Στην περίπτωση του αντικατοπτρισμού fata morgana, το φως που αντανακλάται από ένα μακρινό αντικείμενο, όπως ένα πλοίο, κάμπτεται προς τα κάτω καθώς περνά μέσα από τον ψυχρότερο και πυκνότερο αέρα κοντά στην επιφάνεια του ωκεανού (ή μερικές φορές την κρύα γη, ιδιαίτερα τον πάγο). Ο εγκέφαλός τοποθετεί το αντικείμενο εκεί που θα ήταν αν το φως ακολουθούσε ευθεία διαδρομή – δηλαδή υψηλότερο από ό,τι είναι στην πραγματικότητα. Αυτό το φαινόμενο κάμψης του φωτός μπορεί να συμβεί ακόμη και με την καμπυλότητα της Γης, αν οι συνθήκες είναι κατάλληλες, γι’ αυτό ορισμένες εικόνες fata morgana μπορούν πραγματικά να αντικατοπτριστούν πόλεις και πλοία που βρίσκονται πέρα (και κάτω) από τον ορίζοντα.

Η αντίθετη κατάσταση είναι αυτή που δημιουργεί αντικατοπτρισμούς όπως μια όαση νερού στην έρημο. Σε αυτήν την περίπτωση, ένα ζεστό στρώμα αέρα ακριβώς πάνω από την επιφάνεια κάμπτει τις ακτίνες του φωτός προς τα μάτια του παρατηρητή, προκαλώντας στον εγκέφαλό να αντιλαμβάνεται τα πράγματα πολύ χαμηλότερα από ό, τι είναι στην πραγματικότητα. Η όαση της ερήμου είναι στην πραγματικότητα αντικατοπτρισμός του ουρανού. Αυτό ο αντικατοπτρισμός, στον οποίο η εικόνα εμφανίζεται κάτω από το πραγματικό αντικείμενο, είναι γνωστός ως κατώτερος (inferior), ενώ o αντικατοπτρισμός, ο οποίος τοποθετεί αντικείμενα υψηλότερα από ό, τι είναι στην πραγματικότητα, είναι γνωστός ως ανώτερος (superior).

Fata Morgana

Source: https://www.skybrary.aero/index.php/Fata_Morgana

Το Fata Morgana είναι μια σύνθετη μορφή ανώτερου αντικατοπτρισμού που εμφανίζεται σε μια στενή ζώνη ακριβώς πάνω από τον ορίζοντα. Είναι ένας ιταλικός όρος που πήρε το όνομά του από την μάγισσα Morgan le Fay, με την πεποίθηση ότι αυτοί οι αντικατοπτρισμοί, που εμφανίζονταν συχνά στο Στενό της Μεσσήνης, ήταν νεραϊδένια κάστρα στον αέρα ή ψεύτικη γη που δημιουργήθηκε από τη μαγεία της για να παρασύρει τους ναυτικούς στο θανάτους.
Παρόλο που με τον όρο Fata Morgana χαρακτηρίζονται μερικές φορές άλλα πιο συνηθισμένα είδη αντικατοπτρισμού, το πραγματικό Fata Morgana διαφέρει τόσο από έναν συνηθισμένο ανώτερο αντικατοπτρισμό όσο και από έναν κατώτερο αντικατοπτρισμό. Η Fata Morgana “στρεβλώνει” σημαντικά το αντικείμενο (ή τα αντικείμενα), έτσι ώστε συχνά το αντικείμενο να είναι εντελώς μη αναγνωρίσιμο. Fata Morgana μπορεί να εμφανιστεί στην ξηρά ή στη θάλασσα, σε πολικές περιοχές ή σε ερήμους. Μπορεί να περιλαμβάνει σχεδόν οποιοδήποτε είδος απομακρυσμένου αντικειμένου, συμπεριλαμβανομένων σκαφών, νησιών και της ακτογραμμής.
Συχνά, ένα Fata Morgana αλλάζει γρήγορα. Ο αντικατοπτρισμός περιλαμβάνει πολλές ανεστραμμένες (ανάποδα) και όρθιες (η σωστή πλευρά προς τα πάνω) εικόνες που στοιβάζονται η μια πάνω στην άλλη. Οι αντικατοπτρισμοί της Fata Morgana δείχνουν επίσης εναλλασσόμενες συμπιεσμένες και τεντωμένες ζώνες.
Όπως και άλλες “ανώτερες” εικόνες, ένα Fata Morgana συμβαίνει επειδή οι ακτίνες του φωτός κάμπτονται όταν διέρχονται από στρώματα αέρα διαφορετικών θερμοκρασιών σε μια απότομη θερμική αντιστροφή που οδηγεί στο σχηματισμό ενός ατμοσφαιρικού αγωγού. Εάν η θερμική αναστροφή είναι αρκετά ισχυρή (μεγαλύτερη από 10 βαθμούς C σε 100 μέτρα), η καμπυλότητα των ακτίνων φωτός εντός του στρώματος αναστροφής είναι ισχυρότερη από την καμπυλότητα της Γης (που ονομάζεται «υπερδιάθλαση»), παγιδεύοντας έτσι τις ακτίνες. Αυτός είναι ο αγωγός. Θα καθοδηγήσει τις ακτίνες κατά μήκος της επιφάνειας της γης αντί να αποστείλει στο διάστημα. για να μπορεί να δει ένα Fata Morgana ο παρατηρητής πρέπει να βρίσκεται μέσα ή κάτω από τον ατμοσφαιρικό αγωγό.
Σε ήρεμες καιρικές συνθήκες, ένα στρώμα από πολύ θερμότερο αέρα μπορεί να επικαθίσει πάνω από σε άλλο στρώμα ψυχρότερου και πυκνότερου αέρα, σχηματίζοντας έναν ατμοσφαιρικό αγωγό που λειτουργεί σαν διαθλαστικός φακός, παράγοντας μια σειρά τόσο ανεστραμμένων όσο και όρθιων εικόνων. Το Fata Morgana προϋποθέτει να υπάρχει ένας αγωγός. Η θερμική αναστροφή από μόνη της δεν είναι αρκετή για την παραγωγή αυτού του είδους αντικατοπτρισμού. Ενώ μια θερμική αντιστροφή πραγματοποιείται συχνά χωρίς να υπάρχει “ατμοσφαιρικός αγωγός”, ένας ατμοσφαιρικός αγωγός δεν μπορεί να υπάρχει χωρίς πρώτα να υπάρχει θερμική αντιστροφή.
Fata Morgana εμφανίζεται πιο συχνά σε πολικές περιοχές, ειδικά σε μεγάλα στρώματα πάγου που έχουν ομοιόμορφη χαμηλή θερμοκρασία. Ωστόσο, μπορεί να παρατηρηθεί σε σχεδόν οποιαδήποτε περιοχή. Σε πολικές περιοχές το φαινόμενο Fata Morgana παρατηρείται σε σχετικά κρύες ημέρες. Στις ερήμους, στους ωκεανούς και στις λίμνες, ωστόσο, μπορεί να παρατηρηθεί Fata Morgana τις ζεστές μέρες.
Fata Morgana μπορεί να παρατηρηθεί σε οποιοδήποτε υψόμετρο εντός της γήινης ατμόσφαιρας, από τη στάθμη της θάλασσας μέχρι τις βουνοκορφές αλλά ακόμη και αν θεαθεί από αεροσκάφη.
Ένα Fata Morgana μπορεί να περιγραφεί ως ένας πολύ σύνθετος “ανώτερος” αντικατοπτρισμό με περισσότερες από τρεις παραμορφωμένες όρθιες και ανεστραμμένες εικόνες. Λόγω των συνεχώς μεταβαλλόμενων συνθηκών της ατμόσφαιρας, ένα Fata Morgana μπορεί να αλλάξει με διάφορους τρόπους μέσα σε λίγα μόλις δευτερόλεπτα από το χρόνο, συμπεριλαμβανομένης της αλλαγής σε απλό ανώτερο αντικατοπτρισμό.
Ένας ανώτερος αντικατοπτρισμός Fata Morgana ενός πλοίου μπορεί να έχει πολλές διαφορετικές μορφές. Ακόμα και όταν το σκάφος στον κατοπτρισμό δεν φαίνεται να αιωρείται στον αέρα, εξακολουθεί να φαίνεται φανταστικό και ασυνήθιστο, και αυτό που είναι ακόμη πιο σημαντικό, είναι ότι αλλάζει συνεχώς στην εμφάνισή του. Μερικές φορές ένα Fata Morgana εμφανίζει ένα πλοίο να φαίνεται να επιπλέει μέσα στα κύματα, ενώ άλλες φορές ένα ανεστραμμένο εικονικό πλοίο φαίνεται να πλέει πάνω από το πραγματικό πλοίο.
Στην πραγματικότητα, με ένα Fata Morgana μπορεί να είναι δύσκολο να πούμε ποιο τμήμα του αντικατοπτρισμού είναι πραγματικό και ποιο δεν είναι πραγματικό: όταν ένα πραγματικό πλοίο είναι εκτός θέασης επειδή βρίσκεται κάτω από τη γραμμή ορίζοντα, ένα Fata Morgana μπορεί να προκαλέσει την εικόνα για να ανυψωθεί, και έτσι, ότι βλέπει ο παρατηρητής είναι αντικατοπτρισμό. Από την άλλη πλευρά, εάν το πραγματικό πλοίο βρίσκεται ακόμα πάνω από τον ορίζοντα, η εικόνα του μπορεί να αναπαραχθεί πολλές φορές και να παραμορφωθεί περίπλοκα λόγω Fata Morgana.

A set of Fata Morgana images shoot by: Rhonda Clements/Flickr