자연 속에서 일어나는 과학적 현상은 이루 헤아릴 수 없이 많다.

이중에서도 대기에 의한 빛의 굴절 현상으로 오래전부터 기묘하게 여겨져 온 신기루에 대하여 알아보고자 한다.

신기루란 간단히 요약하면 대기 중에 온도차가 생기면 그 주변에 밀도가 서로 다른 공기층이 형성 되는데 이 때문에 빛이 이상 굴절하여 물체가 실제의 위치나 방향에서 벗어나 보이는 현상이다.

신기루란 명칭은 중국에서 상상의 동물인 “이무기”가 숨을 내쉴 때 보이는 누각(樓閣)이라는 뜻에서 붙여진 것으로 산시(山市)또는 해시(海市)등 으로도 불린다.

이들 중 가장 흔히 나타나는 신기루현상의 몇 가지를 예를 들어보자.

가. 하방굴절 신기루 = 위수면(僞水面)현상이라고도 한다.

이것은 아스팔트와 같은 뜨거운 지면 가까이 있는 공기는 밀도가 희박해지므로 차츰 공기위쪽으로 오면서 빛이 구부러져서 발생하는 현상이다.

이 현상은 승용차의 앞좌석에 타고 있을 때나 혹은 지면에 대하여 눈을 낮게 했을 때 잘 보이고 마치 도로위에 반짝이는 검은 거울과 같이 물웅덩이가 있는 것처럼 보이므로 지경(地?), 또는 수영(水影)이라 한다.

프랑스의 수학자 G. 몽즈가 처음 이 현상을 기술하여 일명 몽즈(Monge) 현상이라 하는데 실제로 프랑스 서부 노르무티어(Norrmoutier)섬이 떠 보이는 현상은 유명하다

나. 상방굴절 신기루

일명 공중도영(空中倒影)이라고도 하며 특히 북극해 등에서 해면온도가 대기온도에 비하여 낮을 때 일어난다.

따라서 실물이 거꾸로 된 도립상이거나 솟아올라 보이며 이 두 경우 모두 신기루의 상이 실물보다 위쪽에 형성된다. 예로 배가 뒤집혀서 떠 보이는 현상이다.

이는 이런 현상을 처음 보고한 영국의 S. 빈스의 이름을 따서 일명 빈스(Vince)현상이라고도 한다.

다. 측방굴절신기루

측방반상(側方反像)이라고도 하며 수평방향에 온도차가 있을 때 상이 좌우 두개 나란히 보이는 현상이다.

즉 수직한 벼랑이나 벽이 햇볕을 받아 뜨거워진 경우나 해안의 얕은 곳과 깊은 곳의 수온이 다른 경우 측방굴절 신기루의 조건이 될 수 있다.

라. 아지랑이

봄에 뚝방이나 함석지붕 위 근처에서 물결처럼 이글거리는 아지랑이(heat haze)도 신기루현상의 일종이다.

이는 햇빛이 강하게 내리 쬘 때 지면 근처에서 마치 불꽃처럼 아른 거리며 올라가는 공기의 흐름 현상을 볼 수 있는데 따뜻한 봄날에 잘 나타나는 현상이다.

강한 열기에 의하여 주변이 가열되면 공기의 밀도 분포가 고르지 않게 되고, 이 때 이 부분을 지나는 빛이 불규칙하게 굴절되어 아지랑이 현상이 나타난다.

한 낮에 야외에서 풀밭을 태울 때나 모닥불을 통해 먼 쪽을 보면 공기가 흔들거리며 올라가는 현상도 아지랑이의 일종이다.

또한 투명한 수조안에 있는 물이 끓을 때도 물속에 불규칙한 밀도차가 생기므로 수조의 반대편에서 보면 아지랑이 현상을 관찰할 수 있다. 그리고 아지랭이는 아지랑이의 잘못된 표기로 가끔 혼동을 한다.