Что такое «броккенский призрак» и как он возникает?

Во время пребывания в горах можно стать свидетелем необычного оптического явления — кажущейся гигантской тени от человека или предметов, которую можно наблюдать на тумане или облаках. Такой атмосферный феномен известен как Брокенский призрак.

Брокенский призрак (от немецкого – «Brockengespenst») представляет собой визуальный эффект, при котором тень наблюдателя или другого объекта отображается на полупрозрачной среде, рассеивающей свет, например, на облаке или густом тумане. Название связано с горой Брокен, расположенной в Гарце (Германия), где частые туманы и относительно невысокие вершины делают возможным наблюдение этого феномена в разные сезоны года. Впервые явление было зафиксировано в 1780 году натуралистом Иоганном Зильбершлагом и с тех пор неоднократно упоминалось в литературе.

Эффект возникает, когда человек стоит спиной к источнику света (чаще всего Солнцу), находящемуся примерно на уровне его головы, а перед ним — облако или туман. В этом случае тень проецируется на туманную завесу, создавая иллюзию её гигантских размеров. Здесь также вступают в силу законы геометрической оптики.

Обычно источник света находится достаточно высоко, и тень падает вниз на земную поверхность, начинаясь от уровня ног. Однако, если свет исходит от источника, расположенного низко над горизонтом, например, на рассвете или закате, тень может появиться на уровне головы и казаться особенно необычной.

Когда тень падает на плотную, непрозрачную поверхность, человеческий мозг легко оценивает её размеры с помощью стереозрения. Но если тень ложится на прозрачную среду (например, туман), то она теряет чёткие очертания, становится объёмной и трудно воспринимаемой. Наш мозг не может точно определить расстояние до капель тумана, в результате чего тень кажется огромной и искажённой — с вытянутыми руками или ногами. Чем дальше находится поверхность, на которую падает тень, тем более преувеличенной она выглядит из-за эффекта перспективы.

Если источник света и облако неподвижны, тень будет повторять движения наблюдателя. Однако, когда тень ложится на движущийся туман, она может слегка «дрожать», создавая впечатление, будто в тумане движется кто-то другой, что усиливает ощущение таинственности.

Часто вокруг тени можно заметить радужные кольца, расходящиеся от головы силуэта. Это явление называется глорией и возникает из-за дифракции света на водяных каплях, содержащихся в тумане.

Такую тень могут отбрасывать не только люди, но и животные, деревья, здания и даже горы. Брокенский призрак нередко можно увидеть из окна самолёта: если он летит между Солнцем и облаками, можно заметить его тень, окружённую глорией, на облачной поверхности. Аналогичный эффект можно наблюдать в тумане ночью, если встать перед включёнными фарами автомобиля — вырисуется объёмная и крупная тень человека.