Introduzione
Si ha la “rifrazione atmosferica” quando la comune rifrazione è generata dagli strati atmosferici con temperature e densità diverse tra di loro. Essa è la causa principale della famiglia dei miraggi e dello scintillio stellare.
La rifrazione spesso avviene anche sott’acqua quando l’acqua dolce di una sorgente si mescola con quella del mare.
Il primo studio scientifico sui miraggi risale al 1798 ed è attribuito al matematico francese Gaspard Monge, il quale li osservò durante le sue spedizioni scientifiche in Egitto. Monge, al seguito di Napoleone, osservò che i battaglioni in marcia, se osservati da lontano, sembravano galleggiare in aria e deformarsi. Quando tornò in patria per descrivere il fenomeno, coniò il termine se mirer che può essere tradotto letteralmente con si riflette. I miraggi sono prodotti dalle differenze di temperatura fra i diversi strati d’aria e fra questi e la superficie terrestre. Sotto particolari condizioni, oggetti e panorami, posti a notevole distanza dall’osservatore, possono produrre immagini virtuali ed essere osservati deformati, sdoppiati o capovolti.
I miraggi si possono manifestare principalmente sovrapponendo visivamente due immagini tra di loro, di cui una è reale e l’altra irreale: in questi casi assumono il nome di “miraggi inferiori” e “miraggi superiori”. Esistono anche rari casi di sovrapposizioni di tre, o più immagini, come la Fata Morgana, Mock Mirage, Alfred Wegener’s Late Mirage e la famiglia dei green flash.
Nel caso dei miraggi inferiori gli strati atmosferici più bassi, a contatto diretto con il suolo, si riscaldano maggiormente rispetto a quelli superiori; di conseguenza, si crea un vero e proprio tappeto di aria calda instabile sul suolo e quindi una variazione verticale di densità dell’aria tale da produrre fenomeni di rifrazione e di riflessione. I raggi luminosi che incontrano questo spessore d’aria non si propagano in modo rettilineo, ma si curvano verso l’alto, producendo un’immagine virtuale capovolta verso il basso.
L’esempio più frequente di miraggio inferiore è quello che si verifica d’estate sulle distese asfaltate, dove si raggiungono anche i 70°C nei primi 15 cm d’altezza dal suolo. Da lontano, sembra che la strada sia “bagnata”: ma quello che si vede è il cielo riflesso dallo strato di aria calda che sovrasta l’asfalto. Questo tipo di miraggio si chiama Shimmer.
Il miraggio superiore invece si genera quando lo strato di aria è più freddo del suolo e più denso degli strati di aria superiori.
La Fata Morgana
Molti la chiamano “il miraggio”, ma è solo un suo caso particolare. La Fata Morgana è un fenomeno piuttosto complesso, frutto della combinazione o sovrapposizione tra il miraggio superiore e quello inferiore. Generalmente un primo strato di aria calda trasmette una deformazione verso il basso, mentre il secondo strato d’aria fredda crea un’accentuata deformazione verso l’alto. I due diversi strati d’inversione termica si intrecciano e si mescolano generando deformazioni caotiche. Gli indici di rifrazione possono cambiare più di tre volte. Può essere osservato frequentemente sull’orizzonte marino o lacustre, ove le forti inversioni di temperatura provocano immagini deformi, fluttuanti o simili alle torri dei castelli. Si distingue dal semplice miraggio per l’enorme deformazione visibile e per la sua mutevolezza, difatti una sua caratteristica è la velocità con cui le deformazioni cambiano: talvolta più apparire e scomparire in pochi minuti. Il nome deriva da una espressione usata dai navigatori italiani nel Mediterraneo durante il XV secolo: la leggenda narra di un re, che durante le invasioni medioevali, arrivato in Calabria vide la Sicilia e mentre si organizzava per attraversare lo Stretto gli apparve una donna. Contemporaneamente la sponda siciliana apparve talmente vicina che gli sembrò di poterla toccare con mano. Si tuffò, ma questo era un inganno e quindi annegò. La donna era la Fata Morgana, sorella di Re Artù, che aveva imparato l’arte della magia dal suo rivale Mago Merlino. La mitologia nordica dei cavalieri della Tavola Rotonda era giunta in Sud Italia grazie a Normanni. Prima della Fata Morgana il fenomeno era associato alle sirene della mitologia greca.
Foto di Royce Hutain eseguita da Huntington Beach (USA)
tratto dal manuale Luci e colori del Cielo, Ronca Editore
Meccanismo della rifrazione
La foto della nave sopra l'orizzonte non è una Fata Morgana, ma semplicemente un miraggio inferiore.
