انكسار الغلاف الجوي Atmospheric Refraction ظاهرة الانكسار Refraction هي المسؤولة عن قدرتنا على تركيز الصور بالعدسة أو بالعين، ويعتمد انكسار الضوء light refraction أو انحنائه Light bending على مؤشر انكسار وسط الإرسال، ويمكن أن يكون مقدار الانحناء كبيرًا جدًا على سطح العدسة بسبب معامل الانكسار الكبير الذي يصل عادةً إلى حوالي 1.5
ويمكن ملاحظة عدد من ظواهر الانكسار في الغلاف الجوي، لكن الظروف هنا مختلفة تمامًا لأن مؤشر الانكسار في الهواء صغير جدًا، فهو وسط شبه شفاف، حيث أن مؤشر انكسار الهواء عند درجة الحرارة والضغط القياسيين (STP) هو n = 1.00029 مقارنة بـ 1 بالضبط للفراغ.
وتنبع الملاحظات المثيرة للاهتمام لتأثيرات الانكسار في الغلاف الجوي من حقيقة أن مؤشر الانكسار يختلف باختلاف درجة الحرارة والضغط، وحقيقة أن مسافات المراقبة في الغلاف الجوي يمكن أن تكون كبيرة جدًا بحيث تنتج كمية صغيرة من الانكسار تأثيرات ملحوظة، ويؤدي الانكسار إلى انحناء أشعة الضوء باتجاه الوسط الأبطأ عند السطح البيني، لذلك يميل الضوء في الهواء إلى الانحناء نحو منطقة الضغط الأكبر نظرًا لأن سرعة الضوء تتناقص مع زيادة الضغط، وبالتلي يميل أيضًا إلى الانحناء نحو المنطقة ذات درجة الحرارة المنخفضة لأن سرعة الضوء ستكون أقل قليلاً نسبياً.
وبالنسبة للضوء القادم من خارج الغلاف الجوي للأرض، فإن المؤثر الأكبر على سرعة الضوء هو الضغط الجوي، وبذلك تنحني أشعة الضوء الواردة من الشمس أو النجوم لأسفل عن طريق الانكسار نحو الأرض، ويكون الانحناء مهمًا بشكل أساسي عندما يأتي الضوء من الأفق القريب عندما ينتقل الضوء عبر مسار طويل من الهواء داخل الغلاف الجوي،.
وبالنسبة للشمس القريبة من الغروب، يؤدي الانكسار إلى ظهور الشمس أعلى في السماء مما هي عليه حقيقة، بسبب هذا الانكسار، وبذلك فإن الشمس في الواقع تتجاوز الاتجاه المماس للأرض عندما ترى تأثير قرص الشمس الأحمر الكبير في الغروب.
 |
| تظهر الشمس أعلى في الأفق مما هي عليه في الحقيقة. |
وبالمثل: تظهر النجوم القريبة من الأفق أعلى في السماء مما هي عليه بسبب هذا الانكسار، وكذلك تنشأ ظاهرة وميض النجوم Stars Twinkle