Avant tout, une règle :

Par temps chaud

L’air qui se trouve à la hauteur du sol est moins dense que l’air situé au-dessus. Ainsi, l’indice de réfraction augmente en fonction de l’altitude jusqu’à un certain niveau. Les rayons proches du sol suivent donc une trajectoire courbée vers le haut. Par conséquent, l’eau que l’on voit sur la route lorsqu’il fait chaud est, en fait, l’image du ciel.

Par temps froid

La densité de l’air au sol est grande et diminue progressivement avec l’altitude. Ainsi, une personne qui regarde à l’horizon dans ces conditions voit plus loin que la normale. Cela est causé par la courbure vers le bas que prennent les rayons lumineux. Par ailleurs, cela fait en sorte que l’observateur, en plus de voir plus loin, pense que les objets sont plus proches qu’ils ne le sont réellement.

• Une paille qui se courbe dans un verre d’eau.
• Une personne qui disparaît devant un mur blanc.
• Le Soleil qui paraît aplati près de l’horizon.
• Les bateaux et les îles qui s’élèvent au-dessus de l’eau.

Lorsque de tels phénomènes se produisent, le cerveau est trompé par ce qu’il voit. Il fait une mauvaise interprétation de l’image réelle et c’est ce qui nous fait y croire.

Illustrations 

47 km, au sol et à 16 m

Un youtuber photographie plusieurs fois une tour à différentes distances.

A 47 km, il fait 2 clichés. Un au sol, et un à 16 mètres.

Remarquez l’épaississement du bâtiment au sol et la différence de lumière et de clarté.

La raison est qu’en photographiant au sol, il a subit le phénomène de couches plus chaudes.

L’horizon et la courbure

La réfraction négative dans notre globe

Sources :

http://lamh.gmc.ulaval.ca/opus/physique534/complements/effSpec.shtml

https://lonestar1776.wordpress.com/2015/10/

Steven Christ

Mathias Kp