复杂蜃景
复杂蜃景（义大利语：Fata Morgana），亦音译为法达摩加纳，是一种不常见且形式复杂的海市蜃楼，一般属于上蜃景，它只出现在正好在地平线上的一小段窄带。这是个义大利语词汇，取自亚瑟王传说中登场的巫婆摩根勒菲，因为人们相信这些海市蜃楼是出自摩根勒菲的巫术。
在墨西拿海峡经常可见，她的巫术所创建在空气中的仙女城堡或虚幻的大地，被设计用来引诱水手。虽然复杂蜃景这个词经常被错误的应用在其它更常见的海市蜃楼景象，但真正的复杂蜃景既不同于一般的上蜃景，也不同于下蜃景。
复杂蜃景的影像扭曲或破坏物体的显著特征，经常使这些物体难以被变认。复杂蜃景可以出现在海上、陆地，在极区或在沙漠。这种蜃景几乎可以涉及远处所有类型的物体，包括船、岛屿、和海岸线。
复杂蜃景往往是瞬息万变的。蜃景包括一些倒影（上下颠倒）和抬升（笔直地上升）的影像，并且会与另一个影像堆叠在一起。复杂蜃景还会交替的呈现压缩和伸展的区域[1]。
这种光学现象的发生是因为光线通过空气中温度不同的陡峭逆温层经由大气波管造成的[1]（逆温层存在的条件是当暖空气存在于有明确界限定义可区别的冷空气之上。这种温度反转是异常的状态，通常是越靠近地面的温度越高，而越上层温度越低。）
在平稳的天气，一层明显温暖的空气可以滞留在较冷而密度较高的空气之上，造成行为像透镜折射的大气波管，产生一系列包括倒置和抬升的影像。复杂蜃景的存在需要波管；单独只有逆温层不足以形成海市蜃楼。逆温层经常单独出现而没有大气波管；但没有逆温层先形成，大气波管是不可能存在的。
观测复杂蜃景
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复杂蜃景几乎可以在任何区域中观察到，但是最常见的是在极地，特别是有著一致低温的大片冰层。在极地的复杂蜃景现象都在相对较冷的天气被观察到，然而在沙漠、海洋、和湖泊，可以在热天观察到。
要生成复杂蜃景，逆温层须要对光线造成强大的偏折，在逆温层内的偏折必须大于地球表面的曲率[1]。在这样的条件下，光线被偏折并且成为弧形。一位观测者的位置必须在其中或低于大气波管之下才能看见复杂蜃景[2]。
从海平面到高山顶，甚至在飞机上，在大气层的任何高度都可以看见复杂蜃景[3][4]。
复杂蜃景可以被描述成非常复杂的上蜃景与超过三个以上的扭曲、抬升和倒置的影像[1]。因为大气的情况不停的改变，复杂蜃景在几秒钟的时间内就会产生变化，这种改变包括变成明确的上蜃景。
这里呈现的一系列从旧金山看见的法拉隆群岛海市蜃楼影像；所有的16张影像都是在同一天拍摄的。
在前面的14张影像，呈现出法拉隆群岛被压缩和拉伸的复杂蜃景[1]，最后两张是在数小时后，大约日落时分拍摄的。在这个时刻，空气变冷，而海水的温度有可能比较温暖一点，造成逆温层不若数小时前的极端。海市蜃楼在此刻虽然依然存在，但已不若日落前数小时般复杂，蜃景不再是复杂蜃景，取而代之的是单纯的上蜃景。
用裸眼就可以看见复杂蜃景，但是若要看见其中的细节，最好是透过双筒望远镜、望远镜，或是像此处这些影像的例子，透过望远镜头。
著名的传说和观察
[编辑]飞翔的荷兰人
[编辑]依据民俗的说法，飞翔的荷兰人是一艘扬帆遨游七海，永远不会靠岸的鬼船。飞翔的荷兰人通常是来自远方的斑点，有时会看见鬼火灼灼的鬼灯。对飞翔的荷兰人一个可能解释是起源于海上看见的复杂蜃景 [5][6][7]。
- 有一艘鬼船与一群鬼水手航行在空中的鬼海中的消息，很快的就传遍了全船，这是一个不祥之兆，意味著全船没有一个人可以再看见陆地。船长被告知这个精彩的故事，并且来到甲板上，他向水手们解释这个奇特的景观是另一艘因为距离遥远而看不见的船，航行在蜃景之下的水面被反射的影像。他说：在某些条件之下的大气，当阳光能将在地球上物体的影像完美的呈现在空气中，就像透过水或玻璃呈现的影像，但它们一般都不是正立的，就像现在这艘船的情形，是倒置的 － 底部朝上。出现在空中的这种现象称为海市蜃楼（蜃景）。他命令一名水手前往前桅杆顶端，并观察鬼船的下方。这名水手服从命令，并且报告他可以看见浮在空中的船只下的水面，确实有一艘这样的船。就如同在空中看见的那一艘轮船，只有一艘这样的轮船，并且底部是朝上的，就如同船长所说的蜃景一般的出现。不久之后，这艘轮船本身也被看见了。水手们现在了解了，并且再也不会相信幽灵船的说法。
在向船员解释这种现象的时候，船长可能更精确的使用折射这个词而不是用反射，因为这种倒影是由空气层的折射造成的。这本书的图解也是不正确的，它呈现了如上图右侧的蜃景：蜃景永远不会大于原物体，所有出现在这种蜃景上的扭曲和放大都在垂直方向上，而不会在水平方向。
复杂蜃景的上蜃景可以让一艘船以多种形式出现。即使蜃景中的船看起来不像是悬浮在空中，它看起来依然像是鬼影和不寻常的，更重要的是它的外观不断的在变化。有时一个复杂蜃景肇因于船出现在漂浮的波浪之中，在其他的时间，出现一艘倒置的船航行在高于“真正的”船只之上。
事实上，很难对一个复杂蜃景中的独立片段的蜃景说出何者是“真实”的，而何者不是实物：当一艘船的实景不在视野中时，是因为它仍位于地平线之下，复杂蜃景可能会导致它的影象提升，因此观察员所看见的所有影像都是蜃景。换言之，如果真实的船只在地平线之上，它的影像可以被复制许多次和被复杂蜃景处心积虑的扭曲>
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两艘船由于复杂蜃景出现在外观上的变化：在第一列的4个框架是#1船，在第二列的4个框架是#2船。 -
在这个蜃景，至少可以看见有3个独立的船只影像。“真实”的一艘船在底部，最上面的是正立的位置，在中间的是倒置的。 -
仔细观看上蜃景的六个框架，可以显示一艘船的蜃景从一个影象至下一个影象是如何变化的。
克罗喀山和克罗喀地
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在19世纪初期，复杂蜃景还要为不存在于北极，被称为“克罗喀山”和“克罗喀地”的不实发现负责。
在大多数情况下，复杂蜃景显示出与固体相关联的物件，但是在某些情况下，即使海平面本身也可以创造出复杂蜃景（参见右边的图像）。在图向左侧的小船看起来好像是正“墙”的后面穿出来。但在现实中，这艘船上的水手看不见这道墙。这堵墙在真实中并不存在，它只是在海岸上的观测者看见的蜃景。取决于实际的条件，船上的水手们可能或也可能没有看见过类似的现象出现在他们的地平线上。如果水手们看见这堵“墙”，并且试图去靠近它，他们一定会很失望，因为这如同彩虹的终点，是永远不可能抵达的复杂蜃景。
以完全相同的方式，“克罗喀山”和“克罗喀地”都是在北极被明显的看见，但却永远无法抵达的陆地。看似明显的“山”可能只是冰冻在冰洋上面的冰山，另一方面，也可能单纯只是不平的冰面本身造成的。
克罗喀山
[编辑]在1818年，约翰·罗斯爵士在试图发现长期以来追寻的西北航道的旅程，罗斯的船舶抵达加拿大的兰卡斯特海峡。西北航道就在正前方，但约翰·罗斯并未继续朝这个方向前进，因为他看见，或是他认为他看见，在远方有一大片山和陆地，而他认为再进一步几乎是不可能的。他将这个虚幻的山脉和陆地命名为“克罗喀山”。他不顾许多同僚，包括他最亲密的伙伴威廉·爱德华·帕里和爱德华·萨拜恩等人的坚决反对，放弃并且返回了英格兰[8]。一年之后公布的航程，揭露了他们之间的分歧，以及随后对克罗喀山存在的争议毁掉了他的声誉。仅仅就在一年之后，威廉·爱德华·帕里就继续向西航行，通过了那些不存在的山。
约翰·罗斯爵士犯了两项错误。他的第一个错误是，当他确信看见了实际上不存在的大片陆地和山脉时，不顾一定比他更熟悉蜃景的同僚们的反对。罗斯的第二个错误是以海军部第一秘书的名字命名，以高官的名字命名的实际上只是蜃景，使他日后付出了极大的代价：他随后的探险和资金需求都被拒绝，而被迫使用私人的资金来支应[9]。
克罗喀地
[编辑]由于奇怪的巧合，在罗斯探险之后88年，1906年罗伯特·皮尔利的探险，也将他在现今加拿大境内努纳武特的西北最高点汤玛斯·哈伯德角，他为所看见的远方大片土地命名为克罗喀地。皮尔利以日后的皮尔利北极俱乐部的乔治·克罗喀命名他所看见的大片土地，皮尔利估计这片土地在130英哩之外，位置大约是北纬83度，西经100度[10]。
目前已知这个地方并没有陆地。皮尔利看见了甚么？几乎可以肯定是复杂蜃景[11]。
克罗喀地探险
[编辑]在1913年，唐纳德·巴克斯特·麦克米伦发起克罗喀地探险，目地是前往克罗喀地并进行探勘。 在4月21日，远征队的成员似乎在西北方的地平线上看见巨大的岛。正如麦克米伦之后所说：“丘陵、山谷、皑皑白雪覆盖的山峰在地平线上延伸至少120度。”
Piugaattoq，探险队中在这个领域具有20多年经验的因纽特猎人，解释说这只是一种错觉。他们称之为“poo-jok”，意思是雾。然而麦克米伦坚持它们必须前进，而不顾他们已经处在海冰破碎季节晚期的事实。它们追随著蜃景继续前进了5天，直到4月27日，已经在危险的海冰中推进了大约125英哩，麦克米伦终于承认Piugaattoq 是正确的。克罗喀地其实只是蜃景，最可能就是复杂蜃景。
稍后，麦克米伦写道：
那天非常晴朗，没有云或丝毫的雾；如果可以看见陆地，就是我们现在这个时刻。真的，是在那里！甚至不用望远镜就能看见，从西南向东北真实的延伸。我们强大的望远镜，然而……带出更明显的黑色背景与白色的对比。整体看似丘陵、山谷、皑皑白雪覆盖的山峰到这种程度，好似我们未曾在冰冻的海上推进了150英哩，我们脱离了现实的生活。然后我们的判断力和现在一样，这是蜃景或是海冰中的朦胧形像。
这次的探险收集到有趣的标本，但仍被认为是一次非常昂贵的错误与失败。最后的花费是$100,000，在当时算是一大笔的支出[13]。
在安大略湖的蜃景
[编辑]在1866年7月，从安大略的京士顿看见的船与岛屿的蜃景[14]：
在星期日黄昏的6-7点钟望向湖中，可能已经看到了俗称为海市蜃楼的大气现象－蜃景。从阿默斯特岛的中央以平行线横越至东南，似乎都观察到这种现象，这个岛的下半部以平常的外观呈现，上半部是异常的扭曲，并明显的成为向上提伸两、三百英尺高的柱状。上缘或云从这个高度向南展开，形成了物体的影像。航行在在这片云前面的三桅帆船出现了双重的影像，同时她在水面上出现轻微的扭曲，她在背景云中的影像是倒置的，两者混合在一起产生奇特的景致。在同一时间，船和她的影子再度的重合在一起，形成更加黑暗的形式，不同的是，她的底部是在平静水面上的前景。另一艘三桅船的船体完全在地平线之下，只能看见中桅帆，船体的阴影成为前景，在这种情况下完全没有看见倒置。借助于望远镜，或许可以观察到与船只有关的更多与更详细的光学现象，因为在当时最接近的船是在16英里远。这个现象至少持续了一个小时，并且幻影中的特征无时无刻不在改变。
“只有借助于望远镜才可以看见”是对蜃景中的船只有趣的描述。这是在观察复杂蜃景常有的情况，观测者需要借助于望远镜或双筒望远镜来确认是否真的是蜃景。文章中多次提到的“云”很可能是指波管。
在1894年8月25日，科学美国人描述美国纽约州的水牛城的居民看到的惊人蜃景[15]：
在纽约州水牛城看见的蜃景：在1894年8月6日上午10至11点，纽约州水牛城的居民看见惊人的海市蜃楼。这是多伦多城的海港和海港南方的小岛。多伦多与水牛城乡距56英里，但是教堂的尖顶是非常容易辨识的。蜃景占据了整个安大略湖的宽度，被认为是多伦多东区罗彻斯特郊区夏洛特的投影。可以看见从夏洛特前往多伦多的旅行航线上有侧轮的蒸气轮船。两个黑暗的物体最后被辨识出是往来于路易斯顿和多伦多的纽约中心邮轮。一艘帆船也突然出现和消失，蜃景开始慢慢的变淡。数千名聚集在屋顶和办公大楼的民众失望而归。倾斜的云是蜃景消失的原因。从水中逐渐升起的城市是完美的呈现出来，蜃景与地图比对显示完全一致没有任何轻微的扭曲。估计有20,000的群众看见了这种新奇的景象。这个海市蜃楼是所知的第三阶：也就是远方巨大的幻影升起在地平线上并且没有倒置，并且有著第一阶和第二阶的蜃景，但是在天空中呈现出远方完美的景观。— 科学美国人，1894年8月25日。
复杂蜃景和不明飞行物
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复杂蜃景可能会继续欺骗一些观察者。现代几乎没有人相信飞翔的荷兰人 [来源请求]，但是复杂蜃景仍然有时会被误认为来自其它世界的物体，像是不明飞行物[16]。 复杂蜃景可以显示位于天文地平线之下的物体，有如翱翔在天空中的物体。复杂蜃景也可以在垂直方向上放大这些物体，并使之看起来完全无法辨识。
有些从雷达看见的不明飞行物可能也是复杂蜃景造成的。官方的不明飞行物在法国的调查指出[17]：
众所周知，大气波管可以解释某些光学蜃景，特别是被称为“复杂蜃景”，由远距离的海洋或基本上表面是平的冰造成的北极错觉，出现在检测器中的是垂直排列的柱状物和塔尖，或“空中城堡”。
人们通常假设蜃景很罕见的，但这只能针对真实的光学蜃景，雷达蜃景的条件却很常见，这是因为大气层中的水汽对雷达波的折射比对光波更为强烈。由于云与水蒸气高度聚集的区域有所关联，所以水蒸气引发的光学蜃景往往要经由不透明的云呈现才能察觉。另一方面，雷达波的传递基本上不受云中水滴的影响，所以水蒸气量在高度上的变化对大气波管和雷达蜃景的生成有很大的影响。
复杂蜃景已被使用在澳洲被命名为小绿光（Min Min light）的神秘现象的一种可能的解释[18]。
南极洲
[编辑]澳洲处于夏天时，从麦克默多站常能看见复杂蜃景横越过麦克默多角[19]。
在文学作品中的复杂蜃景
[编辑]复杂蜃景常与一些神秘的、有时永远接触不到的东西相结合[20]。
噢 甜蜜的幻想之歌
在在引诱著我，
在孤独的场所，与人群
拥挤的大道！
我走近但你们却消失了，
我抓住你，你依然离去
但无论是白天和夜晚，
旋律在悲鸣。
疲惫的旅人看见
在沙漠或辽阔的草原，
蓝色的湖泊悬垂的树木
投下令人娱悦的阴影；
公平高悬在塔顶
并且屋顶闪耀著黄金，
当他接近时消失，
像雾一起滚动 --
所以我独自漫步漫步，
在我面前永远闪烁著光芒
闪耀之城的歌，
在梦中美丽的大地上。
但当我将进入大门
那金色的气氛，
它却已消逝，令我惊异和期待著
美景再现。
值得注意的是在这一行：“疲惫的旅人看见在沙漠或辽阔草原的蓝色湖泊，悬垂的树木投下娱悦的阴影”，因为提到蓝色湖泊，很明显的作者不是在描述复杂蜃景，而是很常见的下蜃景，或是沙漠的海市蜃楼。此处显示1886年绘图显示在沙漠的复杂蜃景可能只是对那首诗有著丰富想像力的插图，但现实中并没有像看起来那样的蜃景。安迪·杨写道：“它们始终局限在狭长的天空 － 小于手臂伸直时一根手指的宽度 － 在地平线上”[1]。
18世纪的诗人，Christoph Martin Wieland写了关于“在空中的复杂蜃景城堡”。空中城堡的想法或许是难以抗拒的，所以许多语言中仍然使用“Fata Morgana”这个词来描述海市蜃楼[21]。
库尔特·冯内古特在猫的摇篮（Cat's Cradle）这本黑色幽默的讽刺小说中提到过“复杂蜃景”这个名词，作为在小说文字中一些个别过度修饰的低点。
相关条目
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参考资料
[编辑]- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 An Introduction to Mirages （页面存档备份，存于互联网档案馆） by Andy Young
- ^ Atmospheric Optics Glossary （页面存档备份，存于互联网档案馆） by Andy Young
- ^ Durst and Bull. Met. Mag. 85. 1956: 237–242.
- ^ Andrew, Young. Annotated bibliography of mirages, green flashes, atmospheric refraction, etc.. [2012-01-28]. （原始内容存档于2011-03-09）.
- ^ Eyers, Jonathan (2011). Don't Shoot the Albatross!: Nautical Myths and Superstitions. A&C Black, London, UK. ISBN 978-1-4081-3131-2.
- ^ Round-about Rambles in Lands of Fact and Fancy （页面存档备份，存于互联网档案馆） by Frank R. Stockton
- ^ BBC Fata Morgana. [2012-01-29]. （原始内容存档于2011-09-26）.
- ^ John Ross - The Arctic and More - 19th Century - Pathfinders and Passageways. [2012-01-30]. （原始内容存档于2008-12-14）.
- ^ Facts:Cold, Icy and Arctic. [2012-01-30]. （原始内容存档于2012-01-31）.
- ^ University of Illinois. [2012-01-30]. （原始内容存档于2008-12-04）.
- ^ Sandlot Science. [2012-01-30]. （原始内容存档于2012-02-10）.
- ^ Donald B. MacMillan
- ^ Mirages in the Sky. [2012-01-30]. （原始内容存档于2012-02-29）.
- ^ Daily News , (Kingston), July 9, 1866. [2012-02-01]. （原始内容存档于2011-07-23）.
- ^ Miscellaneous Notes and Queries （页面存档备份，存于互联网档案馆） Vol. XII. Published by S. C. &. 1—. M. Gould, Manchester, N. H. 1894.
- ^ Webb, Steven. If the universe is teeming with aliens-- where is everybody?. New York: Copernicus. 2002: 30. ISBN 0-387-95501-1. （原始内容存档于2017-01-18）.
- ^ Electromagnetic-Wave Ducting （页面存档备份，存于互联网档案馆） BY V. R. ESHLEMAN
- ^ Pettigrew, John D. (2003) "The Min Min light and the Fata Morgana: An optical account of a mysterious Australian phenomenon", Clinical and Experimental Optometry, V86#2 P. 109–120
- ^ McMurdo Fata Morgana. [2012-01-30]. （原始内容存档于2011-10-07）.
- ^ Fata Morgana by Henry Wadsworth Longfellow
- ^ 引用错误：没有为名为
Vanishing Tricks of a Goddess的参考文献提供内容
