Luftspejling

En luftspejling er et optisk fænomen hvor lysstråler afbøjes og formidler et mere eller mindre forvrænget billede af fjerne objekter. Som i et spejl viser luftspejlingen et billede af noget, som er et andet sted. Men princippet bag er refraktion og ikke refleksion.

Årsagen til en nedre luftspejling. Figuren viser en lysstråle som kommer ovenfra ned mod den varmere overflade og til sidst registreres af øjet. Lysafbøjningen er stærkt overdreven.

Temperaturinversionlag tæt ved vandoverfladen, som resulterer i en luftspejling. Da de to skibe kun strækker sig lidt i dybden er de relativt pænt spejlede. Da havet er næsten ensartet mørkeblåt omkring skibene, vil det ikke bidrage med så meget belysning oveni skibenes luftspejlinger.

Urolig temperaturinversion/luftspejling som resulterer i at en ø ser ud til at ændre sig.

En luftspejling er ikke en optisk illusion. Det er et virkeligt fænomen og man kan tage billeder af det.

Årsag

Kold luft har større massefylde end varm luft og har derfor en større brydningsindeks. Når lys bevæger sig fra koldere til varmere luft bøjes det af væk fra temperaturgradienten («normalen» i figuren til højre), når det bevæger sig fra varmere til koldere bøjes det mod gradienten. Hvis luften nær bakken er varmere end luften højere oppe afbøjer lysstrålerne sig i en konkav opadvendt bane. Når strålerne rammer vores øje opfattes strålen som om de kommer lige forfra, selv om de i realiteten kommer ovenfra. Resultatet bliver da en nedre luftspejling, hvor det ser ud som om himlen ligger nede på bakken. For en som ser på dette, kan det se ud som om det er vand som reflekterer himlen ovenover. Lignende luftspejlinger kan blandt andet ses på glovarme veje belagt med asfalt – eller i ørkenen.

Hvis luften ved bakken er koldere end luften over, vil lysbrydningen være nedadbøjet og resultatet vil være en øvre luftspejling (også kaldet fatamorgana). Det vil da danne et billede i horisonten som ser ud som om det svæver over bakken. Lignende luftspejlinger er mest almindelige i polare strøg eller i højtliggende dale og ses gerne om morgenen efter en kold nat.

Billedoverblik: De to billeddele ovenfor den sorte bjælke er de to billeddele - og nedenfor den sorte bjælke to indzoomede billeddele af samme scene.
Sammenligning af:
*en almindelig eftermiddag. (de to mørkere nedre kvartbilleddele).
*en øvre spejling på en kold morgen ved jorden (og varmere et stykke oppe) i Mojaveørkenen (de to lysere øvre kvartbilleddele). Det ser ud som om der er en ("ufattelig" lige) skrænt grundet virkningen af den øvre luftspejling. De lodrette "skrænt"-dele er summen af lyse partier af scenespejling i dybden. Dermed går lodrette detaljer i dybden tabt. Derfor den lodret tilsyneladende udstrækkende virkning.

Sammenlign med "pindens" højde ovenfor den sorte bjælke midtfor - og "pindens" højde nedenfor den sorte bjælke til højre.

Normaltilstanden i jordens atmosfæres troposfære er en vertikal temperaturgradient på omkring -1°C per 100 meters højde. Værdien er negativ, fordi det bliver koldere jo højere du kommer. I følge Minnaert^[1] må gradienten være mindst 2 °C per meter for at få en luftspejling, og spejlingen bliver ikke kraftig før gradienten når 4 eller 5 °C per meter. Disse forhold kan opstå hvis det er stærk opvarmning på bakkeniveau, for eksempel når solen skinner på asfalt eller sand.

Der hvor temperaturgradient er positiv i atmosfæren, kaldes en temperaturinversion.

Muligvis kan natteluftspejlinger forklare nogle af ufoobservationerne, da fjerntliggende stærk nattebelysning (lysstærke himmellegemer) kan refrakteres af temperaturinversion. F.eks. kan urolig eller ændrende luftspejling forårsage at:

et "lys" bliver til flere – eller samler sig
et "lys" ser ud til at race væk med stor hastighed – eller slukkes, tændes
et "lys" ændrer form – rund, ellipse (cigarformet)... – eller blot er uroligt (hopper eller danser)
et "lys" skifter farve?

Bjerget *Svolværgeita* i Svolvær.
Foto: Tarjei Mo

Nogle af observationerne af Den flyvende hollænder kan skyldes forvrængede luftspejlinger; nogle visioner måske også. I sommervarmen i august 1998 optrådte en luftspejling, der fik lokalbefolkningen til at tro, at bjerget Svolværgeita (= Svolværgeden) var ved at rase sammen. Den dramatiske melding blev udsendt på NRK radio, og fjernsynsstationer og avisfolk blev fløjet til Lofoten. Statsmeteorologen kunne berolige folk med, at en lufthildring havde spillet folk et puds, fremkaldt af lysbrydning mellem varm og kold luft, da solen skinnede på en meget varm bjergvæg, så det så ud, som om "gedens" venstre horn lænede sig mod det højre horn. Ansvarlig i Vågan kommune havde sendt en alpin redningsgruppe op i bjerget; alle klatrende på vej opad blev standset; og beredskaben forberedte sig på evakuering af boligerne under bjerget.^[2]

Kilder/referencer

^ Marcel Minnaert; The Nature of Light and Colour in the Open Air; 1948; ISBN 0-486-20196-1.
^ Skjalg Fjellheim: "Nordlændinge ser syner", Dagbladet, 13. august 1998

Flere billeder

Træer som ses her, er almindeligvis ikke synlige fordi de ligger under horisonten.
De første stråler fra solen ses over horisonten før solen har stået op.
Dobbelt solopgang
Luftspejling på en varm vej
Luftspejling af Christiansø d. 24. juli 2012

Se også

Eksterne henvisninger

Om luftspeilinger på NRKs Newton-sider
The superior mirage, The inferior mirage
The highway mirage Arkiveret 18. februar 2006 hos Wayback Machine (has a nice photo)
Hot Road Mirage A Harvard site with scientific explanations.

[Minnaert-1] Marcel Minnaert; The Nature of Light and Colour in the Open Air; 1948; ISBN 0-486-20196-1.

[2] Skjalg Fjellheim: "Nordlændinge ser syner", Dagbladet, 13. august 1998

[1]

[2]