D’un bateau ou du bord de la plage, on peut être étonné de voir l’image inversée d’un bateau au loin, avançant au dessus de l’image directe de ce dernier. Un habitant de plaine peut parfois voir des montagnes au loin alors qu’il n’y en a pas. Situés au dessus de l’horizon, ce sont des exemples de mirages supérieurs.
    Sur cette image on peut observer la Corse de Nice. Cette photo fut prise de Nice à altitude 90m

    Quand de l’air chaud surmonte de l’air froid, on dit qu’il y a inversion de température puisque, normalement, la température diminue avec l’altitude. Les rayons lumineux quasi horizontaux traversant une telle couche d’air chaud sont réfractés vers le bas et nous les voyons donc au dessus de leur position originale comme un mirage supérieur. Cette inversion de température peut être la conséquence du refroidissement radiatif du sol pendant la nuit, ou de la présence d’une masse d’air chaud au dessus d’un océan froid. La lumière provenant d’une montagne lointaine réfractée vers le sol, nous apparaîtra flottant dans les airs ou comme une image confuse. Les montagnes paraissent souvent plus hautes qu’elles ne le sont car leur image est étirée verticalement.

Mirages dans un désert

Les images « directes », inversées et étirées sont des exemples de ce que l’on peut voir au-delà de l’horizon. Remarquer que les pylônes électriques P, à distance intermédiaire, apparaissent non déformés. Les mirages plus lointains (2,8) sont à 58 kilomètres, et situés au-delà de l’horizon.

 

    La figure présente l’image d’une plaine déserte à l’aube. On peut y voir au loin des images de montagnes étirées verticalement et surmontées de leurs répliques inversées. Les mirages supérieurs peuvent même permettre de voir les objets situés sous l’horizon. On dit que les groenlandais apercevaient parfois des mirages supérieurs de l’Amérique du Nord bien avant que les Européens ne découvrent le Nouveau Monde.

    Comme les mirages inférieurs, les mirages supérieurs présentent des propriétés variables en fonction du profil de température de l’air. Outre l’étirement vertical et l’inversion, trois autres types de mirages supérieurs sont remarquables : l’effet hillingar, l’effet hafgerdingar, et l’effet Novaya Zemlya.
    L’effet hillingar rend l’horizon plat ou légèrement concave vers le haut. Il est causé par une inversion de température modérée, uniforme et étendue.
L’effet hafgerdingar fait apparaître des pointes sur les objets distants et à l’horizon (« châteaux en l’air »). Ces mirages complexes sont traditionnellement appelés Fata Morgana (la fée Morgane), d’après l’expression italienne décrivant au XVème siècle les mirages alors inexplicables sur la Méditerranée. Les aiguilles sont causées par de fortes inversions de température non uniformes.
    Un autre mirage fascinant est celui de Novaya Zemlya qui montre des images multiples du Soleil très déformées au dessus de l’horizon bien que géométriquement, le Soleil soit couché. La lumière se trouve piégée dans une zone d’inversion de température complexe et est guidée au dessus de l’horizon sur une trajectoire oscillante, montant descendant, puis remontant. Les rayons piégés transportent la lumière solaire sur des centaines de kilomètres au dessus de l’horizon. La Fata Bromosa (brouillard magique) est encore un autre mirage supérieur, particulier aux régions polaires. Il apparaît comme une bande horizontale blanche sur l’eau ou sur les régions arctiques. C’est un mirage de champs de neige.
    Les mirages peuvent aussi apparaître la nuit, avec les phares d’une voiture par exemple.
Enfin le mirage ne se produit pas forcément près du sol. La figure 2.55 présente un mirage se trouvant à environ 1000 mètres au dessus du sol.

Mirage à haute altitude.