Разберемся в нем подробнее.

...По нескончаемым холмистым пескам медленно движутся «корабли пустыни» — верблюды. Словно раскаленные в печи, пышут жаром песок и камни. Воздух недвижим. Небо затянуто красноватой мглой, в которой потонуло солнце и потерялся горизонт. Но вот впереди появляется большая блестящая поверхность. Набегающий ветерок рябит воду.

Озеро?

Нет, оптический обман. Воздушное зеркало здесь находится у поверхности земли (поэтому и мираж называют нижним).

От раскаленного песка здесь сильнее всего нагрет самый нижний слой воздуха, и потому он сильно разрежен. Воздух, лежащий выше, нагрет меньше, поэтому он более плотен.

Чаще всего так бывает в первую половину дня, когда воздух, прилегающий непосредственно к земле, уже прогрелся, а верхние слои еще холодные. Плотности воздуха в двух смежных слоях могут в этом случае сильно отличаться друг от друга. И вот в таких условиях где-то на горизонте перед караваном показывается озеро-призрак, а в действительности — отражение неба в нижнем атмосферном зеркале.

Посмотрите, как это зеркало отражает от себя изображение какого-либо предмета, скажем — пальмы (см. рис.). Мы видим ее вдали, у горизонта. Она отражает падающий на нее свет во все стороны. При этом часть отраженных лучей попадает нам в глаза обычным путем — по прямой линии, и мы видим дерево. Но не только они попадают в наши глаза. Проследим, как йойдут те лучи, которые отражаются от пальмы вниз. Здесь они переходят из плотных верхних слоев воздуха в нижние, менее плотные, и благодаря этому преломляются. Вы уже знаете: выходя из более плотного слоя воздуха в слой с меньшей плотностью, луч преломляется в сторону более плотного слоя.

В результате отраженные пальмой лучи света будут все более и более искривляться, причем это искривление доходит до того, что они отражаются от нижнего, самого теплого и самого разреженного слоя воздуха, как от зеркала. Свет идет снова вверх и попадает в глаза наблюдателя. Получается, что мы видим лучи света, отраженные книзу.

Но почему изображение видно «вниз головой»? Да потому, что наши глаза не замечают искривления световых лучей. Поэтому мы видим второе изображение в том месте, где заканчивается прямая линия, если ее мысленно провести от глаз наблюдателя к воздушному зеркалу, в котором отразилось изображение.

Здесь происходит то, что хорошо знакомо каждому: на берегу пруда растет старая ива, и человек видит два ее изображения — одно обычное, а другое перевернутое, отраженное от зеркальной поверхности воды. Вся разница в зеркале.

Легкие колебания отражающего слоя воздуха (нет покоя в атмосфере!) создают полную иллюзию водной глади, покрытой рябью.

В Северной Африке такие «озера пустыни» обыденны. Накаленная за день солнцем, к вечеру знакомая местность превращается в землю, охваченную сплошным наводнением. Все, что находится в трех-четырех километрах, окружено водой. Поселения выглядят словно острова среди обширного озера.

Станешь приближаться к деревне, и берег мнимой воды все удаляется, водный рукав, отделявший нас от деревни, постепенно суживается, пока не исчезнет совсем, а озеро, по виду все такое же, начинается дальше — все на том же недосягаемом расстоянии.

Мираж нижний — самый немудреный в семье воздушных призраков. Интереснее и сложнее другие «братья».

На Женевском озере в Швейцарии наблюдают такой необычный мираж: когда по озеру плывет лодка, сбоку ее плывет призрак-близнец.

Что тут происходит, можно догадаться: воздушное зеркало как бы поставлено вертикально. Точнее говоря, оно здесь возникает. При этом воздух нагревается не земной поверхностью, а стеной здания, отвесной скалой ущелья и т. д. Воздушный слой, который к ним прилегает, нагрет сильнее всего и потому более разрежен, чем соседний с ним.