Les plus courants sont aperçus sur les routes où nous avons souvent l'impression de voir au loin une grande flaque d'eau qui lorsque l'on s'approche, disparaît.
Ce sont des phénomènes liés à la lumière et à la température de l'air. Nous y sommes généralement confrontés quand l'indice de réfraction de la lumière varie et ceci en fonction des variations de température.
Nous distinguons alors deux types de mirages. Celui dit chaud ou inférieur et l'autre, dit froid ou supérieur.En fait, lorsque la température du sol et celle de l'atmosphère sont différentes, une couche d'air voit le jour au voisinage du sol dans laquelle l'indice de réfraction varie rapidement. Cette variation a pour effet de courber les rayons lumineux, ce qui déforme alors l'image de l'objet situé généralement au ras du sol.
La courbure des rayons est donc orientée vers le haut lorsque le sol est chaud (route en été / étendues désertiques). Les objets se doublent alors d'une image renversée nous inspirant un reflet sur un plan d'eau (effet dû au ciel), c'est un mirage chaud ou supérieur.
Le cerveau humain ne percevant la lumière qu’en ligne droite, l’œil qui reçoit les rayons lumineux courbés associe l’origine de ces rayons à un prolongement rectiligne, donnant l’illusion d’une image inversée. On considère qu’une variation de température d’environ 3°C/m est capable de produire un mirage inférieur.Quand la lumière arrive dans une couche d'air plus chaude, elle change de direction à chaque couche. Pour l'observateur, l'image semble provenir du sol.
En revanche, dans les régions polaires où le sol est donc très froid, les rayons lumineux sont cette fois courbés vers le bas. Ainsi, un objet situé au sol semblera flotter en l'air et pourra éventuellement être visible au-delà de la ligne d'horizon. Le mirage supérieur est un phénomène se produisant lorsque les couches d’air près du sol sont plus froides que les couches d’air situées au-dessus. Ces dernières sont réchauffées par le vent, tandis que les couches inférieures restent froides (généralement à cause de la neige ou de l’eau glaciale).
La température étant plus basse au niveau du sol, l’air y est moins dense : l’indice de réfraction est donc plus élevé. Ainsi, les rayons lumineux se courbent vers le bas, ce qui justifie le fait que vous observez l’image de l’objet au-dessus de sa position réelle.
