Отвечает Николай Олегович Григоров
доцент Российского государственного гидрометеорологического университета (РГГМУ)
Наиболее простой аналогией миража является отражение предмета в спокойной воде. Мы видим то, что в оптике называется "мнимое изображение". Вода обладает оптической плотностью и коэффициентом преломления, отличными от воздуха. Именно по такому принципу возникают и миражи. Условием для них является резкое изменение оптической плотности воздуха. Это бывает, например, когда поверхность земли, а значит, и слой воздуха около поверхности сильно нагреты солнечным излучением: в пустыне, где температура песка достигает 60–70 °С, или иногда над асфальтированной дорогой. Тогда оптический луч, идущий от реального предмета, претерпевает отклонение по кривой в нижнем слое воздуха и попадает в глаз наблюдателя, который видит перевернутое изображение предметов. Мнимое изображение неба создает при этом иллюзию воды на поверхности. Так возникает то, что в оптике атмосферы называется нижним миражом. Он неустойчив, потому что нагретый воздух стремится верх, изображение может "плавать", искажаться или вообще пропадать.
Реже возникает верхний мираж. Его условием является наличие в некотором слое над землей сильной температурной инверсии — это когда температура с высотой увеличивается. Тогда преломление лучей происходит именно в этом нагретом слое и изображение как бы парит над поверхностью. Верхний мираж также неустойчив, поскольку такое необычное распределение температуры в атмосфере непродолжительно. Еще более редкое явление — одновременные условия и для верхнего, и для нижнего миража (фата-моргана). При этом лучи преломляются как в верхнем, так и в нижнем слое. Изображение искажается до неузнаваемости, и наблюдатель принимает обыкновенный камень за высокий дом, скалу — за чудесный замок... Такое явление наблюдается в низких широтах вблизи морских берегов.
Очень интересное оптическое явление — рефракция — возникает, наоборот, в высоких широтах, в приполярных областях. Рефракция — это преломление солнечных лучей в самой атмосфере. За счет рефракции можно увидеть солнце даже тогда, когда оно зашло за горизонт! Или преломление лучей как бы приподнимает изображение светила, и наблюдатель видит восход солнца раньше, чем оно реально возникает на горизонте. Причина та же — солнечный луч распространяется в воздухе не по прямой, а по выпуклой кривой линии. Это явление впервые наблюдал В. Баренц во время зимовки на Новой Земле в 1596–1597 году. Он назвал его "эффект Новой Земли". За счет этого эффекта полярный день на полюсах может быть на 14 суток длиннее полярной ночи, вместо "положенных" по полгода.
Конечно, миражи и другие сложные оптические явления иногда порождали у людей страх и суеверия. Думаю, что еще не все явления изучены достаточно подробно. Не этим ли объясняются многочисленные "свидетельства очевидцев" НЛО?