海市蜃楼是一种自然光学现象，常出现在海洋或湖泊附近。它通常表现为远处的建筑物或景观在水平面上出现，并产生虚幻的倒影。海市蜃楼的形成原因主要涉及大气折射和温度差异。

海市蜃楼的形成原因如下：

1. 折射：折射是光线经过不同密度介质时改变传播方向的现象。当大气层经历温度和密度的变化时，光线在不同密度层之间产生折射。这种折射会导致光线弯曲，使地平线上的物体在视觉上产生移位。

2. 大气层的温度倒转：海市蜃楼常出现在海洋或湖泊附近，这是因为这些地区存在大气层的温度倒转现象。通常大气温度随海拔升高而下降，但在特定的情况下，冷空气在暖空气之上形成。这种温度倒转会导致光线在不同密度层之间的折射，从而形成海市蜃楼。

3. 折射层：在海市蜃楼形成时，通常存在多个密度层之间的折射。这些层之间的折射可以使光线按不同的路径传播，从而产生倒影和扭曲的效果。

海市蜃楼的形成是由大气层的温度倒转和折射所致。当冷空气位于暖空气之上时，光线在不同密度层之间发生折射，产生了在水平面上出现的虚假景象。这解释了为什么海市蜃楼常见于海洋或湖泊附近，并且常被描述为建筑物或景观的倒影。