Hvis luften ved bakken er koldere end luften over, vil lysbrydningen være nedadbøjet og resultatet vil være en '''øvre luftspejling''' (også kaldet [[Fatamorgana (luftspejling)|fatamorgana]]). Det vil da danne et billede i horisonten som ser ud som om det svæver over bakken. Lignende luftspejlinger er mest almindelige i [[polar]]e strøg eller i højtliggende dale og ses gerne om morgenen efter en kold nat.
[[Fil:Mirage3-12.jpg|right|thumb|right|380px|Billedoverblik: De to billeddele ovenfor den sorte bjælke er de to billeddele - og nedenfor den sorte bjælke to indzoomede billeddele af samme scene.<br />Sammenligning af:<br />*en almindelig eftermiddag. (de to mørkere nedre kvartbilleddele).<br />*en øvre spejling på en kold morgen ved jorden (og varmere et stykke oppe) i Mojaveørkenen (de to lysere øvre kvartbilleddele). Det ser ud som om der er en ("ufattelig" lige) skrænt grundet virkningen af den øvre luftspejling. De lodrette "skrænt"-dele er summen af lyse partier af scenespejling i dybden. Dermed går lodrette detaljer i dybden tabt. Derfor den lodret tilsyneladende udstrækkende virkning.<br /><br />Sammenlign med "pindens" højde ovenfor den sorte bjælke midtfor - og "pindens" højde nedenfor den sorte bjælke til højre.]]
Normaltilstanden i [[jordens atmosfære]]s [[troposfære]] er en vertikal temperaturgradient på omkring -1°[[celsius|C]] per 100 meters højde. Værdien er negativ, fordi det bliver koldere jo højere du kommer. I følge Minnaert<ref name="Minnaert">Marcel Minnaert; The Nature of Light and Colour in the Open Air; 1948; {{ISBN|0-486-20196-1}}.</ref> må gradienten være mindst 2&nbsp;°C per meter for at få en luftspejling, og spejlingen bliver ikke kraftig før gradienten når 4 eller 5&nbsp;°C per meter. Disse forhold kan opstå hvis det er stærk opvarmning på bakkeniveau, for eksempel når solen skinner på [[asfalt]] eller [[sand]].
Psykologi