Мираж. Гало. Радуга


К числу «необыкновенных» явлений атмосферы принадлежит мираж, обусловленный наслоением воздуха различной плотности. Благодаря этому отдаленные предметы кажутся иногда видоизмененными: увеличенными или уменьшенными, изуродованными или перевернутыми. Форма миража зависит от отклонения луча света при отражении или преломлении его слоями воздуха, имеющими различную плотность.

Мираж в море
Мираж в море

Различают миражи нижний и верхний.

Нижний мираж наблюдается в пустынях Африки и в Каракумах. На фоне раскаленного зноем песка вдруг появляются изображения водной поверхности, скал, кустарников, деревьев, которые отражаются в воде. Истомленные жарой путники устремляются к воде, но она при их приближении постепенно как бы удаляется. В старые времена в пустынях гибли целые караваны в бесплодных поисках оазиса.

Явление нижнего миража объясняется тем, что от сильного накала песка в пустыне перегревается воздух нижних слоев атмосферы, тогда как выше располагается более холодный воздух. В этом случае плотность воздуха увеличивается с высотой. Искривленный луч дает обратное изображение предметов и неба, которое проектируется книзу, и в силу своей однородности создает впечатление блестящей водной поверхности.

Нижний мираж в исключительных случаях можно наблюдать и в наших широтах. При движении по раскаленному солнцем асфальтированному шоссе на огражденных лесом его участках перед наблюдателем внезапно появляется водная поверхность, вызывающая в первые минуты изумление: откуда здесь вода? «Вода» держится все время впереди наблюдателя, непрерывно отступает от него и на открытом шоссе так же внезапно исчезает.

Брокенское видение — особый вид миража, наблюдаемый в горах. При восходе или заходе солнца на фоне облаков, расположенных против солнца, внезапно появляется увеличенное изображение людей, животных и т. п. Чаще всего оно наблюдается в Германии на горе Брокен. Причина этого явления — ненормальное преломление света в частицах облаков.
Брокенское видение — особый вид миража, наблюдаемый в горах. При восходе или заходе солнца на фоне облаков, расположенных против солнца, внезапно появляется увеличенное изображение людей, животных и т. п. Чаще всего оно наблюдается в Германии на горе Брокен. Причина этого явления — ненормальное преломление света в частицах облаков.

При верхнем мираже лучи искривляются вследствие очень быстрого убывания плотности с высотой. Это может быть в том случае, когда нижние слои воздуха сильно охлаждены, а выше проходит теплое воздушное течение. Такие условия можно встретить главным образом зимой и в полярных странах.Верхним миражем называется такое явление, когда над предметом, находящимся у горизонта, появляется его сильно искаженное обратное изображение. Однажды в воздухе появилось перевернутое изображение корабля, который в это время был под горизонтом; в подзорную трубу можно было видеть даже различные части этого корабля, который на самом деле находился на расстоянии 50 км от наблюдателей.

Для получения искусственного миража можно сделать простой опыт. Если нагреть длинную металлическую пластинку и посмотреть вдоль нее на небольшие предметы, то можно увидеть их обратные изображения, расположенные ниже самих предметов. Этот опыт воспроизводит нижний мираж.

Для получения верхнего миража можно в аквариум налить насыщенный раствор поваренной соли, а сверху добавить немного воды. Если через аквариум пропустить затем луч света, слегка направив его вверх, то можно получить двойное изображение небольшого, но хорошо освещенного предмета, например отверстия в стенке аквариума.

Следствием миража может быть интересное явление, которое называется колебанием горизонта. В случае поднятия горизонта можно видеть сильно удаленные предметы. Так, например, однажды у восточных берегов Кореи на совершенно чистом диске восходящего солнца был виден горный массив, который затем исчез, когда солнце поднялось над горизонтом. Судя по карте, это могли быть горы Японских островов, расположенные на расстоянии более 800 км. Вершина горы казалась приподнятой миражем на 60 км.

 

ГАЛО

Эти явления природы важны с точки зрения прогноза погоды. Когда небо покрывается тонким слоем перистых облаков, состоящих из ледяных кристаллов, то в атмосфере можно наблюдать интересные явления, называемые гало: около солнца и луны образуются круги, венцы и столбы.

Круг около луны. Когда луна закрывается перистыми облаками, то вследствие преломления света в ледяных кристаллах и отражения его от граней кристаллов образуется гало, т. е. круг около луны. Это — один из признаков приближения циклона.
Круг около луны. Когда луна закрывается перистыми облаками, то вследствие преломления света в ледяных кристаллах и отражения его от граней кристаллов образуется гало, т. е. круг около луны. Это — один из признаков приближения циклона.

Радужный круг, в центре которого солнце или луна, внутри бывает окрашен красным, а снаружи синеватым цветом. Появление радужного круга объясняется тем, что в воздухе плавают кристаллы льда, имеющие форму шестигранной призмы. Лучи света, проходя через призмы, разлагаются на красные, зеленые, синие и другие лучи; они-то и дают радужную окраску кругу.

Круги около солнца или луны могут служить важным местным признаком перемены погоды, так как перистые облака, дающие гало, обычно предшествуют появлению циклона в данном районе.

Цветные кольца вокруг светил называют венцами. Окраска венцов отлична от окраски кругов: внутри виден синеватый, а снаружи красный цвет. Так как в ослепительных лучах солнца наблюдение без специальных приспособлений невозможно, то венцы простым глазом видны только вокруг луны. Венцы возникают вследствие прохождения лучей света через тесные промежутки между ледяными кристаллами или капельками воды, из которых состоит облако. Оказалось, что чем больше частички облака, тем меньше диаметр венца. Отсюда можно заключить, что при появлении очень малых венцов (в виде ореола) в воздухе плавают в большом количестве крупные частицы (кристаллы льда или капли воды), и поэтому надо ожидать осадков.

В некоторых случаях во время восхода или захода солнца или луны видны белые вертикальные столбы над светилами. Они получаются при отражении лучей от граней горизонтально расположенных призм ледяных кристаллов, из которых состоят перистые облака. Когда ледяные кристаллы медленно падают в воздухе, то возникает не одно светлое пятно, а целый светящийся столб.

В сильные морозы иногда наблюдаются сразу два столба по обе стороны солнца. В это время в воздухе внизу реют ледяные иглы, поблескивая в лучах солнца («алмазная пыль»). Столбы указывают на продолжение сильных морозов в этой местности.

 

РАДУГА

Явление радуги всем известно. Когда солнце у горизонта, мы видим полный полукруг; когда же солнце высоко — только часть радуги у горизонта. Когда солнце стоит над горизонтом выше 45° (днем и летом), то радуга не видна, так как она уходит за горизонт, однако ее можно обнаружить с самолета: она проектируется на земную поверхность. Иногда наблюдаются даже двойные радуги.

Радугу можно видеть и при лунном освещении, но она кажется нам белой, так как свет от луны очень слаб и наш глаз не в состоянии различать оттенки окраски радуги.

Радуга
Радуга

Радуга возникает от преломления и разложения лучей света в каплях дождя. Принято говорить о «всех цветах радуги», но в действительности мы видим только три цвета — красный, зеленый, фиолетовый, иногда еще два цвета — желтый и оранжевый, но они выражены очень слабо. Яркость радуги и ясно выраженный красный цвет говорят о крупных каплях дождя, в которых происходит преломление лучей света. Следует иметь в виду, что каждый наблюдатель видит не радугу вообще, а «свою» радугу, «свой» круг и венец, потому что эти явления в атмосфере зависят от положения солнца или луны по отношению к глазу наблюдателя (рис. слева).