Un espejismo superior es aquel en el que la imagen del espejismo parece estar situada por encima del objeto real. Un espejismo superior se produce cuando el aire por debajo de la línea de visión es más frío que el aire por encima. Esta disposición inusual se denomina inversión de temperatura, ya que el aire caliente sobre el aire frío es lo contrario del gradiente de temperatura normal de la atmósfera durante el día. Al pasar por la inversión de temperatura, los rayos de luz se desvían hacia abajo, por lo que la imagen aparece por encima del objeto real, de ahí el nombre de superior. Los espejismos superiores tienden a ser más estables que los espejismos inferiores, ya que el aire frío no tiene tendencia a subir y el aire caliente no tiene tendencia a bajar.
Los espejismos superiores son bastante comunes en las regiones polares, especialmente sobre grandes capas de hielo que tienen una temperatura baja uniforme. Los espejismos superiores también se producen en latitudes más moderadas, aunque en esos casos son más débiles y tienden a ser menos suaves y estables. Por ejemplo, una costa lejana puede parecer que se eleva y parece más alta (y, por tanto, quizá más cercana) de lo que realmente es. Debido a las turbulencias, parece que hay picos y torres que bailan. Este tipo de espejismo también se denomina Fata Morgana o hafgerðingar en el idioma islandés.
Un espejismo superior puede estar al derecho o al revés, dependiendo de la distancia del objeto verdadero y del gradiente de temperatura. A menudo, la imagen aparece como una mezcla distorsionada de partes hacia arriba y hacia abajo.
Dado que la Tierra es redonda, si la curvatura hacia abajo de los rayos de luz es aproximadamente la misma que la curvatura de la Tierra, los rayos de luz pueden viajar grandes distancias, incluso desde más allá del horizonte. Esto se observó y documentó en 1596, cuando un barco que buscaba el paso del Nordeste se quedó atascado en el hielo de Novaya Zemlya, por encima del Círculo Polar Ártico. El Sol parecía salir dos semanas antes de lo previsto; el Sol real seguía estando por debajo del horizonte, pero sus rayos de luz seguían la curvatura de la Tierra. Este efecto suele denominarse espejismo de Novaya Zemlya. Por cada 111,12 kilómetros (69,05 mi) que los rayos de luz viajen en paralelo a la superficie de la Tierra, el Sol aparecerá 1° más alto en el horizonte. La capa de inversión debe tener el gradiente de temperatura justo en toda la distancia para que esto sea posible.
Del mismo modo, los barcos que están tan lejos que no deberían ser visibles por encima del horizonte geométrico pueden aparecer en el horizonte o incluso por encima de él como espejismos superiores. Esto puede explicar algunas historias sobre barcos voladores o ciudades costeras en el cielo, como las descritas por algunos exploradores polares. Estos son ejemplos de los llamados espejismos árticos, o hillingar en islandés.
Si el gradiente vertical de temperatura es de +12,9 C° por cada 100 metros (donde el signo positivo significa que la temperatura se calienta más a medida que se sube), los rayos de luz horizontales sólo seguirán la curvatura de la Tierra, y el horizonte aparecerá plano. Si el gradiente es menor (como casi siempre) los rayos no se curvan lo suficiente y se pierden en el espacio, que es la situación normal de un «horizonte» esférico y convexo.
En algunas situaciones, los objetos lejanos pueden elevarse o bajarse, estirarse o acortarse sin que haya espejismo.
Fata MorganaEditar
Una Fata Morgana (el nombre proviene de la traducción italiana de Morgan le Fay, el hada cambiaformas hermanastra del rey Arturo) es un espejismo superior muy complejo. Aparece con alternancias de zonas comprimidas y estiradas, imágenes erectas e imágenes invertidas. Un Fata Morgana es también un espejismo que cambia rápidamente.
Los espejismos Fata Morgana son más comunes en las regiones polares, especialmente sobre grandes capas de hielo con una temperatura baja uniforme, pero pueden observarse casi en cualquier lugar. En las regiones polares, un Fata Morgana puede observarse en días fríos; en las zonas desérticas y sobre los océanos y lagos, un Fata Morgana puede observarse en días calurosos. Para que se produzca una Fata Morgana, la inversión de temperatura tiene que ser lo suficientemente fuerte como para que las curvaturas de los rayos de luz dentro de la inversión sean más fuertes que la curvatura de la Tierra.
Los rayos se doblarán y crearán arcos. Un observador necesita estar dentro de un conducto atmosférico para poder ver una Fata Morgana.Los espejismos de Fata Morgana pueden observarse desde cualquier altitud dentro de la atmósfera terrestre, incluso desde las cimas de las montañas o los aviones.
Las distorsiones de la imagen y la curvatura de la luz pueden producir efectos espectaculares. En su libro Pursuit: The Chase and Sinking of the «Bismarck», Ludovic Kennedy describe un incidente que supuestamente tuvo lugar bajo el estrecho de Dinamarca durante 1941, tras el hundimiento del Hood. El Bismarck, mientras era perseguido por los cruceros británicos Norfolk y Suffolk, se perdió de vista en la niebla marina. En cuestión de segundos, el barco reapareció dirigiéndose hacia los buques británicos a gran velocidad. Alarmados, los cruceros se separaron, anticipando un ataque inminente, y los observadores de ambos barcos vieron con asombro cómo el acorazado alemán revoloteaba, se hacía indistinto y se desvanecía. La vigilancia por radar durante estos acontecimientos indicó que el Bismarck, de hecho, no había hecho ningún cambio de rumbo.