Mis põhjustab miraaži?

Miraaži tekkeks peab atmosfääris olema mingisugune temperatuuri hüppekiht. Foto: Mihkel Maripuu

Kuna hiljuti pälvis tähelepanu üks miraažijuhtum, on huvi miraažide vastu kasvanud, lisaks on kevad nende tekkeks soodne aeg.

Miraaž on optiline nähtus, mis tekib valguskiirte paindumisest ehk refraktsioonist väga ebaühtlase tihedusega õhukihtide või mõne muu keskkonna läbimisel. Miraaži korral tunduvad kauged objektid lähemal või teises kohas paiknevana, kui nad on tegelikult. Miraaži tekkimisel murduvad valguskiired erinevate murdumisnäitajatega keskkondade piirpindadel, kuid õhus on see murdumine sujuv vastavalt õhukihi tiheduse muutumisele, mida valgus läbib, mistõttu saab rääkida paindumisest.

Erineva temperatuuriga õhukihtidel on erinev tihedus ja murdumisnäitaja. Näiteks päikeselise ilmaga võib vahetult maapinna kohal olev õhukiht olla palju kuumem selle kohal olevast õhust. Seetõttu toimub maapinna suhtes peaaegu paralleelselt liikuva valguskiire paljukordne ülespoole murdumine ehk paindumine, mille tõttu võivad kaugel paiknevad tegelikult eksisteerivad objektid ilmneda märksa lähemana tegelikust.

Üks säärane olukord on asfaltteel: päikeselise ilmaga soojeneb tume asfaltpind tugevasti, soojendades selle kohal olevat õhukest õhukihti samuti tugevalt, aga see intensiivne soojenemine ei ulatu kõrgemale mõnest sentimeetrist – seega selle kohal on märksa jahedam ja tihedam õhukiht. Selle tulemusena tundub olevat maantee märg ja veeloike täis, kuid tegelikult on see vaid sinise taeva peegeldus. Ka autotuled pimedas võivad niimoodi maanteel terendada, kui päevast on asfalt veel väga soe, aga õhk selle kohal jõudnud jahtuda.

Seega peab miraaži tekkeks olema atmosfääris mingisugune temperatuuri hüppekiht (termokliin, atmosfääris näiteks inversioonikiht). Asfalttee näites on hüppekiht väga õhuke ja kihis võib õhutemperatuur kõrgusega langeda isegi mitu kraadi sentimeetri kohta.

Teistlaadi hüppekiht on inversioon, mis võib asuda vahetult maa- või veepinna kohal, aga ka mitme kilomeetri kõrgusel atmosfääris. Sel juhul tõuseb õhutemperatuur kõrgusega kiiresti, isegi hüppeliselt, tavaliselt läheb õhk kõrgusega külmemaks, mitte soojemaks. Inversioonikiht võib areneda nt sooja frondi korral, kui soe õhk on asendamas enda ees olevat külmemat õhku, aga ka maapinna jahtumise tõttu selge vaikse ilmaga, nt talvel või öösiti, sest õhk on erakordselt halb soojusjuht.

Kui ei ole tugevat tuult turbulentsiga, konvektsiooni vms nähtusi ja protsesse, mis õhku segaksid, siis maalähedane õhukiht jahtub tugevasti, aga selle kohale jääb palju soojem ja väiksema tihedusega õhukiht – nii võib väga võimas inversioon kujuneda. Veel võib inversioon tekkida, kui külma vee- või maapinna kohale voolab soe õhk, nt külma veepinna kohal on soe õhumass.

Kevad on nüüdseks oma õigused kehtestanud, kuigi nii sooja ilma, nagu oli 27. märtsil, ei pruugi ligemale kuu aega tulla. Reedene päev võib õige kõledaks kujuneda, on ka lumevõimalus, kuid eks vara­kevadel on seegi tavaks.