miniatura|upright=1.5|Diversos tipos de miragem no mesmo local, fotografados ao longo de seis minutos e apresentados fora de ordem cronológica.O quadro superior mostra uma miragem inferior das Ilhas Farallon. O segundo quadro mostra as Ilhas Farallon com um brilho verde à esquerda. Os dois quadros inferiores e a imagem principal mostram miragens superiores das Ilhas Farallon. Nessas três imagens, as miragens superiores passam de uma miragem de três imagens, com uma imagem invertida entre duas direitas, para uma de cinco imagens e depois para uma de duas imagens. Esse comportamento é compatível com uma Fata Morgana. Todos os quadros, exceto o superior, foram fotografados a cerca de 15 a 21 m acima do nível do mar. O quadro superior foi fotografado ao nível do mar. Uma miragem é um fenômeno óptico natural no qual os raios de luz se curvam por refração, formando uma imagem deslocada de objetos distantes ou do céu. O termo inglês mirage chegou ao inglês pelo francês (se) mirer, derivado do latim mirari, que significa "olhar para, admirar-se".
As miragens podem ser classificadas como "inferiores", isto é, mais baixas, "superiores", isto é, mais altas, e Fata Morgana, um tipo de miragem superior formado por uma sequência de imagens incomumente elaboradas e empilhadas verticalmente, que compõem uma miragem em rápida transformação.
Ao contrário de uma alucinação, uma miragem é um fenômeno óptico real e pode ser fotografada, pois os raios de luz são efetivamente refratados e formam a imagem falsa na posição do observador. O que a imagem parece representar, porém, depende da interpretação feita pela mente humana. Em terra, por exemplo, imagens inferiores são facilmente confundidas com reflexos de uma pequena massa de água.
Miragem inferior miniatura|350px|Esquema de uma miragem inferior, mostrando a) a linha de visada sem refração, b) a linha de visada refratada e c) a posição aparente da imagem refratada. Em uma miragem inferior, a imagem da miragem aparece abaixo do objeto real. O objeto real é o céu azul ou qualquer objeto distante, e por isso azulado, na mesma direção. A miragem faz o observador ver uma faixa clara e azulada sobre o solo.
Os raios de luz provenientes de um mesmo objeto distante atravessam quase as mesmas camadas de ar e são refratados em ângulos aproximadamente iguais. Os raios que vêm da parte superior do objeto chegam mais abaixo do que os que vêm da parte inferior. A imagem costuma ficar invertida, reforçando a ilusão de que a imagem do céu vista à distância é uma reflexão especular em uma poça de água ou de óleo que funciona como espelho.
Embora a dinâmica do ar seja intensa, a imagem de uma miragem inferior é estável, ao contrário da Fata Morgana, que pode mudar em segundos. Como o ar mais quente sobe e o ar mais frio, por ser mais denso, desce, as camadas se misturam e produzem turbulência. A imagem sofre distorção e pode vibrar, alongar-se verticalmente ou comprimir-se verticalmente. Também pode ocorrer uma combinação de vibração e alongamento. Se houver diferentes camadas de temperatura, várias miragens podem se misturar e talvez produzir imagens duplas. Em geral, as miragens não passam de cerca de meio grau de altura, aproximadamente o diâmetro angular do Sol e da Lua, e são produzidas por objetos situados de dezenas de metros a poucos quilômetros do observador.
Tremulação térmica
A tremulação térmica, também chamada de ondulação térmica, é a miragem inferior observada quando se veem objetos através de uma massa de ar aquecido. Ela ocorre com frequência em imagens vistas sobre asfalto, estradas e telhados de alvenaria em dias quentes, acima e atrás de fogo, como em velas, aquecedores externos e fogueiras, e através dos gás de escape de motores a jato. Quando surge em estradas por causa do asfalto quente, costuma ser chamada de "miragem de estrada". Também ocorre em desertos, onde recebe o nome de "miragem do deserto". O asfalto e a areia podem ficar muito quentes sob o Sol, chegando facilmente a mais de 10 °C acima da temperatura do ar a 1 m de altura, diferença suficiente para criar condições favoráveis à miragem.
A convecção faz a temperatura do ar variar, e a diferença entre o ar quente junto à superfície da estrada e o ar frio e mais denso acima produz um gradiente no índice de refração do ar. O resultado é um efeito borrado e tremulante do tipo Schlieren, que dificulta a resolução da imagem e se intensifica quando ela é ampliada por um telescópio ou uma teleobjetiva.
A luz do céu que chega em ângulo raso em relação à estrada é refratada pelo gradiente do índice, fazendo parecer que o céu está refletido na superfície da pista. Isso pode se parecer com uma poça de líquido, geralmente água, mas também óleo ou outro líquido que reflita o céu. À medida que o observador se aproxima do objeto que produz a miragem, a ilusão se afasta, criando um efeito semelhante ao de se aproximar de um arco-íris.
A tremulação térmica não tem relação com o fenômeno atmosférico da névoa seca.
Miragem superior miniatura|esquerda|Comparação entre miragens inferiores e superiores causada por diferentes índices de refração do ar, n.
Uma miragem superior ocorre quando a imagem da miragem parece ficar acima do objeto real. Ela se forma quando o ar abaixo da linha de visada está mais frio do que o ar acima. Esse arranjo incomum é chamado de inversão térmica. Durante o dia, o gradiente normal de temperatura da atmosfera tem ar frio acima de ar quente. Ao atravessar a inversão, os raios de luz se curvam para baixo e a imagem aparece acima da posição real do objeto, daí o nome "superior".
Miragens superiores são comuns em regiões polares, sobretudo sobre grandes extensões de gelo com temperatura baixa e uniforme. Também ocorrem em latitudes mais moderadas, mas nesses casos costumam ser mais fracas, menos suaves e menos estáveis. Uma costa distante, por exemplo, pode parecer elevada e mais alta, e por isso talvez mais próxima, do que realmente está. A turbulência pode produzir pontas e torres que parecem se mover. Esse tipo de miragem também é chamado de Fata Morgana, ou hafgerðingar em islandês.
Uma miragem superior pode aparecer na posição normal ou invertida, dependendo da distância do objeto real e do gradiente de temperatura. Muitas vezes, a imagem parece uma combinação distorcida de partes na posição normal e invertidas.
Como a Terra é redonda, se a curvatura descendente dos raios de luz for aproximadamente igual à curvatura da Terra, esses raios podem percorrer grandes distâncias, inclusive vindos de além do horizonte. O fenômeno foi observado em 1596, quando um navio que procurava a Passagem do Nordeste ficou preso no gelo em Nova Zembla, acima do Círculo Polar Ártico. O Sol pareceu nascer duas semanas antes do previsto. O Sol real ainda estava abaixo do horizonte, mas seus raios acompanhavam a curvatura da Terra. Esse fenômeno costuma ser chamado de miragem de Nova Zembla. A cada 111,12 km percorridos pelos raios de luz paralelamente à superfície terrestre, o Sol aparece 1° mais alto no horizonte. A camada de inversão precisa manter o gradiente de temperatura adequado por toda a distância para que isso ocorra.
Do mesmo modo, navios tão distantes que não deveriam ser visíveis acima do horizonte geométrico podem aparecer sobre o horizonte ou até acima dele como miragens superiores. Isso pode explicar algumas histórias sobre navios voadores ou cidades costeiras no céu narradas por exploradores polares. São exemplos das chamadas miragens árticas, ou hillingar em islandês.
miniatura|Ilustração de um livro de 1872 que mostra uma miragem.
Se o gradiente vertical de temperatura for de +12,9 °C por 100 m, em que o sinal positivo significa que a temperatura aumenta com a altitude, os raios de luz horizontais acompanham a curvatura da Terra e o horizonte parece plano. Se o gradiente for menor, como quase sempre ocorre, os raios não se curvam o bastante e se perdem no espaço, situação normal de um horizonte esférico e convexo.
Em algumas situações, objetos distantes podem parecer elevados ou rebaixados, alongados ou encurtados sem que haja uma miragem.
Fata Morgana
Uma Fata Morgana, nome derivado da tradução italiana de Morgana, a fada metamórfica e meia-irmã do Rei Artur, é uma miragem superior muito elaborada. Ela aparece com alternâncias entre áreas comprimidas e alongadas, imagens na posição normal e imagens invertidas. A Fata Morgana também muda rapidamente.
As miragens Fata Morgana são mais comuns em regiões polares, especialmente sobre grandes extensões de gelo com temperatura baixa e uniforme, mas podem ser observadas em quase qualquer lugar. Nas regiões polares, podem ocorrer em dias frios. Em desertos e sobre oceanos e lagos, podem ocorrer em dias quentes. Para que se forme uma Fata Morgana, a inversão térmica precisa ser forte o bastante para que a curvatura dos raios de luz dentro da inversão seja maior do que a curvatura da Terra.
Os raios se curvam e formam arcos. O observador precisa estar dentro de um duto óptico atmosférico para ver uma Fata Morgana. Miragens Fata Morgana podem ser observadas de qualquer altitude dentro da atmosfera terrestre, inclusive no alto de montanhas ou em aviões.
A distorção da imagem e a curvatura da luz podem produzir efeitos marcantes. No livro Pursuit: The Chase and Sinking of the "Bismarck", Ludovic Kennedy relata um episódio que teria ocorrido ao sul do estreito da Dinamarca em 1941, depois do afundamento do Hood. O Bismarck, perseguido pelos cruzadores britânicos Norfolk e Suffolk, desapareceu de vista em uma névoa marítima. Em poucos segundos, o navio reapareceu, aparentemente avançando em alta velocidade na direção dos navios britânicos. Alarmados, os cruzadores se afastaram um do outro, esperando um ataque iminente, e observadores nos dois navios viram com espanto o couraçado alemão tremular, perder nitidez e desaparecer. O acompanhamento por radar durante o episódio mostrou que o Bismarck não havia alterado seu rumo.
Miragens noturnas As condições necessárias para produzir uma miragem podem ocorrer à noite e durante o dia. Em algumas circunstâncias, miragens de objetos astronômicos e de luzes de veículos em movimento, aeronaves, navios, edifícios e outras fontes podem ser observadas à noite.
Miragem de objetos astronômicos
Uma miragem de um objeto astronômico é um fenômeno óptico natural no qual os raios de luz se curvam e produzem imagens distorcidas ou múltiplas de um objeto astronômico. Miragens podem ser observadas em objetos como o Sol, a Lua, os planetas, estrelas brilhantes e cometas muito brilhantes. As mais observadas são miragens do pôr do sol e do nascer do sol.
Ver também Refração atmosférica, desvio da luz na atmosfera causado por variações do índice de refração Fata Morgana, forma complexa de miragem superior Inversão térmica, configuração de temperatura associada a miragens superiores Seeing, distorção de imagens astronômicas provocada pela atmosfera
Bibliografia
Ligações externas
"Mirage" na Encyclopædia Britannica de 1911 (em inglês) Explicação sobre tipos de miragem (em inglês) Miragem rara em Penglai, China Daily (em inglês) Miragem superior, The Guardian (em inglês) Miragem inferior (em inglês) Miragem de estrada (em inglês) Fata Morgana vista da Continental Divide Trail (em inglês)
Categoria:Fenômenos ópticos Categoria:Ilusões ópticas