海市蜃楼

大氣的折射造成海市蜃楼

冷空氣的密度比暖空氣大，因此有較大的折射率。當光線由冷空氣進入有著明確邊界的暖空氣，光線會彎曲偏離溫度梯度的方向；當光線由暖空氣進入冷空氣，它們會偏向接近梯度的方向。如果接近地面的空氣比更上面的溫暖，光線會彎曲成朝上呈現凹線的軌跡。

一旦光線抵達觀測者的眼睛，視覺皮層將解釋成它是沿著「視線」筆直的前進，然而這條線只是它抵達人眼處弧線的切線方向。結果是天空上的下蜃景似乎是在地面上。觀測者可能會錯誤的解釋這些景象是水反射至空中的，對大腦而言，這是較為合理和常發生的。

在地面的空氣比上層微冷的狀況，光線會被偏折朝下，產生「上蜃景」。

「寧靜」狀態的地球大氣層垂直梯度大約是高度每升高100米，溫度變化-1℃ (數值是負的是因為溫度隨高度增加而降低)。發生蜃景的溫度梯度必須比這個大許多。依據M. Minnaert[2]，這個溫度梯度的量級至少是每米2℃，而要達到每米4℃或5℃才會出現明顯的蜃景。這些條件常出現在被強力加熱的地面，例如，當太陽一直照耀著砂或瀝青，通常就會生成下蜃景的景象。

在春天的莫哈維沙漠出現的下蜃景。

前述的模型解釋了下蜃景的成因，之所以稱為「下」是因為看見的影像是在實際物體下方的緣故。真實的物體是藍天或在這一方向的遠方物體，意思是說我們看見的物體實際上是在遠方地面被藍色補綴的。對在沙漠中筋疲力竭的旅行者，它看起來像是湖水；在柏油路的道路上，它看似滿溢的水或甚至是油。這被稱為「沙漠蜃景」或「高速路蜃景」。請注意，在陽光的曝曬下砂和柏油都會變得很熱，很容易就會比上方1米的空氣熱上10℃，而足以形成蜃景。

來自遠方特定距離物體的光線全都穿越幾乎相同的空氣層，並且全部都有相同的偏折量。因此來自物體頂端的光線將比那些來自底部的光線更低，所以這些蜃景經常是倒立的，天空增強了影像的錯覺，使得遠方物體的影象很像經過擾動的水或油坑表面作用的鏡像。

下蜃景的影象是不穩定的。熱空氣上升和冷空氣（因為密度較高）下降，因此空氣層會混合，引起上升的湍流，圖象會因此而被扭曲。它也可能會振動、垂直擴展（高聳）或橫向擴展（水平變寬）。如果有幾層不同的溫度層，可能會混合好幾個蜃景，導致雙（重疊） 的影像。在任何情況下，蜃景的高度通常不會超過半度（等同於月球或太陽的視直徑），並且與實物相距只有幾公里。

高速路蜃景

一個熱路面蜃景，在路面上的「假水」，是最常見的下蜃景例子。

路面上的“水”实际上是蓝天的镜像，犹如岸上的风景在湖面的倒影，是光线反射形成的。在无风、炎热天气，路面上方会形成一个大约20厘米高的稀薄的热空气层，与其上方的冷空气交界处形成了一个反射界面，可以反射倾斜入射的阳光。

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  高速公路上的海市蜃楼
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  海市蜃樓現象中，有一部份的樹像消失在地平線之上
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  太陽升起的瞬間，海平面出現劇烈的光線折射
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  太陽升起時，海平面出現海市蜃樓現象
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  猶他州大鹽湖的海市蜃楼
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  鳥山石燕的《今昔百鬼拾遺》插图
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  在山东省蓬莱市海面拍摄到的海市蜃楼
• 新疆库姆塔格沙漠的海市蜃楼

天體的海市蜃樓是在自然界發生的一些光學現象，光線被天體偏折而產生扭曲或多重影像。蜃景可能在這些天體上被觀測到，像是太陽、月球、行星、明亮的恆星和非常亮的彗星。最常被觀測到的是日出和日落 蜃景。

《史記‧封禪書》：「自威、宣、燕昭，使人入海求蓬萊、方丈、瀛洲。此三神山者，其傳在勃海中，去人不遠，患且至，則船風引而去。蓋嘗有至者，諸仙人及不死之藥在焉，其物禽獸盡白，而黃金白銀為宮闕。未至，望之如雲；及到，三神山反居水下；臨之，風輒引去，終莫能至。」

宋朝沈括在《夢溪筆談》中這樣寫道：「登州海中，時有雲氣，如宮室、臺觀、城堞、人物、車馬、冠蓋，歷歷可見，謂之『海市』。或曰『蛟蜃之氣所為』[7]，疑不然也。歐陽文忠曾出使河朔，過高唐縣，驛捨中夜有鬼神自空中過，車馬人畜之聲一一可辨，其說甚詳，此不具紀。問本處父老，：『二十年前嘗晝過縣，亦歷歷見人物。』土人亦謂之『海市』，與登州所見大略相類也。」

明朝陸容《菽園雜記》：「蜃氣樓台之說，出天官書，其來遠矣。或以蜃為大蛤，月令所謂雉入大海為蜃是也。或以為蛇所化。海中此物固多有之。然海濱之地，未嘗見有樓台之狀。惟登州海市，世傳道之，疑以為蜃氣所致。蘇長公海市詩序謂其嘗出於春夏，歲晚不復見，公禱於海神之廟，明日見焉。是又以為可禱，則非蜃氣矣。」

天启四年（1624）五月二十一日，袁可立在登州公署中看到了海市蜃楼：“睢阳袁可立为抚军，时饮楼上。忽艨艟数十扬帆来，各立介士，甲光耀目，朱旗蔽天，相顾错愕。急罢酒料理城守，而船将抵岸，忽然不见，乃知是海市。”。诗兴大发，在蓬莱阁上留下名篇《观海市诗》。

清劉獻廷《廣陽雜記》：「萊陽董樵云：登州海市，不止幻樓台殿閣之形，一日見戰艦百餘，旌仗森然，且有金鼓聲。頃之，脫入水。又云，崇禎三年，樵赴登州，知府肖魚小試，適門吏報海市。蓋其俗，遇海市必擊鼓報官也。肖率諸童子往觀，見北門外長山忽穴其中，如城門然。水自內出，頃之上沸，斷山為二。自辰至午始復故。又云，涉海者云，嘗從海中望岸上，亦有樓觀人物，如岸上所見者。」

康熙十一年（1672年）四月蒲松齡與唐夢賚、高珩、張紱、等8人東遊嶗山恰好見到海市。蒲松齡受到啟發，寫了《嶗山道士》和《香玉》。唐夢賚在《志壑堂文集‧雜記》中記載：“壬子夏，遊嶗山，見海市。時同行者八人。初宿修真觀，曆上清、下清庵，登八仙墩，水盡山窮，連天一碧。再宿青石澗，觀日出。回至番轅嶺，微雨初晴，東望海際，一城在白雲中，堞數十仞，炮臺敵樓，歷歷可數。俄見一人青衣出，路南行，後一人肩挑雨具從之，向西望，若凝眸。吾輩諸同人方驚疑，云去時未見此城，且遷海以後寧複存此島乎？詢之土人從同行者，乃曰：‘此海市也，是為滄洲島。’一食頃，而埤堄漸低，青山露髻文，移時城山盡出，恍如夢寐矣。”

维基词典中的词条「」。

• 蘇軾的《海市詩》：「東方雲海空复空，群仙出沒空明中，搖盪浮世生萬象，豈有貝闕藏珠宮？心知所見皆幻影，敢以耳目煩神工。歲寒水冷天地閉，為我起蟄鞭魚龍。」
• 南宋遺民人林景熙的《蜃說》，全文一百多字，是描寫海市蜃楼很好的一篇散文。
• 清代施閏章有《觀海市詩》
• 蒲松齡《山市》：奐山山市「高垣睥睨，連亙六七里，居然城郭矣」（《聊齋志異》卷十四）也是一篇海市蜃楼的記載。

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• 大氣折射
• 複雜蜃景
• 朦朧和相似的折射現象
• 天體的海市蜃樓
• 新地島效應
• 折射

1. 刘青，温昌斌，海峡两岸科技名词差异问题分析与试解，中国科技术语，（3）,2008, 65-69
2. M. Minnaert; The Nature of Light and Colour in the Open Air; 1948; ISBN 978-0-486-20196-2.
3. An Introduction to Mirages （页面存档备份，存于） by Andy Young
4. SDSU.edu （页面存档备份，存于）, "Atmospheric Optics Glossary" by Andy Young
5. Durst and Bull. . 1956: 237–242.
6. Andrew, Young. . [2012-01-28]. （原始内容存档于2011-03-09）.
7. 蜃，大蛤蜊。傳說蜃能吐氣而形成樓臺城市等景觀。

• All kind of mirages explained （页面存档备份，存于）
• China daily, rare mirage in Penglai （页面存档备份，存于）
• The superior mirage （页面存档备份，存于）
• The inferior mirage （页面存档备份，存于）
• The highway mirage
• All Atmospheric effects on light rays （页面存档备份，存于）