1957年3月19 日,在我国广东省惠东县附近的海面上,突然出现了一幅极为壮丽奇特的景象: 只见远处的海面上空映出一片从未见过的城市的图景,有街道、房屋、工厂、船只、树林、高塔,还有来来往往的行人,好一派世外仙境景象!

这种奇特的空中幻景,就是气象上所说的“海市蜃楼”．它是在特殊条件下形成的一种大气光学现象。

我们知道,当光线以一定的角度从一种介质入射到另一种介质时,由于折射率不同,光线就会发生偏折．介质的折射率与密度有关,例如空气密度越大,其折射率也越大。

在温暖的季节,当海水温度比较低,特别是有冷流流经海面时,接近海面的低层空气的温度要比上层空气温度低,因此,下层空气的密度就比上层空气的密度明显要高．由于空气的密度随高度逐渐变化,前方物体的光线,先穿越密度较低的大气,连续偏折进上面较稀的空气层,当达到一定高度后又发生全反射,然后再弯曲向下,光线在空气中形成一个大弧形．人的眼睛感觉不到光线的弯曲,总是觉得光线是沿直线传播过来的,因此,人感觉到的物体位置要比实际位置高很多．这种情况下的蜃景叫上现蜃景。

与海面上相反,在炎炎夏日的沙漠中,由于太阳的烤晒,黄沙的温度要比上层空气的高得多,因此下层的空气密度比上层的空气密度小,光线的偏折方向正好跟海面上的相反,这样,在沙漠中看到的“海市蜃楼”就会是下现蜃楼。