„Приятел, жена, слуга, храброст и разсъдък се познават в беда.“

Земна рефракция.

Лъчите, разпространяващи се от наземни предмети също се разпространяват по криволинейна траектория.
Ъгъл на земна рефракция се нарича ъгълът между направленията на видимото и действителното положение на наблюдавания предмет. Значението на ъгъла зависи до наблюдавания предмет и термичната стратификация на приземния слой въздух.
В зависимост от характера на температурната стратификация на приземния слой на атмосферата, протича повдигане и разширение или снижение и свиване на видимия хоризонт. Вследствие на този ефект са увеличаването (при разширение) или намаляването (при свиване) на геометричната далечина на видимост на предметите.
Когато градиента на температурата е положителен, но е по-малък от 3,42 К/100 м, показателят на пречупване намаля с височината, траекторията на светлинния лъч е обърната към земната повърхност с вдлъбнатата си страна (изпъкналата е нагоре), хоризонта е приповдигнат (по сравнение с геодезичния) на някакъв ъгъл, този тип рефракция се нарича положителна.
При средни метеорологични условия разширението на хоризонта (по сравнение с геодезичния) представлява 6 – 7 %, радиусът на кривина на светлинния лъч е примерно 6 пъти по-голям от земния.
В случай на силна инверсия на температурата показателят на пречупване и плътността на въздуха могат да намаляват с височината толкова бързо, щото радиусът на кривината на лъча да стане равен на радиуса на Земята. Видимия хоризонт се е повдигнал на толкова, като чели повърхността на Земята се е „изправила“ и е станала плоска.
В случай на още по мощна приземна инверсия на температурата, изкривяването на лъча става по-малко от кривината на Земята. Видимия хоризонт се повдига над математическия. На наблюдателя му се струва, че той се намира на дъното на огромна котловина. Зад хоризонта се повдигат и стават видими предмети намиращи се далеко зад геодезичния хоризонт. При инверсионна стратификация се създават условия за възникване на горни миражи.
Когато градиента на температурата е равен на 3,42 К/100 м, рефракция на светлинния лъч отсъства.
Когато градиента на температурата е по-голям от 3,42 К/100 м, траекторията на светлинния лъч е обърната към земната повърхност с изпъкналата си страна, такава рефракция се нарича отрицателна рефракция. Предметите на земната повърхност, обикновено намиращи се в полето на зрение се оказват по-ниско от геодезичния хоризонт. Такова разпределение на температурата се наблюдава в степите и пустините през деня в летния период при прегряване на земната повърхност вследствие на слънчевата радиация. В умерените ширини през деня в летния период такива температурни градиенти се наблюдават в ниския слой с височина няколко метра над пясъчните плажове, оголена почва или асфалта на пътя. При такива условия възникват по-ниските миражи.