Physikalische Grundlagen der visuellen Wahrnehmung unter Wasser
Wie wir es schon aus unserem Tauchgrundkurs wissen, erscheinen uns Gegenstände unter Wasser um 1/3 Größer und 1/4 Näher, wenn wir uns mit Hilfe einer Tauchermaske eine Luftschicht vor die Augen legen. Hierbei handelt es sich aber nur um eine „scheinbare“ Größenänderung. Ein Fisch mit 1m Länge bleibt immer 1m Lang, er erscheint uns lediglich auf Grund der unterschiedlichen Dichte von Licht und Wasser um ca. 1/3 Größer. Das erklärt auch wieso ein vom Fischer als 1,20m großer angepriesener Fisch Tatsächlich nur 90cm misst wenn er aus dem Wasser geholt wird. Das Größenverhältnis hängt wiederum von der Wasserqualität bzw. der Temperatur, den Inhaltsstoffen (z.B. Kalkhaltig) und demnach der aktuellen Dichte des Wassers ab. Das erklärt auch die Tatsache dass einem manchmal Gegenstände unter Wasser Größer und Näher erscheinen als es sonst der Fall ist. Würden wir ohne Tauchermaske Tauchen, so würde Augenblicklich eine enorme Weitsichtigkeit eintreten auf Grund welcher wir keine Konturen mehr Wahrnehmen und uns orientieren könnten.
Die Position eines Gegenstandes ist unter Wasser ebenfalls „scheinbar“ eine andere als dies tatsächlich der Falls ist. Eine Möglichkeit dies nachvollziehen zu können erhält man, wenn man sich z.B. an den Rand eines Steges stellt, mit den Augen einen Stein am Boden fixiert und dann den Körper in Hocke bringt. Der Stein rückt mit dem veränderten Blickwinkel scheinbar näher an die Wasseroberfläche, obwohl dieser seine Position nicht verändert.
Dieser Effekt kann beim Tauchen manchmal kurz zu Verwirrung führen, weil einigeTauchanfänger unter Wasser aus Gewohnheit nicht den Kopf mitdrehen um auf die Seite zu blicken, sondern lediglich die Augen verdrehen, dadurch kann es dazu kommen das man kurz die Orientierung verliert und vorwiegend in größerer Tiefe oder bei mäßigen Lichtverhältnissen kann dies zu einer Schrecksekunde führen, da sich Orientierungspunkte kurz an einer anderen Stelle befinden und der Abstand vom Gehirn falsch eingeschätzt wird. Man erhält kurz den Eindruck man bewege sich weg vom Gegenstand. Ein Effekt den man auch beim Vollmaskentauchen erfahren kann. Wie oft haben wir schon geglaubt es hat sich neben uns ein Fisch bewegt und am Ende war es nur ein Gegenstand der auf Grund des Blickwinkels sich kurz zu bewegen schien.
Gegenstände unter Wasser erscheinen uns aber nicht nur Größer und Näher, sie können uns auch weiter entfernt und kleiner erscheinen als sie es tatsächlich sind. Hierbei handelt es sich um das Phänomen der visuellen Umkehr. Dieses ist kein physikalisches Gesetz, sondern ein Phänomen das durch Erfahrung ausgeglichen werden kann. Der Mensch ist es gewohnt Entfernungen auf Grund von Konturen (Schärfe des Bildes) und anhand der Größe der Gegenstände und Umgebung abzuschätzen. Im Straßenverkehr z.B. können wir auf Grund dessen das wir wissen wie groß in etwa eine Verkehrstafel ist ungefähr abschätzen wie weit diese entfernt ist.
Unter Wasser ist dies etwas schwieriger, da wir auf Grund der Diffusion und je nach Entfernung des Gegenstandes diesen nicht mehr Scharf sehen können. Das Gesehene wird Unscharf und weist fast keine Konturen mehr auf anhand welcher wir die Größe und Entfernung richtig abschätzen können. Man kennt dieses Phänomen auch im Straßenverkehr. Bei Auffahrunfällen im Nebel. Auf Grund der diffusen Umgebung können Konturen und Größen und demnach die Entfernung nicht richtig abgeschätzt werden. Hierbei kommt es häufig zu Auffahrunfällen, da der Bremsweg falsch eingeschätzt wird. Unter Wasser erscheinen uns Objekte manchmal weiter entfernt als sie es üblicher Weise sind. Aus der Abbildung ist zu erkennen dass ein Fisch im trüben Wasser kleiner wahrgenommen wird als er es tatsächlich ist. Auf Grund der fehlenden Konturen geht der Umriss des Fisches, vereinfacht ausgedrückt, im Hintergrund unter und wir sehen nur das Objekt innerhalb dieser diffusen Umrandung.
Wie wir wissen, erscheinen uns auf Grund der Lichtbrechung Gegenstände unter Wasser um ein Drittel Größer und ein Viertel Näher. Bei größeren Entfernungen erscheinen Gegenstände dagegen weiter entfernt. In Bezug auf die visuelle Umkehr sind wir jetzt am Umkehrpunkt angelangt. Der Umkehrpunkt ist derjenige Punkt an dem uns Objekte nicht mehr größer und näher erscheinen, sondern genau umgekehrt, nämlich weiter weg und kleiner. Die Entfernung des Umkehrpunktes zum Auge hängt von der Klarheit, bzw. der Trübheit des Wassers ab. Je Trüber das Wasser, desto näher rückt der Umkehrpunkt.
Sehr trübes Wasser: Abstand von Objekten in 0,9 bis 1,2 m Abstand wird überschätzt.
Mäßig trübes Wasser: Der Umkehrpunkt liegt zwischen 6,1 und 7,6 m Abstand.
Sehr klares Wasser: Die Entfernung von Gegenständen in 15,2 bis 22,9 m Abstand wird unterschätzt.
Je näher der Gegenstand, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit das er „zu Nahe“ Wahrgenommen wird und je trüber das Wasser, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit das der Abstand als zu groß wahrgenommen wird. Dieses Phänomen können wir in der Natur sehr häufig beobachten, z.B. indem einem manchmal Berge Näher und dann wieder weiter Entfernt erscheinen.
Interessierte Taucher können hier das Skript zum Thema „Sehen unter Wasser“ downloaden und sich in die physikalischen Hintergründe einlesen.