matsui's new method of mirage calculation

蜃気楼計算の新しい方法(a New Method of Mirage Calculation)

第１版：2014.04.22.　最新版：2024.04.02. 琵琶湖地域環境教育研究会　松井　一幸

ホイヘンスの原理による光の経路計算法に基づき、上位・下位蜃気楼を統一的に説明することを試みました。
地球の丸さを考慮し、大気の気温分布については極く小数のパラメータで記述できる方法を採用しました。
この新しい計算方法では、光の経路計算(Ray Tracing)が非常に簡単にできることが分かりました。
さらに、新しく考案した蜃気楼曲線(Mirage Curve)の概念を用いると、複雑な蜃気楼を簡単にしかも定量的に理解できることが明らかになりました。
得られた蜃気楼曲線(Mirage Curve)を指南書にすると、実景画像から上位・下位蜃気楼シミュレーションが容易にできることも判明しました。
また、シミュレーション結果は、実際に琵琶湖で観測する下位や上位の蜃気楼変化によく一致することが分かりました。
背景の実景画像を各地の画像に替えると、それぞれの地域で観測されている蜃気楼をシミュレーションできると思います。

この成果は、２０１４年５月１８日(日)に魚津で行われた日本蜃気楼協議会の研究発表会で発表しました。
研究発表の前に２月にWeb上で公開しましたが、それから既に３年近く過ぎました。
２０１７年２月には、インターネット上で会話的にシミュレーションできる「i Web Mirage Simulator」としてJavaScript版でVersion Upしました。
背景画像も琵琶湖大橋から、沖島民家、大同川樋門、ラフォーレ琵琶湖へと増やしています。
また、２０１７年１０月には、Young,Frappa氏のジュネーヴ湖蜃気楼の論文中の図11のシミュレーションに挑戦し一定の成果を得ています。
説明はまだまだ不十分で分かりにくいと思いますが、ご意見・ご質問お待ちします。
皆様にお使いいただき、ご指導を賜ることができれば幸いです。

なお、ここでの方法はスネルの法則を用いた幾何光学的手法によるW.H.Lehn氏の方法による結果と矛盾しないことも明らかにしています。

１．研究発表＆講義

１）発表：日本蜃気楼協議会研究発表会（蜃気楼交流会）講演要旨他
　　研究発表会予稿集：
　2004年(第1回)[琵琶湖北湖における上位蜃気楼]
　2014年(第11回)①[琵琶湖北湖の蜃気楼・・・琵琶湖大橋の形を中心として・・・]
　2014年(第11回)②[ホイヘンスの原理に基づく新しい蜃気楼理論]
　2015年(第12回)[上位蜃気楼変化から見る境界層の動的振る舞いの理論的考察]
　2016年(第13回)[明神崎(琵琶湖北湖)から見た2016年4月16日の上位蜃気楼を考察する]
　2017年(第14回)[自作 iWeb Mirage Simulator によるレマン湖蜃気楼の解析]
　2018年(第15回)[猪苗代湖の上位蜃気楼シミュレーション]
２）講義：滋賀県レイカディア大学草津校(びわこ環境学科：社会人対象)：2016年6月8日(水)&2017年8月9日(水)

２．新しい蜃気楼の理論と応用

３．蜃気楼観測編

☆琵琶湖北湖の蜃気楼情報(ビワコダス筆者HP)

４．参考文献

1)Andrew T. Young:An Introduction to Mirages
2)Andrew T. Young:A Guide to Lake Biwa Mirage Websites
3)Jack A. Stone and Jay H. Zimmerman:Index of Refraction of Air

ご意見、ご質問は E-mail: matsui_1sthap(atmark)nike.eonet.ne.jp へお願いします
（スパムメール対処のためお手数ですが(atmark)を@に直して下さい）

※　お願い：ここに掲載した手法及び画像等を許可なく無断使用・転載等しないで下さい。

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