平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方,偶尔会在空中或“地下”出现高大楼台、城廓、树木等幻景,称海市蜃楼。我国山东蓬莱海面上常出现这种幻景,古人归因于蛟龙之属的蜃,吐气而成楼台城廓,因而得名。海市蜃楼是光线在铅直方向密度不同的气层中,经过折射造成的结果。常分为上现、下现和侧现海市蜃楼。
近地面层是强逆温时空气密度随高度强烈减小,远方地平线处的楼宇等的光线经折射进入观测者眼帘,便出现上现蜃景。
"海市蜃楼"是一种不常见的自然现象,大多出现在沿海一带或沙漠中。是由于光折射而形成的。有时人在沙漠中行走又累又渴,忽然看见在不远处有一片绿洲,非常高兴,可是走近一看,什么也没有。这就是“海市蜃楼”。
海市蜃楼是因远处景物反射出的光线进入空气时,由于空气上下层的温度不同,密度不同,折射率也不同,我们可以把海面的空气看作是由折射率不同的许多空气组成的,海面温度较低,空气密度较大,折射率也较大;上层气温较高,空气密度较小,折射率也较小。入射角i小于折射角r。当i大于临界角时便会出现全反射而折下来。
专家们对“海市蜃楼”的看法是这样的:在高度不同的各层空气密度差别较大的时候,光线通过一层又一层的空气,由于折射,就会把某一个地方的景色显示在另一个地方的空中或地面,形成“海市蜃楼”。