신기루 현상은 어떤 원리로 발생하나요?

Question

사막에서는 간혹 신기루 현상이 일어난다고 하는데,

신기루 현상의 정확한 정의는 무엇입니까?

그리고 사막이 아닌, 일반 도시에서도 발생할 수가 있나요?

Answer 1

신기루란 대기 중에서 온도 차이가 나는 공기에 의해 빛이 굴절되어 나타나는 현상으로,

물체가 실제의 위치가 아닌 다른 위치에 있는 것처럼 보이는 것을 말합니다.

한여름의 낮에 차를 타고 도로를 달리다 보면 도로에 물이 고여 있는 것처럼 보일 때가 있습니다.

하지만 실제로 도로를 자세히 관찰하여 보면 물은 고여 있지 않습니다.

이러한 이유는 바로 빛의 굴절 때문입니다. 도로 표면의 공기는 강렬한 햇빛으로 인하여 뜨겁게 가열되고, 도로 위쪽의 공기는 도로 표면보다 차갑게 됩니다.

하늘에서 아래쪽으로 반사된 빛은 보통 차가운 공기를 지나 도로 쪽으로 똑바로 나아갑니다.

이 때 빛은 도로 가까이를 지나면서 뜨거운 공기로 인하여 위쪽으로 굴절되고, 관측자의 눈에는 마치 뜨거운 도로 쪽에서 빛이 나온 것처럼 보이게 됩니다.

하늘에서 아래쪽으로 반사된 빛 중의 일부는 굴절하지 않고 똑바로 관측자의 눈에 들어오기 때문에 실제 하늘의 모습도 볼 수 있습니다.

따라서 하늘의 모습 가운데 하나는 실제 하늘의 모습이고, 다른 하나는 거꾸로 보이는 하늘의 신기루 모습입니다. 하늘이 신기루의 대상이 되어 도로에 물이 고여 있는 것처럼 보이게 된 것입니다.

Answer 2

신기루는 공기의 밀도 차에 의해 나타나는 현상입니다.

뜨거운 공기는 차가운 공기에 비해 상대적으로 밀도가 낮습니다.

밀도가 차이가 생기면 빛이 굴절하게 되고,

지면에 있는 공기로 빛이 들어올수록 위쪽에서 더 휘게 됩니다.

이때 반대편 물체가 지면에 있는 것처럼 보이게 되는 현상이 신기루 입니다.

따라서 사막에서 오아시스를 신기루로 보곤 하는데,

이것은 실제로 오아시스가 근처에 있다는 의미이기도 합니다.

이러한 조건이 만족한다면 도시에서도 발생 가능합니다.

Answer 3

안녕하세요. 이준엽 박사입니다.

신기루는 온도나 밀도가 다른 공기층을 통과할 때 빛이 굴절되거나 구부러질 때 발생하는 광학 현상입니다. 이것은 실제로 존재하지 않는 위치에 물웅덩이와 같은 물체의 모양을 만들 수 있습니다.

열등 신기루, 우월 신기루, 파타 모르가나 신기루 등 여러 유형의 신기루가 있습니다. 열등한 신기루는 빛이 뜨거운 노면과 같이 그 아래의 공기보다 따뜻한 공기층을 통과할 때 굴절될 때 발생합니다. 이렇게 하면 노면에 물웅덩이의 모양이 만들어질 수 있으며 실제로는 도로에 반사된 하늘 이미지입니다.

우수한 신기루는 빛이 찬물이나 얼음 층과 같이 그 아래의 공기보다 더 차가운 공기층을 통과할 때 굴절될 때 발생합니다. 이렇게 하면 실제보다 멀리 있는 배나 섬과 같은 물체의 모양을 만들 수 있습니다.

Fata Morgana 신기루는 왜곡되고 늘어난 이미지의 확장된 시리즈로 나타날 수 있는 뛰어난 신기루 유형입니다. 이러한 신기루는 종종 지중해와 같은 큰 수역에서 볼 수 있습니다. 신기루는 사막, 도시 및 다양한 온도나 공기 밀도가 있는 기타 지역을 포함하여 다양한 환경에서 발생할 수 있습니다. 그러나 공기가 매우 뜨겁고 건조하거나 공기와 지면 사이의 온도 구배가 큰 경우와 같은 특정 조건에서는 더 일반적입니다.