Huvudinnehåll

Utforska ett ämne i kunskapsbanken

Meteorologi

Faktapaket: Optiska fenomen

Hägringar

En hägring uppstår vid en onormal fördelning av temperaturen med höjden i den lägre delen av atmosfären. Därmed följer också en onormal vertikal täthetsfördelning hos luften, vilket är grundorsaken till det brytnings- eller refraktionsfenomen som hägringen utgör.

undre luftspegling i LIbyen

Undre luftspegling i Libyen. Det som ser ut som vatten är ett varmt luftskikt som böjer ljuset. Himlen speglar sig på samma sätt som vi ibland ser "vatten" på en varm asfaltväg.

En ljusstråle som under sned vinkel passerar luftskikt av olika täthet kommer att brytas från normalen när den går från det tätare skiktet mot det tunnare. Vid den motsatta strålningsriktningen gäller naturligtvis det omvända, det vill säga att ljusstrålen bryts mot normalen vid övergång till det tätare skiktet.

Bortser man från vad som kan förekomma i den lägsta delen av atmosfären avtar luftens täthet med höjden. Detta ger upphov till en helt normal ljusbrytning, som dock inte är av sådan spektakulär natur som en hägring. 

Man kan vid solens upp- och nedgång se hela solskivan när den i själva verket befinner sig under den fria horisonten. Strålgången är nämligen svagt krökt, vilket gör att de ljusstrålar som annars skulle passera över observatören når hens öga. Refraktionen uppgår i detta fall till en halv grad, vilket motsvarar solskivans vinkeldiameter.

Temperaturen avtar normalt med ca 0,65°C per 100 m i höjdled. Om förhållandena i marknära skikt är sådana att temperaturen avtar avsevärt mer än så eller om den istället tilltar med höjden, är ett nödvändigt men inte tillräckligt villkor för uppkomsten av en hägring uppfyllt.

Ett andra villkor är att temperaturskiktningen skall vara likartad över en längre sträcka. Sådana homogena förhållanden kan förekomma i ökentrakter, över havsytor eller över vidsträckta, plana snöytor.

Undre luftspegling över asfalt

Det onormalt kraftiga temperaturavtagandet ger upphov till en så kallad undre luftspegling. En sådan hägring, om än i obetydlig skala, kan iakttas över en soluppvärmd asfaltyta, där lufttemperaturen avtar starkt i de lägsta centimetrarna.

Varm och följaktligen mindre tät luft kommer då att befinna sig under den kallare och tätare. Detta resulterar i att en ljusstråle som utgår från ytan direkt mot observatörens öga inte når detta på grund av att den böjer av uppåt mot det kallare mediet.

Från en punkt på något hundratal meters avstånd kanske ingen ljusstråle från ytan når ögat. Det kan ibland ge ett intryck av att ytan är täckt med vatten, beroende på att det är himlen man ser spegla sig i det uppvärmda luftskiktet.

Ett avlägset föremål förefaller alltså att befinna sig lägre än det gör i verkligheten på grund av att ljusstrålen böjer av uppåt. Under den direkta men nedsänkta bilden kan iakttagaren ibland se en spegelbild, dvs. en upp- och nedvänd bild av föremålet. I detta fall är ljusstrålen från toppen så mycket kraftigare krökt än den från basen att den förefaller att komma från en lägre punkt.

Övre luftspegling över snö

Den vanligaste orsaken till hägring i våra trakter är markinversioner, vilket innebär att temperaturen tilltar med höjden. Man talar här om övre luftspegling, dvs. föremål förefaller befinna sig högre upp över horisonten än vad de i själva verket gör.

De starkaste inversionerna bildas genom att ytan, speciellt om den är snötäckt, avkyls genom utstrålning mot en molnfri himmel. Inströmmande luft som avkyls mot ett kallare underlag, tex. en sjöyta, kan också ge förutsättningar för att avlägsna föremål skall hägra. Är inversionen tillräckligt utpräglad kan även här en spegelbild uppkomma.

Över luftspegling i Ytterberg, Härjedalen

Den 14 december 2018 dokumenterade våra observatörer i Ytterberg i Härjedalen en övre luftspegling som visade sig i överdelen av bergstopparna. Vid tillfället var temperaturen omkring 25 minusgrader i området.

Bilden visar ett foto av hägringar över Åreskutan.

Hägringar över Åreskutan den 11 mars 2024. Vid tillfället rådde en kraftig temperaturinversion med 5-10 minusgrader i dalnivå och nära noll grader på cirka 1500 meters höjd.

I extrema fall kan, enligt mätningar på den antarktiska shelfisen, en inversion bli så kraftig att det är ända upp till 30 grader varmare på hundra meters höjd. Täthetsavtagandet med höjden är då så kraftigt att föremål på endast några hundra meters avstånd hägrar. Det kan yttra sig i att ljusstrålarna från föremålet eller från snöytan är så krökta att de över huvud taget inte når fram till observatören, som istället tycker sig se en vit vägg.

En beskrivning av sådana spektakulära hägringsfenomen har getts av Gösta Liljequist i hans analys av de meteorologiska observationerna från den Norsk-Brittisk-Svenska expeditionen till Antarktis 1949-52.

Fyrkantig måne

I kustområden kan man ibland få kraftiga temperaturvariationer med höjden i samband med kylig luft närmast vattenytan och skikt med varmare luft högre upp. Detta kan bland annat gestalta sig i form av kraftig optisk deformation av månen vid uppgång och nedgång.

Till exempel iakttogs detta från östra Öland vid månens uppgång den 11 augusti 2022. Vid tillfället var det nära fullmåne och månen dessutom förhållandevis nära jorden, en så kallad "supermåne". Förutom den kraftiga deformationen till ett nästan fyrkantigt utseende var månljuset kraftigt rödfärgat närmast horisonten.

Bilden visar ett foto av en kraftigt deformerad månskiva den 11 augusti 2022.

En nästan fyrkantig månskiva vid månens uppgång den 11 augusti 2022. Bilden är tagen på östra Öland.

Bilden visar ett foto av en kraftigt deformerad månskiva den 11 augusti 2022.

När månen hunnit något högre ändrar månskivan form men är fortfarande kraftigt deformerad. Bilden är tagen på östra Öland den 11 augusti 2022.

Liknande optiska fenomen kan iakttas vid soluppgång och solnedgång över hav, men då får man tänka på att skydda ögonen om solljuset är kraftigt. 

Fata Morgana

Fata Morgana är ett uttryck som ibland används om spektakulära luftspeglingar som snabbt växlar form och utsträckning. Till exempel brukar det användas om hägringar som iakttas vid Messinasundet mellan Sicilien och det italienska fastlandet.

Mer i detta faktapaket

  • Meteorologi

    Optiska fenomen

    Ett optiskt fenomen är ett samlingsbegrepp för många typer av ljusshower som kan uppträda i atmosfären. Ljuset från solen påverkas av atmosfärens s...

  • Optiska fenomen

    Dimbåge

    Dimbågen är delvis samma fenomen som regnbågen. Regnbågen uppstår i regndroppar (ofta med diameter 2-3 mm i skurar sommartid). Dimbågen uppstår där...

  • Optiska fenomen

    Gloria

    Gloria är ett optiskt fenomen som kan observeras när man befinner sig över ett molntäcke och tittar i riktning mot sin skugga. Det bildas i vattend...

  • Optiska fenomen

    Helgonsken

    När solen står lågt kan man ibland se en ljuskrans kring sin skugga när den faller på en gräsyta med dagg. Detta optiska fenomen brukar kallas helg...

  • Optiska fenomen

    Irisering

    Moln är ofta vita och grå, men ibland bjuder de på färgsprakande fenomen. Ett av dessa är irisering. Fenomenet uppkommer då alla molndroppar är i s...

  • Optiska fenomen

    Jordskuggan

    Vid en månförmörkelse hamnar månen i jordens skugga. Men jordens skugga är även synlig vid andra tillfällen.

  • Optiska fenomen

    Kransar kring månen och solen

    Kransar kring månen är ett optiskt fenomen som är ganska vanligt när tunna moln delvis döljer fullmånen.

  • Optiska fenomen

    Molnskuggor - en optisk illusion

    Ibland luras vi av vår intuition och ser saker som inte verkar gå ihop den erfarenhet vi har. I detta fall förefaller molnens skuggor att ligga bor...

Relaterade faktapaket

Moln

En blek sol strålar genom morgondimma.

Strålning

Cirkumhorisontbågen syns som regnbågens färger i molnslöjor på blå himmel.

Halofenomen

Väderprognoser