Il existe deux types de mirages : inférieurs et supérieurs. Les mirages sont causés par la réfraction de la lumière, qui est la courbure des ondes lumineuses. La réfraction se produit lorsque la lumière traverse un type de matériau dans un autre. Par exemple, il peut traverser l’air et entrer dans l’eau. La lumière peut également être réfractée lorsqu’elle traverse une zone d’air chaud dans une zone d’air plus frais, car l’air froid a une densité plus élevée que l’air chaud.
Dans un mirage inférieur, qui est le type le plus courant, un objet semble être présent comme s’il était à la fois l’objet réel et son reflet dans une flaque d’eau. Lorsque le sol est très chaud, la chaleur rayonne hors du sol et réchauffe l’air directement au-dessus. Lorsque la lumière passe à travers l’air plus frais au-dessus dans l’air plus chaud en dessous, elle se plie et crée un mirage. Le mirage ressemble à un objet qui se reflète dans l’eau car une partie de la lumière irait généralement vers le sol, mais elle est courbée et monte plutôt vers vos yeux, créant une double image. Les mirages inférieurs sont couramment observés sur les routes pavées pendant les journées chaudes et ressemblent souvent à des flaques d’eau à la surface de la route. C’est le mirage dans le désert – le scénario le plus fréquemment associé aux mirages.
Un mirage supérieur apparaît au-dessus de l’horizon car une masse d’air frais est en dessous d’une masse d’air chaud. Il apparaît généralement sur de la glace ou de l’eau très froide. Dans ce type de mirage, l’objet apparaît bien plus haut qu’il n’est logique. Des exemples de ce type couramment observés par les marins sont des images d’îles flottantes et de masses de terre où il n’y en a pas. Les mirages supérieurs sont le plus souvent observés dans les régions polaires en raison des grandes quantités de glace et d’eau très froide.
Les mirages supérieurs sont visibles à de longues distances car la Terre est ronde. Si la Terre était plate, la lumière qui était courbée vers le bas atteindrait le sol très près de l’endroit où la lumière était courbée, et le mirage ne serait visible qu’à une distance très proche. Un exemple intéressant de cela s’est produit en 1596, lorsqu’un navire à la recherche du passage du Nord-Ouest s’est retrouvé coincé dans les glaces loin au nord de l’océan Atlantique et que l’équipage a dû y rester tout l’hiver. La lumière du soleil étant réfractée dans une courbe suivant la courbure de la Terre, l’équipage a vu la lumière du soleil deux semaines avant la fin réelle de la très longue nuit d’hiver.