Il fenomeno ottico chiamato miraggio si verifica naturalmente, ed è il risultato della flessione dei raggi luminosi per creare un'immagine spostata di oggetti distanti o del cielo. L'origine del termine risiede nella parola francese miraggio e il latino Mirari che si traduce in "Meravigliarsi" or "guardare." I miraggi cadono nelle categorie superiore, inferiore o "Fata Morgana". Un miraggio può essere catturato dalla fotocamera poiché è un vero fenomeno ottico.
Mirage inferiore
Il miraggio inferiore si verifica comunemente nel deserto e appare come un corpo idrico in lontananza. Il miraggio è definito inferiore poiché giace sotto l'oggetto reale. L'oggetto, in questo caso, è il cielo blu o un altro oggetto distante nella stessa direzione. Il miraggio porta l'osservatore a vedere una zona luminosa e bluastra sulla terra in lontananza. I raggi di luce che provengono da un oggetto distante viaggiano attraverso quasi gli stessi strati d'aria e sono anche piegati quasi allo stesso modo. Raggi che viaggiano dalla parte superiore dell'oggetto raggiungeranno quindi i raggi inferiori dal fondo. L'immagine è normalmente capovolta, facendo sembrare che l'immagine del cielo sia una pozza d'acqua che funge da specchio. Anche le immagini inferiori non sono stabili. È caratteristico dell'aumento dell'aria calda e dell'aria più fredda, d'altra parte, per discendere che fa sì che gli strati si mescolino e che emerga la turbolenza. L'immagine sarà successivamente distorta di conseguenza e può essere estesa o vibrante in orizzontale o verticale. Diversi livelli di temperatura possono causare alcuni miraggi per mescolare la creazione di immagini doppie. Il miraggio di acqua finta o hot-road è un esempio comune di questo tipo di miraggio. I miraggi inferiori possono anche verificarsi su laghi o oceani in quanto sono estesi e piatti. I laghi IJsselmeer e Markermeer sono alcuni dei corpi idrici in cui sono frequenti i miraggi inferiori.
Foschia termica
La foschia del calore è una specie di miraggio inferiore osservata quando gli oggetti sono visti attraverso l'aria calda. Questo fenomeno, chiamato anche il luccichio, può essere visto osservando oggetti attraverso i gas di scarico espulsi dai motori a reazione o attraverso l'asfalto riscaldato. La convezione contribuisce alla variazione della temperatura dell'aria mentre la variazione tra l'aria riscaldata sulla superficie della strada e l'aria fredda sopra risulta in un gradiente nell'indice di rifrazione dell'aria. Successivamente viene creato un effetto mosso che simula la capacità di risolvere gli oggetti. Questo effetto viene aumentato quando la particolare immagine viene ingrandita usando l'obiettivo del telescopio o un telescopio. La luce che si origina dal cielo con una leggera angolazione rispetto al cielo viene comunemente rifratta dal gradiente dell'indice per assomigliare al cielo riflesso dalla superficie della strada. La mente di una persona osserva questo evento come un corpo d'acqua sulla strada perché l'acqua riflette anche il cielo, ma questa illusione svanisce man mano che la persona si avvicina. Se la strada è asfaltata, sembra che sia stata versata acqua o olio. Asfalto e sabbia possono diventare estremamente riscaldati se esposti al sole facilitando lo sviluppo di un miraggio.
Mirage superiore
Diversamente dal miraggio inferiore, quello superiore si verifica quando l'immagine di un oggetto appare sopra l'oggetto particolare. Il fenomeno si osserva quando l'aria al di sotto della linea di vista è più fredda rispetto all'aria al di sopra di essa. Questo evento è definito come inversione di temperatura poiché l'esistenza di aria fredda al di sotto di aria calda è una deviazione del gradiente di temperatura normale dell'atmosfera. Questi tipi di miraggi sono più rari dei miraggi inferiori e sono più stabili poiché l'aria fredda non viaggia verso l'alto e l'aria calda non si sposta normalmente verso il basso. I miraggi superiori si verificano comunemente nelle aree polari, in particolare sopra le massicce lastre di ghiaccio che presentano una bassa temperatura uniforme. Quando i miraggi appaiono a latitudini più moderate, tendono a indebolirsi, a renderli meno stabili e uniformi. Un miraggio superiore può apparire sottosopra o rivolto verso l'alto a destra in base al gradiente di temperatura e alla distanza dell'oggetto reale. Il miraggio è spesso osservato come una miscela distorta di entrambe le parti su e giù. I miraggi possono avere un effetto sorprendente a causa della curvatura della Terra. I raggi di luce possono muoversi su grandi distanze se la loro curva di curvatura verso il basso è quasi la stessa della curvatura terrestre. Sebbene questo fenomeno sia stato osservato per la prima volta in 1596 a Novaya Zemlya, non è stato spiegato scientificamente fino al 20esimo secolo. Per ogni miglia 69.05, i raggi di luce possono spostarsi parallelamente alla superficie della Terra e il Sole appare in gradi 1 più in alto sull'orizzonte. Lo strato di inversione dovrebbe, tuttavia, possedere il giusto gradiente di temperatura sulla distanza totale affinché l'evento sia possibile. Allo stesso modo, le navi che sono così lontane possono apparire sopra o anche all'orizzonte come immagini superiori, sebbene non dovrebbero essere avvistate sopra l'orizzonte geometrico.
Fata Morgana
Il termine Fata Morgana è una traduzione italiana tratta da Morgan le Fay che è descritta come una fata che cambia forma e che è la sorellastra di Re Artù. La parola è usata per descrivere un complesso miraggio superiore che si forma con alternanze di zone compresse e allungate, immagini invertite e immagini erette. Questo miraggio è anche noto per la sua capacità di cambiare rapidamente. Un Fata Morgana si verifica comunemente nei giorni freddi nelle zone polari, nelle regioni desertiche, nei laghi e negli oceani, nonché nelle giornate calde. Perché questo miraggio avvenga, l'inversione di temperatura deve avere abbastanza forza tale che la curvatura dei raggi luminosi al suo interno sia più forte rispetto alla curvatura della Terra. I raggi si piegheranno e formeranno degli archi, e l'osservatore dovrebbe trovarsi all'interno di un condotto di atmosfera per avvistare il miraggio. La Fata Morgana può passare da un miraggio superiore a un miraggio inferiore nel giro di pochi secondi a seconda delle condizioni atmosferiche che cambiano continuamente. Una telecamera ha catturato i fotogrammi 16 del miraggio delle isole del Pacifico di Farallon che non sono visibili a livello del mare in condizioni normali poiché si trovano sotto l'orizzonte in un solo giorno. Le prime immagini 14 riflettono alternanze di zone allungate e compresse che sono caratteristiche di una Fata Morgana mentre gli ultimi due fotogrammi sono stati catturati intorno al tramonto quando il miraggio non era così complesso. Le distorsioni dell'immagine e la flessione della luce possono creare risultati sorprendenti.
