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A direção de propagação da luz sofre um desvio ao atravessar a atmosfera terrestre com ângulos de incidência não nulos. Esse efeito é cromático, ou seja, varia com o comprimento de onda da luz e é mais acentuado para luz azul do que para luz vermelha. O efeito sempre faz com que a altura observada de um objeto no céu seja maior do que ela realmente é. Quando vemos o pôr do Sol, esse astro está fisicamente abaixo do horizonte em relação ao observador, mas a atmosfera refrata a imagem do astro e a projeta acima do horizonte.
Esse efeito de refração acontece porque a atmosfera terrestre