Non si tratta di miraggi ma di fenomeni che come Towering e il Looming, modificano aspetto e posizione di immagini osservate all’orizzonte

L’osservazione di paesaggi o oggetti distanti è influenzata dalla stratificazione e dalla variabilità della densità atmosferica, caratterizzata da differenze di temperatura. Queste condizioni atmosferiche interagiscono con la propagazione della luce, portando a fenomeni di trasformazione, duplicazione, distorsione ed elevazione degli oggetti osservati, creando effetti che possono apparire illusori ma che sono radicati in processi fisici reali, noti come fenomeni di rifrazione.

La rifrazione

La rifrazione è il risultato della deviazione e della curvatura dei percorsi luminosi, che restituisce una visione alterata degli oggetti osservati. Comunemente associati a questo processo sono i miraggi, fenomeni visivi che sono spesso fraintesi.

Esistono diversi tipi di miraggi, tra cui il miraggio superiore, inferiore e quello della Fata Morgana, considerato il più complesso e raro, che richiede condizioni atmosferiche particolari per manifestarsi, evidentemente di non facile comprensione.

Perché non sono miraggi?

Per definire un fenomeno ottico come miraggio, è necessaria la presenza di un’inversione dell’immagine, che può essere diretta verso l’alto (miraggio superiore) o verso il basso (miraggio inferiore), influenzata dalle condizioni termiche stratificate della bassa atmosfera che modificano il cammino della luce.

SI verificano anche variazioni di rifrazione anomala che, pur alterando visivamente oggetti e paesaggi, non soddisfano i criteri per essere definiti miraggi, in quanto non comportano inversioni dell’immagine. Questi includono fenomeni quali il looming, il towering, lo stooping e il sinking, fenomeni che hanno in comune una diversa percezione visiva degli oggetti all’orizzonte, ma che miraggi non sono e men che meno sono un miraggio Fata Morgana.

Miraggio Superiore e Stooping sulla stessa nave
© Marcella Giulia Pace

Towering

Il towering consiste nell’allungamento verticale di immagini di oggetti lontani, quali isole, navi, montagne. 

Towering sul Colle del Diavolo di Tenda a Sinistra e sul Monte Disgrazia a Destra
© Mattia Arfelli

Questa immagine del fotografo naturalista Mattia Arfelli, mostra il fenomeno del towering sulle vette del Colle del Diavolo di Tenda (a sinistra) e il Monte Disgrazia (a destra). In particolare, il Colle del Diavolo, sembra aver preso le sembianze del Monte Cervino. Mattia, ha scattato dal monte Falterona, a 300km di distanza.

Il video mostra una ripresa dove si alternano Towering e Stooping sia sulla costa di Reggio Calabria che su un’imbarcazione all’orizzonte

Stooping

Lo stooping è l’effetto opposto al towering e un’immagine appare appiattita, schiacciata

Towering e Stooping sulla stessa nave
©Marcella Giulia Pace

Sinking

Il sinking fa svanire oggetti sotto l’orizzonte al punto di non mostrarli all’osservatore.

Looming

Il looming è il più affascinate tra questi non miraggi e sembra il compimento di una magia: permette di visualizzare oggetti oltre la curvatura terrestre senza deformarli, suggerendo la possibilità di osservazioni straordinarie, come il poter vedere, ad esempio, l’isola di Linosa dalla costa sud-orientale della Sicilia, a 165 km di distanza.

Tale fenomeno apre interessanti questioni sulle potenziali osservazioni in contesti planetari diversi dalla Terra, come esplorato dal fisico dr. W.J. Humphreys nel suo libro “Physics of the Air” (1929), dove lo scienziato specula sulla visibilità orizzontale su un ipotetico pianeta con caratteristiche atmosferiche simili alla Terra ma con un raggio notevolmente maggiore. Nel capitolo riguardante la “Rifrazione terrestre” considerando che su un pianeta più grande della Terra la curvatura dell’orizzonte sarebbe relativamente meno pronunciata, calcola che su un pianeta, con un’ atmosfera simile alla nostra ma con un raggio 5,7 volte quello terrestre“è concepibile, che le dimensioni di un pianeta e il gradiente verticale di densità della sua atmosfera siano tali che l’orizzonte su di esso comprenda l’intera superficie, che si possa guardarsi intorno e, come ha detto qualcuno, vedere le proprie spalle.”

Effetto Novaya Zemlya

Anche il fenomeno del looming può avere un impatto significativo su come percepiamo il Sole al momento del tramonto o dell’alba, alterando i tempi in cui sembra sorgere o tramontare. Questo effetto fa sì che il Sole rimanga visibile più a lungo al tramonto o appaia più presto all’alba di quanto ci si aspetterebbe. Un caso particolare di questo fenomeno è noto come il fenomeno del Novaya Zemlya, un effetto che può drasticamente anticipare l’alba o ritardare il tramonto, creando visioni sorprendenti del Sole. Il fenomeno prende il nome da un arcipelago nell’oceano artico a nord della Russia dove, nel 1597, l’equipaggio della nave olandese di Willem Barents, assistette per la prima volta al fenomeno. Su questa isola, tutto l’equipaggio era approdato da mesi poiché la loro nave era rimasta impigliata nei ghiacci e trascorsero i mesi invernali su quell’isola ad attendere il ritorno del sole previsto per l’8 febbraio. Ma, il 24 gennaio, il Sole fu avvistato prima del previsto. Una forte inversione termica aveva creato una rifrazione così pronunciata da anticipare l’alba di ben 15 giorni.

Nel video che segue ho confrontato la durata del tempo di un tramonto durante il miraggio del Novaya Zemlya e con i tempi di un altro tramonto, senza effetto NZ, ripreso sempre dalla stessa postazione.

La Fata Morgana nelle immagini di Matteo Arfelli

Soffermandoci ad osservare l’evoluzione dei fenomeni del looming, del towering, dello stooping e del sinking, si nota come cambino rapidamente e in modo costante. Non solo possono trasformarsi l’uno nell’altro, creando una sorta di sequenza dinamica in cui gli oggetti sembrano muoversi su e giù come se fossero parte di un mantice e, talvolta, possono anche evolvere in miraggi completi.

Miraggio della Fata Morgana sul Col del Diavolo di Tenda e sul Monte Digrazia
© Matteo Arfelli

Mattia Arfelli, ha osservato fotografato, per circa 40 minuti l’evoluzione del fenomeno e in quest’altra immagine, si nota come il towering abbia dato spazio ad un raro miraggio d’alta quota della Fata Morgana. Si nota infatti, a differenza dell’immagine precedente, che la stiratura delle vette è esageratamente prolungata e presenta anche ribaltamenti. Nell’immagine sottostante, Mattia, che ringraziamo per la sua disponibilità, ci mostra come appaiono le vette in condizioni normali.

Colle del Diavolo di Tenda e Monte Disgrazia sono le prime due montagne che si osservano a sinistra della foto.
© Matteo Arfelli

INDICE DEI FENOMENI OTTICI ATMOSFERICI

Fonti di Riferimento

Siti:

Andy. T. Young; OPOD
Testi:

“Practical Meteorology An Algebra-based Survey of Atmospheric Science” by Roland Stull
“Novaya Zemlya effect and Fata Morgana. Raytracing in a spherically non-symmetric atmosphere” (Siebren van Der Werf).
“Physics of the Air” (W.J. Humphreys)
Ringrazio: Andy T. Young e Luc DETTWILLER per aver reso disponibili le loro conoscenze.