海市蜃楼的形成原因
海市蜃楼的形成原因是大气折射导致的视觉错觉。
1、光的折射
海市蜃楼首先是由于光在空气中的折射产生的。当光线从一种介质(例如空气)进入另一种介质(例如地面或水)时,会产生折射现象,即光线会发生弯曲。
在海面上,由于空气的温湿度变化,会使上层的空气密度比下层的空气密度小,因此光线在通过时会上行,这就导致了我们看到的地平线以下的景象被扭曲和变形,形成了海市蜃楼。
2、光的反射
当光在两种介质的交界处(例如水面)反射时,也会发生海市蜃楼的现象。当光线照射到水面上时,一部分光线会被水面反射回空气,而另一部分光线则会穿透水面进入水中。
由于水的密度比空气大,所以光线的传播速度在水中会比在空气中慢。这就导致了在水中看到的景物会比在空气中看到的景物更低一些,从而形成了海市蜃楼。
3、光的散射
在某些情况下,海市蜃楼还可能是由于光的散射作用形成的。当光线在空气中遇到颗粒较大的悬浮物(例如尘埃、烟雾等)时,会发生散射现象,即光线会被散开并朝向各个方向传播。
在这种情况下,散射的光线可能会向上传播并进入人的眼睛,使人看到上空的景象被扭曲和变形,形成了海市蜃楼。
蜃景类别
1、上蜃景
上蜃景常出现在海面上,是一种快速变化的蜃景,为正立虚像。虽然其他区域也可以看见,但极地比较常见,尤其是温度较低的冰层区。极地出现上蜃景是由于温度较低,沙漠、海洋和湖泊则是由于天气炎热。
2、下蜃景
下蜃景的虚像在物体的下方,一般发生在沙漠。特定距离物体的光线全都穿过相同的空气层,而且偏折量也要相同,由于物体顶端的光线比底部的光线更低,所谓虚像多为倒立。因为空气热时上升,冷时下降,温度不同的空气在一起聚集会引起上升湍流,虚像会被扭曲。
3、侧蜃景
侧蜃景类一般发生在岩壁附近,当垂直的表面经过太阳晒过温度升高,是空气形成水平气温梯度,光线经过大气折射在高温表面形成对称虚像,侧蜃景对环境因素要求较高,比较少见,侧蜃景的形成原因类似于下蜃景。