Trügerische Pfützen - Fata Morganas: Alles nur heisse Luft

Auch in der Schweiz können im Sommer Fata Morganas auftreten. Etwa auf Strassen, die durch die Sonne erhitzt wurden. Das steckt hinter dem Phänomen.

Vermutlich kennen Sie das: Sie sind auf einer asphaltierten Strasse unterwegs. Plötzlich sehen Sie in der Ferne Pfützen auf dem ansonsten trockenen Boden. Doch wenn Sie näherkommen, verschwinden die vermeintlichen Wasserflächen.

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  Ein typisches Beispiel einer Fata Morgana, wie sie auch in der Schweiz vorkommt: Es scheint, als würde Wasser auf dem Asphalt liegen. Kommt man näher, verschwinden die Pfützen.

  IMAGO/Bernd März

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  Nicht nur auf Asphalt, sondern auch über dem heissen Wüstensand entstehen typischerweise Fata Morganas. Treten die Luftspiegelungen in Bodennähe auf, nennt man das untere Fata Morgana.

  IMAGO/imagebroker

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  Ist die Luft unten kälter als oben, wie etwa auf dem Meer, kann im Himmel eine obere Fata Morgana auftauchen. Das führt zu Bildern wie diesem: Die Schiffe erscheinen kopfüber im Himmel.

  Juris Seņņikovs

Bei solchen Fata Morganas handelt es sich nicht etwa um eine optische Täuschung, sondern um einen physikalischen Vorgang.

Fata Morganas sind Luftspiegelungen

Die Illusionen können dort entstehen, wo eine heisse Luftschicht auf eine kältere trifft. Etwa wenn sich die Luft direkt über dem heissen Asphalt erhitzt.

Die Physik dahinter: Heisse Luft hat andere optische Eigenschaften als die kältere Luft darüber. Beim Übergang zwischen zwei unterschiedlich temperierten Luftschichten kann eine Art Spiegel entstehen, der Licht reflektiert.

So wird aus Luft ein Spiegel

Das Licht, welches die Palme reflektiert, fällt nicht nur direkt in unsere Augen. Es strahlt auch in Richtung der heissen Luft am Boden (rot). Beim Übergang zwischen der warmen und der heissen Luft entsteht ein Luftspiegel – das Licht wird komplett reflektiert. Diese sogenannte Totalreflexion nehmen wir als Fata Morgana wahr.

Joachim Herz Stiftung

Wenn wir mit unseren Augen etwas wahrnehmen, dann ist das immer Licht, welches von einem Objekt reflektiert wird.

Doch bevor dieses Licht auf unser Auge treffen kann, muss es manchmal verschiedene Medien durchqueren: etwa Wasser, Glas oder eben wärmere und kältere Luftschichten.

Jedes Medium hat eigene optische Eigenschaften. So ist kalte Luft optisch dichter als warme Luft, man sagt auch: Sie hat einen höheren Brechungsindex. Der höhere Brechungsindex bedeutet, dass es das Licht schwerer hat, sich in der kalten Luft fortzubewegen.

Muss das Licht mehrere Medien durchqueren, wird es am Übergang teilweise reflektiert. Trifft das Licht in einem flachen Winkel auf ein optisch dünneres Medium, kann es sogar komplett ins Ausgangsmedium zurückreflektiert werden. Passiert dies am Übergang von kälterer zu wärmerer Luft, kann ein Luftspiegel entstehen: Das totalreflektierte Licht eines tatsächlich existierenden Objekts erscheint uns als Fata Morgana.

Bei den unechten Pfützen auf dem Boden, sehen wir also eigentlich eine Spiegelung des Himmels, der Umgebung und der vorbeifahrenden Autos auf dem Boden. Alles nur heisse Luft, die aber immer wieder fasziniert.