В жаркий день дорога вдали выглядит так, будто над ней колышется прозрачная плёнка или лежит лужа. Это не пар и не дым. Причина в том, что асфальт быстро нагревается под солнцем и передаёт тепло воздуху прямо над собой. У самой поверхности возникает тонкий слой очень тёплого воздуха, над ним — слои чуть прохладнее. Граница между ними не видна глазом, но свет через неё проходит уже иначе.
Что происходит
Тёплый воздух менее плотный, чем холодный. Из-за разницы плотности нижние слои постоянно смешиваются: нагретый воздух поднимается вверх, более прохладный опускается ниже. Возникает мелкое и непрерывное движение, похожее на слабое кипение, только без жидкости. Глаз воспринимает это движение не напрямую, а через искажение изображения. Контуры машин, дорожной разметки и предметов на горизонте начинают дрожать, расплываться и слегка смещаться.
Свет в такой зоне идёт не по совсем прямой линии. Он отклоняется, когда проходит через слои воздуха разной температуры. У тёплого и более холодного воздуха разный показатель преломления — свойство среды менять ход луча. Когда этих слоёв много и они непрерывно перемешиваются, лучи отклоняются по-разному каждую долю секунды. Из-за этого картинка мерцает.
Почему асфальт
Асфальт тёмный и хорошо поглощает солнечную энергию. Его поверхность нагревается сильнее, чем светлая почва, трава или бетон в тени. Самый резкий эффект виден в безветренную погоду, когда солнечный свет долго бьёт в открытую дорогу, а тепло скапливается прямо у земли. Чем выше температура покрытия и чем дальше объект, на который смотрит человек, тем заметнее дрожание воздухаха.
Над водой или влажной почвой картина иная. Часть энергии уходит на испарение, поэтому поверхность нередко прогревается мягче. Над асфальтом такого охлаждения почти нет, и узкий приповерхностный слой разогревается быстро. Именно этот слой чаще всего даёт сильное оптическое искажение.
Мираж у дороги
Иногда на трассе впереди видна будто бы лужа. При приближении она исчезает. Это нижний мираж — оптический эффект, при котором небо частично отражается в перегретом слое воздуха у поверхности. Глаз воспринимает этот отражённый свет как блеск воды. По той же причине дальние участки дороги кажутся влажными, хотя покрытие сухое.
Дрожание воздуха и мираж связаны с одним источником: сильным перепадом температуры у земли. Разница лишь в выраженности эффекта. При слабом перепаде заметно мерцание и расплывание контуров. При более резком глаз уже видит ложное отражение.
Когда эффект сильнее
Самая заметная «дрожь» появляется днём в жару, над широкими тёмными покрытиями, на открытых местах без тени. Слабый ветер не убирает эффект полностью, а делает картинку ещё более нервной, потому что перемешивание слоёв идёт быстрее. После захода солнца асфальт остывает, разница температур уменьшается, и воздух у земли выглядит спокойнее.
С точки зрения наблюдателя это простой признак перегретой поверхности. С точки зрения съёмки и визуального контроля — помеха: дальние объекты теряют резкость, номерные знаки и мелкие детали плывут, а оценка расстояния по картинке становится менее точной. Поэтому над горячими дорогами изображение в бинокль, телеобъектив или камеру нередко выглядит хуже, чем ожидалосьудалось даже при ясной погоде.
Если сказать коротко, нижние слои воздуха над горячим асфальтом дрожат не сами по себе. Дрожит изображение, которое проходит через неоднородный, постоянно движущийся и по-разному нагретый воздух у поверхности земли.