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¿Por qué hay espejismos en las montañas?

"Ciudad de Montaña", como ciudad de mar, es un escenario natural formado por la refracción y la reflexión. Es hermoso y extraño, pero sólo sucede una vez cada pocos años. Solo unas pocas personas afortunadas pueden verlo por casualidad, y la mayoría de la gente solo puede esperarlo con ansias.

Cuando la luz viaja en un medio uniforme con la misma densidad, la velocidad de la luz es constante y viaja en línea recta. Sin embargo, cuando la luz se inclina hacia otro medio con una densidad diferente, la velocidad de la luz cambia y la dirección de propagación se vuelve en zigzag. Este fenómeno se llama refracción. Cuando insertas un poste recto en el agua en ángulo, puedes ver que la parte bajo el agua del poste y la parte expuesta parecen estar rotas. Esto es el resultado de la refracción de la luz. Alguien usó una vez un dispositivo para proyectar luz desde el agua a la interfaz entre el agua y el aire. Puedes ver que la luz se divide en dos partes en esta interfaz: una parte se refleja en el agua y la otra se refracta en el aire. . Si gira un espejo en el agua de modo que la luz que incide en la interfaz esté más inclinada, la luz se refractará más violentamente en el aire. Cuando la luz incide en la interfaz como se muestra a continuación a la izquierda, toda la luz se refleja en el agua y ninguna luz se refracta en el aire. Este fenómeno se llama reflexión total.

El aire en sí no es un medio homogéneo. En términos generales, su densidad disminuye al aumentar la altura. Cuanto mayor es la altura, menor es la densidad. Cuando la luz atraviesa capas de aire a diferentes alturas, siempre provocará cierta refracción, pero este fenómeno de refracción es tan común en nuestra vida diaria que no nos resulta extraño.

Pero cuando la temperatura del aire cambia anormalmente verticalmente, provocará una refracción diferente y una reflexión total, lo que resultará en un fenómeno de espejismo. Los espejismos aparecen en diferentes formas dependiendo de las circunstancias específicas de la anomalía de la densidad del aire.

La humedad del agua de mar es relativamente baja durante el día en verano, especialmente en la superficie del mar donde fluye agua fría. La temperatura del agua es aún más baja y el aire en las capas inferiores se ve afectado. más frío que el aire en las capas superiores, lo que resulta en el fenómeno anormal de frío en la parte inferior y cálido en la parte superior (normalmente hace calor en la parte inferior y frío en la parte superior, con una caída de temperatura promedio de aproximadamente 0,5 ~ 0,6 por 100 m). ). El aire en la capa inferior es muy denso debido a la alta presión, y la temperatura ahora es más baja que la de la capa de aire superior, por lo que la diferencia entre las capas de aire densas y delgadas debajo de la capa de aire es extremadamente significativa.

Si hay un barco debajo de nuestro horizonte oriental, suele ser invisible. Si la diferencia entre el aire más denso y el aire más fino es demasiado grande en este momento, la luz del barco se refractará gradualmente desde la capa de aire denso a la capa de aire más fina, sufrirá una reflexión total en la capa superior y luego regresará a la capa de aire más denso. capa inferior. Una densa capa de aire; pasando por tales curvas, finalmente entra en nuestros ojos, podemos ver su imagen. Debido a que la visión humana siempre siente que los objetos vienen en línea recta, la imagen del barco que vemos es mucho más alta que la real, por eso se le llama espejismo.

Existen las Islas Miaodao en el Mar de Bohai de China. En verano, cuando las temperaturas del agua de mar son bajas durante el día, la densidad del aire puede variar significativamente entre densidades subterráneas y escasas. En el condado de Penglai (conocido como Dengzhou en la antigüedad), en la costa sur del mar de Bohai, a menudo se puede ver el fantasma de las islas Miaodao. Shen Kuo de la dinastía Song registró esto en su famoso "Meng Qian's Bi Tan":

"Cuando estoy en el mar de Zhangzhou, hay nubes, como observar un palacio, gente en la ciudad y el encima de los carruajes y los caballos."

Este es el espejismo que vio en Penglai. A las 11 de la mañana del 22 de mayo de 1933, también se descubrió un espejismo en la isla Zhucha en Qianhai de Qingdao (en las afueras de la bahía de Jiaozhou). Se extendió por toda la ciudad durante un tiempo y mucha gente fue a verlo. En 1975, apareció un espejismo de seis horas en el mar cerca de la provincia de Guangdong.

Los espejismos se pueden ver no sólo en el mar en verano, sino también en el río por la mañana, como en el río cerca de Nantong el 2 de agosto de 1934. Ese día hacía fresco y el clima era extremadamente caluroso. Por la tarde, de repente descubrí que había muros de balcones y casas en los árboles sobre el río Yangtze, los cuales tenían más de 20 millas de largo. Aproximadamente media hora después, se movió hacia el este y desapareció repentinamente. Entonces aparecieron tres montañas, elevándose hacia las nubes, con una montaña en el medio que parecía un quemador de incienso. Les tomó media hora desaparecer.

En el desierto, la arena es quemada por el sol durante el día y la temperatura cerca de la capa de arena aumenta muy rápidamente. Dado que el aire no es bueno para la transferencia de calor, cuando no hay viento, el intercambio de calor entre el aire superior e inferior es muy pequeño, lo que hace que la diferencia vertical entre las temperaturas frías y calientes sea muy significativa, lo que resulta en el fenómeno anormal de que la densidad del el aire inferior es menor que la densidad del aire superior. En este caso, si hay un árbol frente a usted y crece en un lugar relativamente húmedo, entonces la luz proyectada diagonalmente hacia abajo desde la copa del árbol se refractará al entrar en la capa de aire más densa. Cuando la luz refractada alcanza la delgada y caliente capa de aire cerca del suelo, se produce una reflexión total y la luz se refleja desde la capa de aire de baja densidad cerca del suelo hacia la capa de aire más densa que se encuentra arriba. De esta manera, a través de un arco de luz cóncavo hacia abajo, la imagen del árbol llega a los ojos de las personas y aparece el reflejo del árbol.

Debido a que el reflejo se sitúa debajo del objeto real, también se le llama espejismo. Este tipo de reflejo puede fácilmente dar a la gente la ilusión de que hay árboles junto al agua y que debe haber un lago en la distancia. La mayoría de las personas que han viajado por el desierto han tenido experiencias similares. Un fotógrafo que estaba filmando la película "Escalando el Monte Everest en Shishapang" vio tal espejismo mientras caminaba por una vasta pradera árida. Corrió hacia el espejismo a buscar agua para cocinar. Cuando corrió hacia allí y vio que no había agua, descubrió que había sido engañado por un espejismo. Esto se debe a que el sol caliente puede calentar el heno, al igual que la arena, lo que hace que la densidad de la capa de aire aumente gradualmente de abajo hacia arriba, creando así un espejismo.

No importa qué tipo de espejismo, sólo puede aparecer en condiciones climáticas tranquilas o extremadamente débiles.

Cuando los fuertes vientos se combinan, provocando la agitación y mezcla del aire superior e inferior, la diferencia de densidad del aire entre el aire superior e inferior se reduce y no hay refracción anormal ni reflexión total de la luz, entonces todas las ilusiones desaparecen inmediatamente.