Г лава IIX) Влияние на окружающую среду и человека

Рис.13 Солнце. Нижний мираж. [12]

Рис.12 Зелёный луч [12]

Рис.14 Луна. Нижний мираж. [Astronet, http://www.astronet.ru/, Морской лунный мираж]

Обычно мираж в природе встречается отдельно, но не всегда. То, что называют "зеленый луч" - это, на самом деле, совокупность как минимум четырех разных явлений (рис.12). Однако чаще всего - это "нижне-миражная вспышка". Если Солнце садится в океан, из-за аналогичного слоя нагретого воздуха у поверхности воды может образоваться нижний мираж - как будто "зеркальное отражение" части Солнца в поверхности воды (рис.13). Наблюдается также нижний мираж и для Луны (рис.14). Когда "истинное" Солнце касается своего "отражения", образуется фигура, похожая на греческую букву "омега" - верный признак того, что через пару минут можно будет увидеть зеленый луч. В последние моменты перед полным заходом Солнца "красная" часть изображения уже скрывается от наших глаз, а вот смещенная чуть повыше "сине-зеленая", усиленная своим парным миражом, все еще видна. Человеческий глаз больше всего чувствителен именно к зеленому цвету, поэтому зеленый всегда субъективно ярче синего или фиолетового. Но есть и другая причина: коротковолновой, сине-фиолетовый свет гораздо лучше рассеивается атмосферой. Так что сине-фиолетовая каемка у солнца оказывается более "размазанной" и тусклой, чем зеленая.[12]

Опасность для человека мираж представляет лишь в пустыне. Физическое объяснение феномена миражей нисколько не облегчает участь путников, введенных эфемерным оазисом в гибельное заблуждение. Дабы уберечь занесенных в пустыню людей от риска заблудиться и погибнуть от жажды, составляются специальные карты с отметкой мест, где обычно наблюдаются миражи. На этих путеводителях указано, где могут привидеться колодцы, а где - пальмовые рощи и даже горные цепи.

Жертвами миражей особенно часто оказываются караваны в пустыне Эрг-эр-Рави, что на Севере Африки. Перед людьми "воочию" на расстоянии 2-3 километров предстают оазисы, до которых в действительности не менее 700 километров! Так, в 360 километрах от оазиса Бир-Ула жертвой миража стал караван, который вел опытный проводник. Погибли 60 человек и 90 верблюдов, следовавших за миражом, увлекшим их на 60 километров в сторону от колодца.[8]

Глава IX) Возможности управления

Рис.15 «Явление Новая 3емля». [Astronet, http://www.astronet.ru/, Тройной восход Солнца над Гданьской бухтой]

В судовом дневнике Виллема Баренца, плававшего в полярных морях в конце ХV1 в., есть записи о том, как он в один и тот же день видел восход Солнца сначала несколько ранее положенного срока, а второй раз — в урочное время. В специальной литературе этот эффект получил название «явление Новая 3емля» (рис.15). Баренц столкнулся с ним в районе этого острова. Советский космонавт Г. М. Гречко во время своего полета на орбитальной станции «Салют-6» дважды наблюдал появление солнечного диска из-за Земли — сначала примерно за минуту до положенного срока, затем вовремя. Причина тому одна: из-за неодинаковой температуры воздушных слоев лучи света в атмосфере искривляются‚ и наблюдатель видит Солнце, когда оно фактически еще находится за горизонтом. Наблюдения такого рода удаются на больших открытых пространствах, в прозрачной атмосфере. Там же, где есть строения или деревья, где воздух запылен, подобные эффекты обычно не возникают. В случае, описанном В. Баренцем, солнечный луч проходил в атмосфере 400-500 километров, как бы огибая земную поверхность.

Сегодня это явление наука не только объяснила, но и научилась использовать в метеорологии - при изучении строения атмосферы, для оперативного определения характера распространения электромагнитных волн различных диапазонов. На фотографиях Солнца отчетливо видно, как его изображение сжимается по вертикали, когда лучи проходят низко над горизонтом. Иногда даже получаются своеобразные «ступеньки», «грибы» и другие фигуры. Советскими учеными разработан метод, по которому с помощью ЭВМ рассчитываются изменения температуры и давления воздуха по высоте в зависимости от степени искажения изображения Солнца.[2]

О птические приборы традиционного типа основаны на прямолинейном распространении света. А есть и класс оптических приборов, их называют градиентной оптикой, который основан на криволинейном распространении света в среде с меняющимся по определенному закону показателем преломления. Хотя о таких оптических приборах мало кто слышал, область их применения огромна. Через всю территорию нашей страны тянутся мощнейшие волоконно-оптические линии связи, способные одновременно передавать тысячи телевизионных каналов. Они относятся к градиентной оптике и работают на принципе миража в твердом теле. Миллионы лазерных принтеров радуют наш глаз отличным качеством печати. Но и они были бы невозможны без градиентной оптики. Сверхмощные лазеры при своей работе разрушают оптическую систему из обычных стеклянных линз. Выход из положения - линзы газовые, представители класса приборов градиентной оптики.[13]

Рис.16 Применение верхнего миража для лазерной связи [7]

Явление верхнего миража используется при создании сверхдальней лазерной связи. Отражение лазерного луча от верхних слоев атмосферы позволяет осуществить прямую связь на расстояниях более 300 км (рис.16).[15]

Рис.17 Стрелок целится слегка левее от центра цели [Город.Томск.Ру, http://gorod.tomsk.ru/, Жизнь Через Снайперский Прицел...]

Важную роль мираж играет для снайперов. Для введения в прицел поправки на ветер необходимо определить его скорость и направление. Для этого существует несколько способов, один из них использование миража. При помощи оптического прицела мираж виден и в более холодные дни. Чем выше кратность прицела, тем легче наблюдать мираж. Хотя требуется определенная практика, правильная оценка миража позволяет снайперу точно оценивать и вводить соответствующие поправки в прицел. Другой стороной эффекта миража является дифракция света, которая вызывается неоднородной плотностью воздуха. В зависимости от атмосферных условий дифракция может вызвать смещение контура цели в направлении движения миража. Например, если мираж движется справа налево, цель будет казаться расположенной слегка левее ее действительного положения. Стрелок может целиться только в контур цели, воспринятый его глазом, поэтому ему необходимо целиться в точку, находящуюся слегка в стороне от центра цели (рис.17).[14]