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 bzw. optische Täuschung.

Erklärung und Vorkommen

Die optische Dichte heißer Luft ist geringer als die 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 eine Grenze zwischen heißer und kalter Luft notwendig, das heißt, es muss windstill sein. Diese Wetterlage nennt man Inversionswetterlage. Wenn in Wüsten solche Luftschichtungen in größerer Höhe auftreten, sieht man Spiegelungen am Himmel, die so genannte Fata Morgana.

Luftspiegelung auf einer Straße

In gemäßigten Breiten beobachtet man Spiegelungen häufig in Bodennähe über dunklen Flächen. Im linken Bild ist eine Asphaltstraße zu sehen. 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 ein Auto.

Entstehung einer Luftspiegelung

Die Grafik veranschaulicht die Situation. Eine Betrachterin sieht das Auto 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, kann 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.

Der französische Physiker Gaspard Monge hat 1798 in Niederägypten erstmals Luftspiegelungen naturwissenschaftlich untersucht und gedeutet.

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Fata Morgana an der norwegischen Küste: Nur der im Nebel schwach erkennbare Bergrücken ist an realer Position.

Etymologie

Der Begriff Fata Morgana kommt aus Italien und 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.