Fata Morgana
Eine Fata Morgana oder Luftspiegelung ist ein durch Ablenkung des Lichtes an unterschiedlich warmen Luftschichten auf dem fermatschen Prinzip basierender optischer Effekt. Es handelt sich hierbei um ein physikalisches Phänomen und nicht um eine visuelle Wahrnehmungstäuschung oder optische Täuschung. Der französische Physiker Gaspard Monge hat 1798 in Niederägypten erstmals Luftspiegelungen naturwissenschaftlich untersucht und gedeutet.
Erklärung und Vorkommen
Der Brechungsindex heißer Luft ist geringer als jener der kälteren Luft. Lichtstrahlen, die zunächst eine kalte Luftschicht durchqueren und anschließend in flachem Winkel auf wärmere Luftschichten stoßen, werden vom optisch dünneren Medium bis hin zu einer Totalreflexion weggebrochen. Dafür ist keine scharfe Grenze zwischen heißer und kalter Luft notwendig, es muss auch nicht windstill sein. Kontinuierliche Änderung des Brechungsindex bewirkt eine Krümmung der Strahlen. Wenn in Wüsten solche Luftschichtungen in größerer Höhe auftreten, sieht man Spiegelungen am Himmel, die Fata Morgana.
In gemäßigten Breiten sind Spiegelungen häufig in Bodennähe über dunklen Flächen zu beobachten.
Das obere Bild zeigt eine Asphaltstraße. Wegen ihrer dunklen Farbe heizt sie sich in der Sonne auf und mit ihr die Umgebungsluft. Darüber liegen kühlere Luftschichten. Auf der Straße spiegeln sich Gras, Häuser und das rote Auto.
Die Grafik veranschaulicht die Situation: Eine Betrachterin sieht das Auto direkt entlang des Strahls d. Ein weiterer Strahl i wird wegen der Schichtung von kalter, also optisch dichter, auf warmer, also optisch dünner, Luft zu ihr hin gebrochen. Für sie sieht es so aus, als käme der Strahl aus der Richtung v und als spiegelte sich das Auto an der Straße. Wenn sie das Phänomen der Luftspiegelung nicht kennt, könnte sie eine nasse Straße dafür als Ursache vermuten.
Auch Vergrößerungen sind möglich, ebenso Mehrfachspiegelungen, welche die gespiegelten Objekte wieder aufrecht erscheinen lassen. Seefahrer früherer Jahrhunderte nannten solche Erscheinungen bei Schiffen auch fliegender Holländer.
An der Straße, die westlich des Nils zwischen Assuan und Abu Simbel in Ägypten verläuft, bildet sich in den Sommermonaten mit ziemlicher Regelmäßigkeit wegen der kaum sich ändernden Wetterlage und Sonneneinstrahlung eine Fata Morgana. Die Touristenbusse stoppen hier und die Passagiere können eine Oase mit mehreren gespiegelten Wasserstellen fotografieren.
Etymologie
Die Bezeichnung Fata Morgana kommt aus dem Italienischen. Sie bedeutet Fee Morgana, ein Name aus der im Mittelalter in ganz Europa verbreiteten Artussage. Morgana bewohnte die mystische und für Sterbliche unerreichbare Insel Avalon. Dementsprechend wurde die Erscheinung einer nicht vorhandenen Insel in der Straße von Messina zwischen dem italienischen Festland und Sizilien mit ihr in Verbindung gebracht.
Literatur
- H. Dittmar-Ilgen: Warum platzen Seifenblasen. Hirzel, Stuttgart 2003, ISBN 3-7776-1149-2, S. 144.
