Unter welchen Bedingungen entsteht eine Fata Morgana?

Man ist in der Wüste unterwegs und hat Durst. In der Ferne zwischen den Dünen sieht man endlich erfrischendes Wasser in der Sonne glitzern, die Vorfreude ist groß, aber beim Näherkommen entpuppt sich die Wasseroberfläche als heißer Wüstensand. So ein Phänomen ist eine klassische Fata Morgana, eine täuschende Luftspiegelung.

Aber wie entsteht eigentlich eine solche Luftspiegelung? Das Licht unterschiedlich temperierter Luftschichten wird abgelenkt und dadurch entsteht eine Täuschung in der visuellen Wahrnehmung des menschlichen Auges. Diese optische Täuschung ist ein physikalisches Phänomen, das man nicht nur in der Wüste, sondern auch auf der Straße beobachten kann. Obwohl es nicht geregnet hat, scheint es beispielsweise so, als ob die Straße mit Pfützen übersät wäre. Beim Heranfahren bemerkt man jedoch, das dem nicht der Fall ist und die Straße staubtrocken ist. Im Beispiel mit der Wüste wie auch im Beispiel mit der Straße liegt das daran, dass die optische Dichte von heißer Luft kleiner ist als die optische Dichte kalter Luftmassen. Damit eine Fata Morgana möglich ist, darf außerdem kein Wind wehen. Die Grenze zwischen der kalten und heißen beziehungsweise warmen Luft muss klar sein, um eine Spiegelung zu ermöglichen. Nur dann herrschen optimale Bedingungen für eine Fata Morgana. Außerdem muss der Winkel stimmen, in dem die warme Luft auf die kalte Luft trifft. Nur bei einem flachen Winkel kann es zu einer optischen Täuschung kommen. Bei einer Straße etwa erwärmt sich der dunkle Teer, die darüberliegende Luftschicht wird erhitzt, oberhalb dieser erwärmten Luftschicht liegen jedoch noch weitere kalte Luftschichten. Das Aufeinandertreffen der Luftmassen im richtigen Winkel ermöglicht eine Spiegelung des Himmels auf der Straße. Die entstandene Spiegelung ist dunkler als der Asphalt und suggeriert somit Wasserpfützen.

Fata Morganas sind auf Sand, Asphalt und oberhalb vieler weiterer Oberflächen möglich, so erzählen auch Seefahrer immer wieder von derartigen Phänomenen. Diese können nicht nur den Himmel spiegeln, sondern je nach Neigungswinkel der aufeinandertreffenden Luftschichten auch scheinbar Objekte vergrößern oder mehrfach spiegeln.