Een superieure luchtspiegeling is een luchtspiegeling waarbij het lijkt alsof het luchtspiegelingbeeld zich boven het echte voorwerp bevindt. Een superieure luchtspiegeling doet zich voor wanneer de lucht onder de gezichtslijn kouder is dan de lucht erboven. Deze ongewone situatie wordt een temperatuurinversie genoemd, omdat warme lucht boven koude lucht het tegenovergestelde is van de normale temperatuurgradiënt van de atmosfeer gedurende de dag. Bij het passeren van de temperatuurinversie worden de lichtstralen naar beneden gebogen, en zo verschijnt het beeld boven het ware object, vandaar de naam superieur. Superieure luchtspiegelingen zijn meestal stabieler dan inferieure luchtspiegelingen, omdat koude lucht niet de neiging heeft om naar boven te bewegen en warme lucht niet de neiging heeft om naar beneden te bewegen.
Superieure luchtspiegelingen komen vaak voor in poolgebieden, vooral boven grote ijskappen die een uniforme lage temperatuur hebben. Superieure luchtspiegelingen komen ook voor op gematigder breedtegraden, hoewel ze in die gevallen zwakker zijn en de neiging hebben minder glad en stabiel te zijn. Een verre kustlijn kan bijvoorbeeld hoger lijken en lijken (en dus misschien dichterbij) dan hij in werkelijkheid is. Door de turbulentie lijken er dansende pieken en torens te zijn. Dit type luchtspiegeling wordt in het IJslands ook wel Fata Morgana of hafgerðingar genoemd.
Een superieure luchtspiegeling kan zowel rechtop als ondersteboven staan, afhankelijk van de afstand van het werkelijke object en de temperatuurgradiënt. Vaak verschijnt het beeld als een vervormd mengsel van op- en neerwaartse delen.
Omdat de aarde rond is, kunnen lichtstralen, als de naar beneden buigende kromming van de lichtstralen ongeveer gelijk is aan de kromming van de aarde, grote afstanden afleggen, ook van voorbij de horizon. Dit werd waargenomen en gedocumenteerd in 1596, toen een schip op zoek naar de noordoostelijke doorvaart vast kwam te zitten in het ijs bij Novaya Zemlya, boven de poolcirkel. De zon bleek twee weken eerder op te komen dan verwacht; de echte zon had nog onder de horizon gestaan, maar haar lichtstralen volgden de kromming van de aarde. Dit effect wordt vaak een Novaya Zemlya luchtspiegeling genoemd. Voor elke 111,12 kilometer (69,05 mi) die de lichtstralen parallel met het aardoppervlak afleggen, zal de zon 1° hoger aan de horizon verschijnen. De inversielaag moet over de hele afstand precies de juiste temperatuurgradiënt hebben om dit mogelijk te maken.
Op dezelfde manier kunnen schepen die zo ver weg zijn dat ze boven de geometrische horizon niet zichtbaar zouden moeten zijn, op of zelfs boven de horizon verschijnen als superieure luchtspiegelingen. Dit kan een verklaring zijn voor sommige verhalen over vliegende schepen of kuststeden in de lucht, zoals beschreven door sommige poolreizigers. Dit zijn voorbeelden van zogenaamde Arctische luchtspiegelingen, of hillingar in het IJslands.
Als de verticale temperatuurgradiënt +12,9 C° per 100 meter bedraagt (waarbij het positieve teken betekent dat de temperatuur heter wordt naarmate men hoger komt), dan zullen horizontale lichtstralen gewoon de kromming van de aarde volgen, en zal de horizon er vlak uitzien. Als de gradiënt minder is (wat bijna altijd het geval is) worden de stralen niet genoeg gebogen en verdwalen ze in de ruimte, wat de normale situatie is van een sferische, convexe “horizon”.
In sommige situaties kunnen verafgelegen voorwerpen worden verhoogd of verlaagd, uitgerekt of ingekort zonder dat er een luchtspiegeling optreedt.
Fata MorganaEdit
Een Fata Morgana (de naam komt van de Italiaanse vertaling van Morgan le Fay, de sprookjesachtige gedaanteverwisselende halfzuster van koning Arthur) is een zeer complexe superieure luchtspiegeling. Het verschijnt met afwisselingen van samengedrukte en uitgerekte gebieden, rechtopstaande beelden, en omgekeerde beelden. Een Fata Morgana is ook een snel veranderende luchtspiegeling.
Fata Morgana luchtspiegelingen komen het meest voor in poolstreken, vooral boven grote ijskappen met een uniforme lage temperatuur, maar ze kunnen bijna overal worden waargenomen. In poolgebieden kan een Fata Morgana worden waargenomen op koude dagen; in woestijngebieden en boven oceanen en meren kan een Fata Morgana worden waargenomen op warme dagen. Voor een Fata Morgana moet de temperatuurinversie sterk genoeg zijn dat de kromming van de lichtstralen binnen de inversie sterker is dan de kromming van de aarde.
De stralen zullen buigen en bogen creëren. Een waarnemer moet zich binnen een atmosferische koker bevinden om een Fata Morgana te kunnen zien.Fata Morgana luchtspiegelingen kunnen vanaf elke hoogte binnen de atmosfeer van de Aarde worden waargenomen, ook vanaf bergtoppen of vliegtuigen.
Vertorsingen van het beeld en het buigen van het licht kunnen spectaculaire effecten opleveren. In zijn boek Pursuit: The Chase and Sinking of the “Bismarck”, beschrijft Ludovic Kennedy een incident dat naar verluidt plaatsvond onder de Straat van Denemarken in 1941, na het zinken van de Hood. De Bismarck, achtervolgd door de Britse kruisers Norfolk en Suffolk, raakte uit het zicht in een zeemist. Binnen enkele seconden verscheen het schip weer en stoomde met hoge snelheid op de Britse schepen af. De waarnemers van beide schepen keken verbaasd toe hoe het Duitse slagschip fladderde, onduidelijk werd en vervaagde. Radarwaarnemingen tijdens deze gebeurtenissen gaven aan dat de Bismarck in feite geen koerswijzigingen had gemaakt.