首先，我们需要了解光的折射，即光从一个介质进入另一个具有不同折射率的介质时发生的弯曲现象。大气中的折射通常是由温度梯度引起的密度变化所致。在海市蜃楼的情况下，地表或水面附近的空气温度往往不同于上方空气的温度，从而形成了空气密度的非均匀性。

海市蜃楼的一个典型特征是影像的颠倒或位移，这常常让观察者误以为远处的景物位于近处。这种颠倒和位移是由于光线在通过不同密度的空气层时发生了多次折射和反射所致。特别是在全反射的情况下，光线可以在空气层之间来回反弹，创造出看似真实但实际上是虚幻的图像。

值得注意的是，海市蜃楼并不局限于海洋，它们也可以在沙漠、公路甚至城市中出现，任何具有温差和密度差异的环境都可能成为海市蜃楼的舞台。例如，在炎热的夏天，路面受热，形成了一层热空气，这层热空气的密度小于周围的冷空气，从而造成了光线的折射和反射，形成了海市蜃楼。

此外，地球的曲率也对海市蜃楼的形成有所影响。地球是一个球体，因此其表面并不是平面，这会导致光线在传播过程中发生弯曲。尤其是在地平线附近，这种弯曲尤为明显，为海市蜃楼提供了有利条件。

太阳的高度角和强烈的日照也是促成海市蜃楼的重要因素。太阳照射地面，使得靠近地面的空气受热膨胀，从而降低了这部分空气的密度，形成了一个密度递增的空气柱。当光线穿过这样的空气柱时，它们会被折射，并可能产生全反射，进而形成海市蜃楼。

最后，大气污染、湿度、风速等气象条件同样对海市蜃楼的形成有影响。例如，高湿度可以增强空气中的折射率变化，而微风可以保持空气层的稳定性，有助于折射和反射的发生。

总结来说，海市蜃楼是由一系列复杂的大气光学现象相互作用而产生的幻影。它们不仅展示了光的奇妙行径，也揭示了大气物理的复杂性。海市蜃楼的形成涉及了多个因素，包括但不限于温度梯度、地球曲率、太阳高度角以及大气条件。正是这些因素共同作用，为我们创造出了那些似乎超越现实的美丽幻境。