撰文 / 徐海 楚婉苓 杨敏 公明
海市蜃楼真的存在吗？
是的，海市蜃楼真的存在！
海市蜃楼是大气折射而产生的一种光学现象，而这种折射主要是由上下层空气的温度和密度所致，一般多出现于海上和沙漠中。在海面上，由于近海面的地方温度较低、密度较大，而空中温度较高、密度较小，光线发生折射将远处物体的虚像呈现在海面之上，从而出现我们常说的海市蜃楼；而沙漠中则正好相反，下热上冷，光线发生折射，在沙地中形成倒像，从而将远处的景象呈现出来，让人误以为有湖水、绿洲。
另外，城市中的海市蜃楼一般出现在夏天的柏油马路上。在炎热的夏天，柏油马路吸收光和热的能力很强，地表温度高，会在路面上空形成上层空气冷、密度大，而下层空气热、密度小的分布特征，这与沙漠里的情况相似。
沙漠中出现的海市蜃楼，会使人很难辨别远处的物体，同时也会使远处视野的轮廓变得模糊不清，就感觉好像被一片水包围着，而那片区域高出来的部分看上去就像水中的“岛屿”。另外，海市蜃楼还会使识别目标、估计射程、发现人员等变得十分困难。不过，如果找到一个高一点的地方（高出沙漠地面3米左右），那就可以避开贴近地表的热空气，从而克服海市蜃楼幻境。总之，只要稍稍调整一下观望的高度，海市蜃楼现象就会消失，或者它的外观和高度会发生改变。
海市蜃楼：都是光线惹的祸
自古以来，海市蜃楼就为世人所关注。在西方神话中，海市蜃楼被描绘成魔鬼的化身，是死亡和不幸的凶兆；中国古代则把海市蜃楼看成是仙境，秦始皇、汉武帝就曾多次派人去蓬莱仙境寻求灵丹妙药。
根据出现的位置相对于原物的方位，海市蜃楼可以分为上蜃景、下蜃景和侧蜃景。
上蜃景是常发生于海上的蜃景，多为正立像。上蜃景是一种快速变化的蜃景，几乎可以在任何区域中观察到，但最常见的还是在极地，特别是有着一致低温的大片冰层地区。在极地出现的上蜃景现象，都是在相对较冷的天气情况下被观察到的，而在沙漠、海洋和湖泊，则容易在天气炎热时观察到。要生成上蜃景，逆温层需要对光线造成强大的偏折，且在逆温层内的偏折必须大于地球表面的曲率，该现象才会产生。
下蜃景是常发生于沙漠中的蜃景。之所以称为“下”是因为看见的影像是在实际物体下方的缘故。来自远方特定距离物体的光线全都穿越几乎相同的空气层，并且全部都有相同的偏折量，因此来自物体顶端的光线将比那些来自底部的光线更低，所以这些蜃景经常是倒立的。下蜃景的影像是不稳定的。因为随着热空气的上升和冷空气的下降，不同温度的空气层混合会引起上升的湍流，图象会因此而被扭曲。它也可能会振动、垂直扩展(高耸)或横向扩展(水平变宽)。如果有几层不同的温度层，可能会导致蜃景重叠。
侧蜃景是常发生于岩壁等附近的蜃景，多为正立像。这种蜃景类似于下蜃景，当垂直表面（如岩壁、墙面）经暴晒而使空气形成水平温度梯度时，由于大气折射，旁边的物体会在靠近高温表面的一侧产生一个对称的虚像，这种蜃景对于环境要求更高，所以也比较少见。
海市蜃楼DIY
在一间不通风的屋子里，首先把一块长1.5米、宽20厘米的平滑铁片横放在几根用铁管（或木棍）做成的小柱子上，再在铁片上撒上薄薄一层沙，做成沙漠型的表面。
其次，用深色的纸剪成树和骆驼，贴在一块毛玻璃（乳白色玻璃）上，然后把毛玻璃放在铁片的一端，和铁片垂直，使树和骆驼露在沙层上面。
第三，在毛玻璃后下方，用一只手电筒向上照射，从铁片的另一端看去，就好像树木和骆驼后面衬托着明亮天空一样。接着，在铁片下面放三只小的煤球炉进行加热（或用一只长型的炭盆，有条件时用长型的电炉加热最为理想）。注意，加热时，要使铁片受热均匀，特别是靠近毛玻璃一端2/3的地方。
当加热一段时间以后，用手靠近沙面，感到很热时，开始沿薄铁片往毛玻璃方向观察。这时你会发现沙面下方出现树木和骆驼的倒影，就好像树木和骆驼旁边有湖水时所形成的倒影一样。这种现象就是“海市蜃楼”。
【进行实验请注意安全】
知识链接 海市蜃楼形成条件及特点
形成条件：
1.大气很稳定，风力较小；
2.大气有强烈的逆温层；
3.大气密度有明显的变化。
特点：
海市蜃楼有两大特点：一是在同一地点重复出现，比如美国的阿拉斯加上空经常会出现蜃景；二是出现的时间一致，比如中国蓬莱的蜃景大多出现于每年的5、6月份，俄罗斯齐姆良斯克附近蜃景往往是在春天出现，而美国阿拉斯加的蜃景一般是在6月20日以后的20天内出现。
本文综合整理自《知识就是力量》杂志，原标题《海市蜃楼：大自然的魔术》，作者徐海、楚婉苓、杨敏、公明，有删改，原创作品转载请注明来源。
