电影和动画片里有个老套的桥段：角色们在沙漠里艰难跋涉，极度缺水，这时他们向前看，看到了一个绿洲。终于有水了！（动画片里，水边常常伴随着摇曳的棕榈树和躺椅。）
但可惜，那里并没有绿洲——根本没有水，甚至连一小池水都没有。那只是海市蜃楼。我们甚至用“海市蜃楼”来打比方：“我曾想象与你共度一生，但那个未来不过是海市蜃楼。” 但抛开电影和比喻，海市蜃楼到底是什么？
什么是海市蜃楼？
海市蜃楼是一种光学错觉，当光线因折射穿过密度不同的空气层而弯曲时发生。这种现象会产生一个远处物体或景象的影像，由于该影像在物理上并不存在于那个位置，因此具有欺骗性。
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是什么导致了海市蜃楼？
尽管海市蜃楼看起来很奇怪，但其背后的科学原理一点也不奇怪，只是简单的物理学，确切地说，是光学。
它们是这样工作的：当地面温度非常高时，靠近地面的空气也会变热。这层靠近地面的空气比其上方的空气更热，因此密度较低，而上方的空气密度较高，因为它比下方的热空气更冷。
当光线穿过密度均匀的空气时，它会沿直线传播。然而，当它遇到密度不同的空气层时，它会弯曲或变形。这被称为折射，所以当来自上方的光线遇到冷热空气交汇的边界时，它会向上弯曲，形成一个宽阔的 U 形曲线。
当光线到达我们的眼睛时，我们的大脑会假设光线是沿直线传播的，因为光线通常是这样的。我们的大脑，非常理性但又不准确地，将光线解读为来自地面。更重要的是，这光线看起来像水。这是因为这两层密度边界的光线工作原理有点像镜子，反射天空，从而产生你正在看着池塘或湖泊的印象。
所以，你以为看到的绿洲实际上只是天空的倒影。如果你正在沙漠中寻找水源，那就太糟糕了，但除此之外，这相当酷。
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海市蜃楼会发生在哪里？
你不必迷失在沙漠中才能看到海市蜃楼。任何时候，只要地面加热了它上方的空气，产生密度差异，你都可以看到同样的效果。
海市蜃楼的一个常见发生地点是炎热的道路上，在那里海市蜃楼常常会让人看起来好像前面路面上有一滩水。但海市蜃楼有时也可能发生在沙滩或田野上。
(图片来源：simoncritchell/Shutterstock)
什么是上蜃景？
我们一直在谈论的那种海市蜃楼叫做下蜃景。但它并非唯一一种。上蜃景发生在较暖的空气在较冷的空气之上时。这种情况经常发生在水面上，当阳光穿过较暖的空气到达靠近水面的较冷空气时。
(图片来源：Sire Nothingtodo/Shutterstock)
这会导致光线向下弯曲，而不是像在沙漠中那样向上弯曲到你这里。上蜃景会使你所看物体看起来比实际高度要高。当你看水上的船只时发生这种情况，那艘船可能会看起来像漂浮在空中。有人推测，传说中的“Flying Dutchman”（飞翔的荷兰人）就是这样产生的。
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什么是 Fata Morgana？
Fata Morgana（海市蜃楼的一种）是以亚瑟王传奇中的女巫摩根·勒菲（Morgan le Fay）命名的，由于空气密度存在垂直和水平的差异，它是一种特别复杂的海市蜃楼。
Fata Morgana 的意思是什么？
这种现象之所以得名，是因为在西西里岛和意大利南部之间的墨西拿海峡（Fata Morgana 在意大利语中就是摩根·勒菲的意思）的寒冷水域中，人们经常看到一些上蜃景，看起来像巫婆召唤出的岩石或冰川般的悬崖以及漂浮的城堡或塔楼。
除非你正在沙漠中缺水而烦恼，或者被骗以为找到了魔法城堡，否则海市蜃楼是大自然更令人愉悦的现象之一。
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