, que forman un espejismo que cambia rápidamente. .
A diferencia de una alucinación , un espejismo es un fenómeno óptico real que puede captarse con una cámara, ya que los rayos de luz en realidad se refractan para formar una imagen falsa en el lugar donde se encuentra el observador. Sin embargo, lo que la imagen parece representar está determinado por las facultades interpretativas de la mente humana. Por ejemplo, las imágenes inferiores en tierra se confunden muy fácilmente con los reflejos de una pequeña masa de agua.
En un espejismo inferior, la imagen del espejismo aparece debajo del objeto real. El objeto real en un espejismo inferior es el cielo (azul) o cualquier objeto distante (por tanto azulado) en esa misma dirección. El espejismo hace que el observador vea una mancha brillante y azulada en el suelo.
Todos los rayos de luz provenientes de un objeto distante en particular viajan a través de casi las mismas capas de aire y todos se refractan aproximadamente en el mismo ángulo . Por lo tanto, los rayos que vienen desde arriba del objeto llegarán más abajo que los que vienen desde abajo. La imagen suele estar al revés, lo que realza la ilusión de que la imagen del cielo vista a lo lejos es un reflejo especular sobre un charco de agua o aceite que actúa como espejo .
Si bien la aerodinámica es muy activa, la imagen del espejismo inferior es estable a diferencia de la fata morgana, que puede cambiar en segundos. Dado que el aire más cálido asciende mientras que el aire más frío (al ser más denso ) desciende, las capas se mezclarán, provocando turbulencias . La imagen se distorsionará en consecuencia; puede vibrar o estirarse verticalmente ( elevarse ) o comprimirse verticalmente ( agacharse ). También es posible una combinación de vibración y extensión. Si hay varias capas de temperatura , es posible que se mezclen varios espejismos, provocando quizás imágenes dobles. En cualquier caso, los espejismos no suelen tener más de medio grado de altura (aproximadamente el diámetro angular del Sol y la Luna) y provienen de objetos que se encuentran entre decenas de metros y unos pocos kilómetros de distancia.
La neblina de calor , también llamada brillo de calor , se refiere al espejismo inferior que se observa al observar objetos a través de una masa de aire caliente. Los casos comunes en los que se produce neblina de calor incluyen imágenes de objetos vistos a través de concreto asfáltico (también conocido como asfalto ), caminos y techos de mampostería en días calurosos, encima y detrás del fuego (como velas encendidas , calentadores de patio y fogatas ) y a través de los gases de escape . gases de los motores a reacción . Cuando aparece en las carreteras debido al asfalto caliente, a menudo se lo denomina "espejismo de la carretera". También ocurre en los desiertos; en ese caso, se lo denomina "espejismo del desierto". Tanto el asfalto como la arena pueden calentarse mucho cuando se exponen al sol, llegando fácilmente a más de 10 °C (18 °F) por encima del aire a un metro (3,3 pies) de altura, suficiente para crear las condiciones adecuadas para provocar el espejismo.
La convección hace que varíe la temperatura del aire, y la variación entre el aire caliente en la superficie de la carretera y el aire frío más denso sobre ella provoca un gradiente en el índice de refracción del aire. Esto produce un efecto de brillo borroso , que dificulta la capacidad de resolver la imagen y aumenta cuando la imagen se amplía a través de un telescopio o teleobjetivo .
La luz del cielo en un ángulo poco profundo con respecto a la carretera es refractada por el gradiente de índice, lo que hace que parezca como si el cielo se reflejara en la superficie de la carretera. Esto podría aparecer como un charco de líquido (normalmente agua, pero posiblemente otros, como aceite) en la carretera, ya que algunos tipos de líquido también reflejan el cielo. La ilusión se aleja a medida que el observador se acerca al objeto espejado, lo que produce el mismo efecto que si se acercara a un arco iris.
La calima no está relacionada con el fenómeno atmosférico de la calima .
Un espejismo superior es aquel en el que la imagen del espejismo parece estar situada encima del objeto real. Un espejismo superior ocurre cuando el aire debajo de la línea de visión es más frío que el aire encima. Esta disposición inusual se llama inversión de temperatura , ya que el aire caliente sobre el aire frío es lo opuesto al gradiente de temperatura normal de la atmósfera durante el día. Al pasar por la inversión de temperatura, los rayos de luz se desvían hacia abajo, por lo que la imagen aparece por encima del objeto real, de ahí el nombre superior . [3]
Los espejismos superiores son bastante comunes en las regiones polares , especialmente sobre grandes capas de hielo que tienen una temperatura baja uniforme. Los espejismos superiores también ocurren en latitudes más moderadas, aunque en esos casos son más débiles y tienden a ser menos suaves y estables. Por ejemplo, una costa distante puede parecer elevada y parecer más alta (y, por lo tanto, quizás más cercana) de lo que realmente es. Debido a la turbulencia, parece haber torres y picos danzantes. Este tipo de espejismo también se llama Fata Morgana , o hafgerðingar en lengua islandesa . [4]
Un espejismo superior puede estar al revés o al revés, dependiendo de la distancia del objeto real y del gradiente de temperatura. A menudo, la imagen aparece como una mezcla distorsionada de partes arriba y abajo.
Dado que la Tierra es redonda, si la curvatura descendente de los rayos de luz es aproximadamente la misma que la curvatura de la Tierra , los rayos de luz pueden viajar grandes distancias, incluso desde más allá del horizonte. Esto fue observado y documentado en 1596, cuando un barco que buscaba el paso del Noreste quedó atrapado en el hielo en Novaya Zemlya , sobre el Círculo Polar Ártico . El Sol pareció salir dos semanas antes de lo esperado; El Sol real todavía estaba debajo del horizonte, pero sus rayos de luz seguían la curvatura de la Tierra. Este efecto a menudo se denomina espejismo de Novaya Zemlya . Por cada 111,12 kilómetros (69,05 millas) que los rayos de luz viajan paralelos a la superficie de la Tierra, el Sol aparecerá 1° más alto en el horizonte. Para que esto sea posible, la capa de inversión debe tener el gradiente de temperatura adecuado en toda la distancia.
De la misma manera, los barcos que están tan lejos que no deberían ser visibles por encima del horizonte geométrico pueden aparecer en el horizonte o incluso por encima de él como espejismos superiores. [5] Esto puede explicar algunas historias sobre barcos voladores o ciudades costeras en el cielo, como lo describen algunos exploradores polares. Estos son ejemplos de los llamados espejismos árticos, o hillingar en islandés.
Si el gradiente de temperatura vertical es de +12,9 °C (23,2 °F) por 100 metros/330 pies (donde el signo positivo significa que la temperatura aumenta a mayores altitudes), entonces los rayos de luz horizontales seguirán simplemente la curvatura de la Tierra y el horizonte parecer plano. Si el gradiente es menor (como casi siempre es) los rayos no se desvían lo suficiente y se pierden en el espacio, que es la situación normal de un "horizonte" esférico y convexo.
En algunas situaciones, los objetos distantes se pueden elevar o bajar, estirar o acortar sin que se produzca ningún espejismo.
Una Fata Morgana (el nombre proviene de la traducción italiana de Morgan le Fay , el hada, media hermana cambiante del rey Arturo) es un espejismo superior muy complejo. Aparece con alternancia de áreas comprimidas y estiradas, imágenes erectas e imágenes invertidas. [6] Una Fata Morgana es también un espejismo que cambia rápidamente.
Los espejismos de Fata Morgana son más comunes en las regiones polares , especialmente sobre grandes capas de hielo con una temperatura baja uniforme, pero se pueden observar casi en cualquier lugar. En las regiones polares, se puede observar una Fata Morgana en los días fríos; En zonas desérticas y sobre océanos y lagos, se puede observar una Fata Morgana en los días calurosos. Para una Fata Morgana, la inversión de temperatura tiene que ser lo suficientemente fuerte como para que las curvaturas de los rayos de luz dentro de la inversión sean más fuertes que la curvatura de la Tierra . [6]
Los rayos se doblarán y formarán arcos . Un observador necesita estar dentro de un conducto atmosférico para poder ver una Fata Morgana. [7] Los espejismos de Fata Morgana pueden observarse desde cualquier altitud dentro de la atmósfera terrestre , incluso desde las cimas de montañas o aviones. [8] [9]
Las distorsiones de la imagen y la desviación de la luz pueden producir efectos espectaculares. En su libro Pursuit: The Chase and Sinking of the "Bismarck" , Ludovic Kennedy describe un incidente que supuestamente tuvo lugar debajo del Estrecho de Dinamarca durante 1941, tras el hundimiento del Hood . El Bismarck , perseguido por los cruceros británicos Norfolk y Suffolk , se perdió de vista entre la niebla marina. En cuestión de segundos, el barco reapareció dirigiéndose hacia los barcos británicos a gran velocidad. Alarmados, los cruceros se separaron, anticipando un ataque inminente, y los observadores de ambos barcos observaron con asombro cómo el acorazado alemán revoloteaba, se volvía confuso y se desvanecía. La observación del radar durante estos eventos indicó que, de hecho, el Bismarck no había realizado ningún cambio en su rumbo.
Las condiciones para producir un espejismo pueden ocurrir tanto de noche como de día. En algunas circunstancias, durante la noche se pueden observar espejismos de objetos astronómicos y espejismos de luces de vehículos en movimiento, aviones, barcos, edificios, etc. [1]
Un espejismo de un objeto astronómico es un fenómeno óptico que ocurre naturalmente en el que los rayos de luz se doblan para producir imágenes múltiples o distorsionadas de un objeto astronómico . Se pueden observar espejismos de objetos astronómicos como el Sol , la Luna , los planetas , estrellas brillantes y cometas muy brillantes . Los más comúnmente observados son los espejismos del atardecer y del amanecer .
