Det optiske fenomenet kalles mirage oppstår naturlig, og det er som et resultat av bøyning av lysstråler for å skape et fordrevet bilde av enten fjerne gjenstander eller himmelen. Begrepet er opprinnelse i fransk ordmirage og latin mirari som oversetter til "Å lure på" or "å se på." Mirages faller enten i de overordnede, underordnede eller "Fata Morgana" kategoriene. Et mirage kan bli tatt på kameraet siden det er et ekte optisk fenomen.
Inferior Mirage
Den dårligere miragen forekommer ofte i ørkenen, og det ser ut som en vannkropp på avstand. Miraklen kalles som dårligere siden den ligger under det virkelige objektet. Objektet, i dette tilfellet, er den blå himmelen eller et annet fjernt objekt i samme retning. Miraket fører observatøren til å se et lyst og blåaktig område på land i det fjerne. Lysstrålene som kommer fra et fjernt objekt beveger seg gjennom nesten samme luftlag, og de er også bøyd over nesten samme mengde. Stråler som reiser fra toppen av gjenstanden, vil dermed nå lavere enn strålene fra bunnen. Bildet er normalt opp ned, slik at det ser ut til at himmelsbildet er en vannpøl som fungerer som et speil. Dårligere bilder er heller ikke stabile. Det er karakteristisk for varmluft å stige og kjøligere luft, derimot, å synke som fører til at lagene blandes og turbulens oppstår. Bildet vil deretter bli forvrengt tilsvarende, og det kan være horisontalt eller vertikalt utvidet eller vibrerende. Flere temperaturlag kan føre til at noen mirages blander å lage doble bilder. Den falske vann- eller hot-road-miragen er et vanlig eksempel på denne typen mirage. Inferior mirages kan også forekomme over innsjøer eller hav på grunn av at de er omfattende og flate. Ijsselmeer- og Markermeer-innsjøene er noen av vannkroppene hvor dårlige mirages er vanlige.
Heat Haze
Varmluk er en slags dårligere mirage observert når gjenstander blir sett gjennom varm luft. Dette fenomenet, også kalt varmeskimmer, kan ses ved å se gjenstander gjennom eksosgassene utstrålet med jetmotorer eller over den oppvarmede asfalten. Konveksjon bidrar til variasjonen av luftens temperatur mens variasjonen mellom den oppvarmede luften på veiets overflate og den kjølige luften over resulterer i en gradient i luftens brytningsindeks. En uklar oppsummeringseffekt opprettes senere som påvirker evnen til å løse objekter. Denne effekten økes når det bestemte bildet forstørres ved hjelp av teleskoplinser eller teleskop. Lys som stammer fra himmelen i en liten vinkel mot himmelen, brytes ofte av indeksgraden for å se ut som himmelen reflekteres av overflaten av veien. En persons tanker observerer denne forekomsten som en vannkrok på veien fordi vann reflekterer himmelen også, men denne illusjonen svimmer når personen kommer nærmere. Hvis veien er tarmacked, virker det som vann eller olje har blitt spilt. Asfalt og sand kan bli ekstremt oppvarmet hvis de blir utsatt for solen, noe som gjør det lettere å utvikle en mirage.
Overlegen Mirage
I motsetning til den dårligere miragen opptrer den overlegne når et objekts bilde vises over det bestemte objektet. Fenomenet blir observert når luften under synslinjen er kaldere i forhold til luften over den. Denne forekomsten kalles som temperaturinversjon, da eksistensen av kald luft under varm luft er en avvik i atmosfærens normale temperaturgradient. Disse typer mirages er sjeldnere enn dårlige mirages, og de er mer stabile da kald luft ikke reiser oppover, og varm luft beveger seg ikke ofte ned. Overordnede mirages forekommer ofte i polare områder, spesielt over massive islag som har en jevn lav temperatur. Når miragene vises på mer moderate breddegrader, har de en tendens til å være svakere og mindre stabile og glatte. En overlegen mirage kan vises opp ned eller høyre opp, avhengig av temperaturgradienten og avstanden til det sanne objektet. Miragen observeres ofte som en forvrengt blanding av både opp og ned deler. Mirages kan ha en slående effekt på grunn av jordens krumning. Lysstråler kan flytte store avstander hvis deres nedadgående bøyekurve er nesten det samme som jordens krumning. Selv om dette fenomenet først ble observert i 1596 hos Novaya Zemlya, ble det ikke forklart vitenskapelig frem til 20th century. For hver 69.05 miles kan lysstråler bevege seg parallelt med jordens overflate, og Solen vises 1 grader høyere i horisonten. Inverteringslaget skal imidlertid ha riktig temperaturgradient over hele avstanden for hendelsen å være mulig. På samme måte kan skip som er så langt unna, vises over eller til og med i horisonten som overlegne bilder, selv om de ikke bør sees over den geometriske horisonten.
Fata Morgana
Begrepet Fata Morgana er en italiensk oversettelse trukket fra Morgan le Fay, som er beskrevet som en formeskiftende fe i legenden og som halvsyster av King Arthur. Ordet brukes til å beskrive et komplekst overlegen mirage som danner sammen med alternativer av komprimerte og strakte soner, inverterte bilder og oppreiste bilder. Denne miragen er også kjent for sin raskt skiftende evne. En Fata Morgana forekommer ofte på kalde dager i polare områder, i ørkenregioner, og over innsjøer og hav, samt på varme dager. For at denne miragen skal skje, må temperaturinversjonen ha nok styrke slik at krumningen av lysstrålene i den er sterkere i forhold til jordens krumning. Strålene vil bøye og danne buer, og observatøren bør være innenfor en atmosfærekanal for å se på miragen. Fata Morgana kan skifte fra en overlegen til en dårligere mirage i løpet av få sekunder, avhengig av de stadig skiftende atmosfæriske forholdene. Et kamera fanget 16 rammer av Stillehavets Farallon-øyer som ikke er synlige på havnivå under vanlige forhold siden de ligger under horisonten på en enkelt dag. De første 14-bildene gjenspeiler alternativer av strakte og komprimerte soner som er karakteristiske for en Fata Morgana mens de to siste rammene ble fanget rundt solnedgang når miragen ikke var så komplisert. Bildedistribusjonene og bøyningen av lys kan skape flotte resultater.
