Luchtspiegelingen
Luchtspiegelingen
In het Engels heten ze ‘illusion’ of ‘mirage’ en ze kunnen je danig in de war brengen. Wat je ziet is niet de werkelijkheid en toch ben je niet de enige die het ziet. Sterker nog, je kunt van een luchtspiegeling een foto maken, net zoals van een regenboog. Wel hangt het van je exacte positie af wat je precies ziet. Essentieel bij luchtspiegeling is het verschil in temperatuur tussen diverse luchtlagen. Door de thermische verschillen gaat het licht niet rechtdoor, maar wordt afgebroken/omgebogen. En dat afbuigen kan op vrij korte (verticale) afstand, meerdere malen gebeuren.
Een echt prachtige luchtspiegeling, gefotografeerd door Thijs Viegers. Het schip aan de horizon vaart daar echt, maar het schip op de kop vliegt daar uiteraard niet ondersteboven boven.
Een wat meer subtielere luchtspiegeling, door Martha Appelman. Zo zie je ze op de Waddenzee vaker, aan de horizon wordt het land opgetild en lijkt te zweven boven het water. Het is een luchtspiegeling naar boven.
Verschillende brekingsindices
Belangrijk om te weten is dat luchtmassa’s met verschillende temperaturen maar nauwelijks of heel slecht met elkaar mengen. Oké, we kennen de thermiek, opstijgende luchtbellen, waardoor warme lucht van dicht bij het aardoppervlak verdwijnt. En door de wind wordt er ook her en der wel wat dynamisch gemengd. Maar over het algemeen zullen luchtsoorten elkaar veelal verdrijven in plaats van met elkaar te mixen.
Zeker als warme lucht boven relatief koudere lucht aanwezig is, vindt nauwelijks tot geen menging plaats. Dit is een zogeheten stabiele situatie. Als wind uitblijft, leidt dit tot een status quo, een inerte toestand. Maar ook als een vrij dunne luchtlaag boven een oppervlak (bv asfaltweg) erg heet wordt, en de lucht daar weer iets boven duidelijk minder sterk opwarmt, zal er lang niet altijd menging optreden. Je ziet dan vaak wel trillende luchtbewegingen die een soort van thermiek aanduiden en de opwarming van het asfalt continueert zich ondertussen door instraling van de zon.
Het horizontale scheidingsvlak tussen deze twee luchtsoorten is tevens het scheidingsvlak van twee verschillend brekingsindices. Aangezien koudere lucht een hogere dichtheid heeft dan warmere lucht, zal het licht een hoek maken als van de ene naar de andere luchtsoort wordt overgegaan. De lichtsnelheid in beide luchtsoorten is namelijk verschillend. Verschillen in luchtvochtigheid kunnen de verschillen in brekingsindex nog wat versterken.
Luchtspiegelingen dienen zich in allerlei soorten en maten aan. Voor wat betreft hoofdindeling kunnen we spreken van een superieure of een inferieure luchtspiegeling. Beide worden veroorzaakt door de buiging van het licht. Een inferieure luchtspiegeling is zichtbaar onder een object (bijvoorbeeld schijnbare plassen water op een wegdek). Een superieure luchtspiegeling is zichtbaar boven een object (bijvoorbeeld een eiland in de verte dat boven de horizon bungelt).
Dit kunnen we komende week zeer geregeld te zien krijgen. De lucht boven het asfalt zindert en leidt tot weerspiegelingen. Wij houden ons aanbevolen van meer van dit soort prachtfoto's! Foto: Karin Broekhuijsen.
Luchtspiegeling naar beneden, inferieur
Laten we het voorbeeld nemen van een auto op de weg. Het is een warme dag, de lucht boven het asfalt zindert, kleine warme thermiekbellen. Je ziet de auto (deels of helemaal) en je ziet de auto of de koplampen ook weerspiegeld in het asfalt (deels of helemaal). De relatief koudere lucht ongeveer 1 meter boven het asfalt fungeert in dit geval als een spiegel. Het licht vanaf de auto komt niet alleen direct bij jou terecht, maar een deel van de lichtstralen buigen in de richting van de temperatuurgradiënt. Het licht buigt dus opwaarts. De visuele cortex in ons brein maakt er vervolgens van dat we de auto op een bepaalde plaats in het rechtstreeks verlengde van de lichtstraal zien, terwijl we eigenlijk een hoek erbij moeten bedenken om het juiste plaatje op ons netvlies te krijgen. Het gevolg is in ieder geval dat (een deel van) de auto omgekeerd onder het wegdek lijkt te rijden.
Er zijn vaak meerdere spiegelingen te zien, soms tot wel zes of zeven. Bij een spiegeling naar beneden krijg je als het ware een golvende lichtbundel in de onderste (dunne en hete) luchtlaag met steeds weer een afwijking. Dan kun je op een gegeven moment de koplampen van een auto diverse keren omlaag gespiegeld waarnemen.
Vaker nog weerspiegelt de blauwe lucht op het asfalt en lijkt plassen of olievlekken te veroorzaken. Dit gaat op dezelfde manier. Door de dichtheidsverschillen waar het licht van de blauwe lucht doorheen valt voordat het bij ons oog terecht komt, kan het lijken alsof de weg nat is. Deze luchtspiegeling werkt alleen op enige afstand en als je nauwelijks of een kleine hoek maakt met het horizontale vlak. Het beste is vaak nog om door de knieën te gaan zodat je precies op ooghoogte bent met de dunne hete laag boven het asfalt. Daar is het temperatuurverschil dan ook het grootste, een temperatuurverval van wel 20 of 30 graden in de eerste centimeters is zeker mogelijk. Daarna wordt de gradiënt een paar graden per centimeter.
Luchtspiegelingen naar beneden komen veel vaker voor. Vooral als het zonnig en warm is. Het sterk opwarmende asfalt (bekend van: je kunt er een eitje op bakken...) zorgt voor een luchtlaagje waarin de brekingsindex anders is dan de lucht er vlak boven. Foto: Joe Orman.
En zo werkt een inferieure luchtspiegeling. Het licht dat vanaf het object op jouw netvlies valt, gaat door luchtlagen met grote dichtheidsverschillen en buigt daardoor. Het gevolg is dat het beeld gespiegeld wordt en aldus kan het zo zijn dat je een auto ziet dat op een heet wegdek rijdt, waar aan de onderzijde diezelfde auto tegenaan geplakt zit.
Dit is de werking van een spiegeling van het blauwe licht van de lucht. Ook hier gaat het om buiging van licht, opwaarts, waardoor het blauw van de lucht op de grond lijkt te liggen. Het lijken dan wel plassen water of olie.
Luchtspiegelingen omhoog, superieur
Laten we een omgekeerd schip nemen. Althans, het schip vaart gewoon op de zee, maar er boven hangt hetzelfde schip, maar dan op z’n kop. Een bizar fenomeen om waar te nemen. Maar ook hier geldt, je ziet wat je ziet, en het kan ook gefotografeerd worden. Het water is in dit geval koud, de lucht er vlak boven ook. Maar de lucht op enige hoogte (een paar tientallen meters) is een stuk warmer. Hier spreken we van een inversie, een stabiele situatie. Die inversie valt soms ook te zien aan het wat donkere gedeelte in de lucht. Licht vanaf het schip wordt alle kanten uitgewaaierd. In de koude luchtlaag zijn de lijnen waarlangs het licht zicht beweegt rechtuit. Op het punt waar de lucht warmer wordt, vindt buiging van het licht plaats. Aangezien warmere lucht een lagere dichtheid heeft, buigt het licht naar beneden. Als de diverse lichtbundels vervolgens op ons netvlies vallen, zien we delen boven de boot hangen en de boot zelf op de juiste plek. Ook hier geldt dat je min of meer op gelijke hoogte moet staan als het schip en het schip ook niet te dichtbij moet zijn.
Een schitterende luchtspiegeling opwaarts. Gefotografeerd door Jannes Wiersema aan de Groningse dijk. Iets van het eiland Borkum (wat, dat is uiterst onduidelijk) wordt opgetild door de breking van het licht. Het zweeft nu als een UFO door de ruimte.
Een ander voorbeeld van een superieure luchtspiegeling is een eiland dat boven de horizon wordt getild. Ook in dit geval is het in de onderste luchtlagen kouder dan daarboven. Je ziet ofwel het eiland zweven boven de zee, ofwel je ziet het eiland dat normaal achter de horizon ligt, nu op de horizon.
Luchtspiegelingen omhoog doen zich vooral voor waar het water koud is, te denken valt aan de poolstreken. Men spreekt dan ook wel van Arctische luchtspiegelingen. Soms verschijnen hele silhouetten van palmen, huizen, flats of anderszins aan de einder die er in werkelijkheid helemaal niet zijn. Door een dergelijke luchtspiegeling, waarbij een nieuw berglandschap verkend zou gaan worden, heeft een hele expeditie in 1913 een barre toch moeten ondergaan. Om uiteindelijk te ontdekken dat de bergketen niet bestond en slechts een luchtspiegeling was
Hier wordt duidelijk dat het bij superieure luchtspiegelingen gaat om koud water en relatief warme lucht. We zien ijs op de Waddenzee en daar waar Borkum vanaf de Groningse dijk meestal net achter de horizon ligt (door de bolling van de aarde), wordt het eiland nu volledig opgetild. Foto: Jannes Wiersema.
Zo werkt een luchtspiegeling opwaarts. De waarnemer bevindt zich in de koude laag. Het licht van het schip komt zowel direct richting de waarnemer, als dat er een schijnbaar schip boven hangt. Het ombuigen van het licht tegen de inversie (de warmere laag) leidt ertoe dat je een spiegeling krijgt waarbij het erop lijkt dat het schip boven het andere schip hangt.
De opwaartse luchtspiegeling met omkering. Drie schepen in de verte met alledrie een omgekeerd schip pal boven zich. Wie goed kijkt, ziet ook de wat wazigere inversielaag liggen. Boven de inversie ligt een andere luchtsoort, met een totaal andere brekingsindex. Foto is van Layla Wijsmuller-Vafi.
Genieten van de luchtspiegeling!
Luchtspiegelingen omhoog komen minder vaak voor dan luchtspiegelingen naar beneden. Echter, daar waar ze optreden, kun je er wel langer van genieten. Luchtspiegelingen omlaag zijn frequenter in voorkomen, maar zijn onstabieler, ofwel; houden minder lang stand. Immers, de hete thermiekbellen verstoren al snel het mooie beeld. De komende dagen wordt het zonnig en warm, perfecte omstandigheden om spiegelingen omlaag te zien. Vooral dus op snel heet wordende oppervlakken als asfalt en beton.
Een laatste foto om nog even van dit fenomeen te genieten. De golven aan de einder zijn wel erg hoog (luchtspiegeling) en het schip links vaart waarschijnlijk onder horizon, maar is er bovenuit getild. Foto: Karin Broekhuijsen.
Bron: Meteoconsult | Gewijzigd: 14 juli 2013, 12:59 uur, door Marga
In het Engels heten ze ‘illusion’ of ‘mirage’ en ze kunnen je danig in de war brengen. Wat je ziet is niet de werkelijkheid en toch ben je niet de enige die het ziet. Sterker nog, je kunt van een luchtspiegeling een foto maken, net zoals van een regenboog. Wel hangt het van je exacte positie af wat je precies ziet. Essentieel bij luchtspiegeling is het verschil in temperatuur tussen diverse luchtlagen. Door de thermische verschillen gaat het licht niet rechtdoor, maar wordt afgebroken/omgebogen. En dat afbuigen kan op vrij korte (verticale) afstand, meerdere malen gebeuren.
Een echt prachtige luchtspiegeling, gefotografeerd door Thijs Viegers. Het schip aan de horizon vaart daar echt, maar het schip op de kop vliegt daar uiteraard niet ondersteboven boven.
Een wat meer subtielere luchtspiegeling, door Martha Appelman. Zo zie je ze op de Waddenzee vaker, aan de horizon wordt het land opgetild en lijkt te zweven boven het water. Het is een luchtspiegeling naar boven.
Verschillende brekingsindices
Belangrijk om te weten is dat luchtmassa’s met verschillende temperaturen maar nauwelijks of heel slecht met elkaar mengen. Oké, we kennen de thermiek, opstijgende luchtbellen, waardoor warme lucht van dicht bij het aardoppervlak verdwijnt. En door de wind wordt er ook her en der wel wat dynamisch gemengd. Maar over het algemeen zullen luchtsoorten elkaar veelal verdrijven in plaats van met elkaar te mixen.
Zeker als warme lucht boven relatief koudere lucht aanwezig is, vindt nauwelijks tot geen menging plaats. Dit is een zogeheten stabiele situatie. Als wind uitblijft, leidt dit tot een status quo, een inerte toestand. Maar ook als een vrij dunne luchtlaag boven een oppervlak (bv asfaltweg) erg heet wordt, en de lucht daar weer iets boven duidelijk minder sterk opwarmt, zal er lang niet altijd menging optreden. Je ziet dan vaak wel trillende luchtbewegingen die een soort van thermiek aanduiden en de opwarming van het asfalt continueert zich ondertussen door instraling van de zon.
Het horizontale scheidingsvlak tussen deze twee luchtsoorten is tevens het scheidingsvlak van twee verschillend brekingsindices. Aangezien koudere lucht een hogere dichtheid heeft dan warmere lucht, zal het licht een hoek maken als van de ene naar de andere luchtsoort wordt overgegaan. De lichtsnelheid in beide luchtsoorten is namelijk verschillend. Verschillen in luchtvochtigheid kunnen de verschillen in brekingsindex nog wat versterken.
Luchtspiegelingen dienen zich in allerlei soorten en maten aan. Voor wat betreft hoofdindeling kunnen we spreken van een superieure of een inferieure luchtspiegeling. Beide worden veroorzaakt door de buiging van het licht. Een inferieure luchtspiegeling is zichtbaar onder een object (bijvoorbeeld schijnbare plassen water op een wegdek). Een superieure luchtspiegeling is zichtbaar boven een object (bijvoorbeeld een eiland in de verte dat boven de horizon bungelt).
Dit kunnen we komende week zeer geregeld te zien krijgen. De lucht boven het asfalt zindert en leidt tot weerspiegelingen. Wij houden ons aanbevolen van meer van dit soort prachtfoto's! Foto: Karin Broekhuijsen.
Luchtspiegeling naar beneden, inferieur
Laten we het voorbeeld nemen van een auto op de weg. Het is een warme dag, de lucht boven het asfalt zindert, kleine warme thermiekbellen. Je ziet de auto (deels of helemaal) en je ziet de auto of de koplampen ook weerspiegeld in het asfalt (deels of helemaal). De relatief koudere lucht ongeveer 1 meter boven het asfalt fungeert in dit geval als een spiegel. Het licht vanaf de auto komt niet alleen direct bij jou terecht, maar een deel van de lichtstralen buigen in de richting van de temperatuurgradiënt. Het licht buigt dus opwaarts. De visuele cortex in ons brein maakt er vervolgens van dat we de auto op een bepaalde plaats in het rechtstreeks verlengde van de lichtstraal zien, terwijl we eigenlijk een hoek erbij moeten bedenken om het juiste plaatje op ons netvlies te krijgen. Het gevolg is in ieder geval dat (een deel van) de auto omgekeerd onder het wegdek lijkt te rijden.
Er zijn vaak meerdere spiegelingen te zien, soms tot wel zes of zeven. Bij een spiegeling naar beneden krijg je als het ware een golvende lichtbundel in de onderste (dunne en hete) luchtlaag met steeds weer een afwijking. Dan kun je op een gegeven moment de koplampen van een auto diverse keren omlaag gespiegeld waarnemen.
Vaker nog weerspiegelt de blauwe lucht op het asfalt en lijkt plassen of olievlekken te veroorzaken. Dit gaat op dezelfde manier. Door de dichtheidsverschillen waar het licht van de blauwe lucht doorheen valt voordat het bij ons oog terecht komt, kan het lijken alsof de weg nat is. Deze luchtspiegeling werkt alleen op enige afstand en als je nauwelijks of een kleine hoek maakt met het horizontale vlak. Het beste is vaak nog om door de knieën te gaan zodat je precies op ooghoogte bent met de dunne hete laag boven het asfalt. Daar is het temperatuurverschil dan ook het grootste, een temperatuurverval van wel 20 of 30 graden in de eerste centimeters is zeker mogelijk. Daarna wordt de gradiënt een paar graden per centimeter.
Luchtspiegelingen naar beneden komen veel vaker voor. Vooral als het zonnig en warm is. Het sterk opwarmende asfalt (bekend van: je kunt er een eitje op bakken...) zorgt voor een luchtlaagje waarin de brekingsindex anders is dan de lucht er vlak boven. Foto: Joe Orman.
En zo werkt een inferieure luchtspiegeling. Het licht dat vanaf het object op jouw netvlies valt, gaat door luchtlagen met grote dichtheidsverschillen en buigt daardoor. Het gevolg is dat het beeld gespiegeld wordt en aldus kan het zo zijn dat je een auto ziet dat op een heet wegdek rijdt, waar aan de onderzijde diezelfde auto tegenaan geplakt zit.
Dit is de werking van een spiegeling van het blauwe licht van de lucht. Ook hier gaat het om buiging van licht, opwaarts, waardoor het blauw van de lucht op de grond lijkt te liggen. Het lijken dan wel plassen water of olie.
Luchtspiegelingen omhoog, superieur
Laten we een omgekeerd schip nemen. Althans, het schip vaart gewoon op de zee, maar er boven hangt hetzelfde schip, maar dan op z’n kop. Een bizar fenomeen om waar te nemen. Maar ook hier geldt, je ziet wat je ziet, en het kan ook gefotografeerd worden. Het water is in dit geval koud, de lucht er vlak boven ook. Maar de lucht op enige hoogte (een paar tientallen meters) is een stuk warmer. Hier spreken we van een inversie, een stabiele situatie. Die inversie valt soms ook te zien aan het wat donkere gedeelte in de lucht. Licht vanaf het schip wordt alle kanten uitgewaaierd. In de koude luchtlaag zijn de lijnen waarlangs het licht zicht beweegt rechtuit. Op het punt waar de lucht warmer wordt, vindt buiging van het licht plaats. Aangezien warmere lucht een lagere dichtheid heeft, buigt het licht naar beneden. Als de diverse lichtbundels vervolgens op ons netvlies vallen, zien we delen boven de boot hangen en de boot zelf op de juiste plek. Ook hier geldt dat je min of meer op gelijke hoogte moet staan als het schip en het schip ook niet te dichtbij moet zijn.
Een schitterende luchtspiegeling opwaarts. Gefotografeerd door Jannes Wiersema aan de Groningse dijk. Iets van het eiland Borkum (wat, dat is uiterst onduidelijk) wordt opgetild door de breking van het licht. Het zweeft nu als een UFO door de ruimte.
Een ander voorbeeld van een superieure luchtspiegeling is een eiland dat boven de horizon wordt getild. Ook in dit geval is het in de onderste luchtlagen kouder dan daarboven. Je ziet ofwel het eiland zweven boven de zee, ofwel je ziet het eiland dat normaal achter de horizon ligt, nu op de horizon.
Luchtspiegelingen omhoog doen zich vooral voor waar het water koud is, te denken valt aan de poolstreken. Men spreekt dan ook wel van Arctische luchtspiegelingen. Soms verschijnen hele silhouetten van palmen, huizen, flats of anderszins aan de einder die er in werkelijkheid helemaal niet zijn. Door een dergelijke luchtspiegeling, waarbij een nieuw berglandschap verkend zou gaan worden, heeft een hele expeditie in 1913 een barre toch moeten ondergaan. Om uiteindelijk te ontdekken dat de bergketen niet bestond en slechts een luchtspiegeling was
Hier wordt duidelijk dat het bij superieure luchtspiegelingen gaat om koud water en relatief warme lucht. We zien ijs op de Waddenzee en daar waar Borkum vanaf de Groningse dijk meestal net achter de horizon ligt (door de bolling van de aarde), wordt het eiland nu volledig opgetild. Foto: Jannes Wiersema.
Zo werkt een luchtspiegeling opwaarts. De waarnemer bevindt zich in de koude laag. Het licht van het schip komt zowel direct richting de waarnemer, als dat er een schijnbaar schip boven hangt. Het ombuigen van het licht tegen de inversie (de warmere laag) leidt ertoe dat je een spiegeling krijgt waarbij het erop lijkt dat het schip boven het andere schip hangt.
De opwaartse luchtspiegeling met omkering. Drie schepen in de verte met alledrie een omgekeerd schip pal boven zich. Wie goed kijkt, ziet ook de wat wazigere inversielaag liggen. Boven de inversie ligt een andere luchtsoort, met een totaal andere brekingsindex. Foto is van Layla Wijsmuller-Vafi.
Genieten van de luchtspiegeling!
Luchtspiegelingen omhoog komen minder vaak voor dan luchtspiegelingen naar beneden. Echter, daar waar ze optreden, kun je er wel langer van genieten. Luchtspiegelingen omlaag zijn frequenter in voorkomen, maar zijn onstabieler, ofwel; houden minder lang stand. Immers, de hete thermiekbellen verstoren al snel het mooie beeld. De komende dagen wordt het zonnig en warm, perfecte omstandigheden om spiegelingen omlaag te zien. Vooral dus op snel heet wordende oppervlakken als asfalt en beton.
Een laatste foto om nog even van dit fenomeen te genieten. De golven aan de einder zijn wel erg hoog (luchtspiegeling) en het schip links vaart waarschijnlijk onder horizon, maar is er bovenuit getild. Foto: Karin Broekhuijsen.
Bron: Meteoconsult | Gewijzigd: 14 juli 2013, 12:59 uur, door Marga
Every cloud has a silver lining
