Este efecto, cuyo nombre evoca leyendas artúricas, es un espejismo que se manifiesta en la parte superior de la visión (encima del horizonte), y que no sólo se produce en el mar, aunque aquí vamos a centrarnos en ello. De hecho puede ocurrir en cualquier lugar, y se da con mayor frecuencia en los polos. En la navegación está vinculado con las visiones que los marinos tenían en ciertos lugares y con determinadas condiciones atmosféricas. En tiempos antiguos no se conocían los motivos de estas ilusiones ópticas, pero sí los efectos, que causaban pánico entre las tripulaciones.

Antiguo dibujo que representa la fata morgana. En la parte superior se puede observar el barco de la izquierda en posición inversa y el de la derecha, que está más lejano, se puede ver que el espejismo lo reproduce mucho más grande y lo duplica (uno a la inversa y otro recto).
La fata morgana está históricamente vinculada a una bella isla del Mediterráneo, Sicilia. Parece que era frecuente su aparición en aguas del Estrecho de Mesina, donde confluyen las aguas del mar Egeo con las del Tirreno, y que por su propia naturaleza geológica ha sido objeto de mitos y leyendas desde la Antigüedad clásica (Scila y Caribdis). En algunas narraciones se denomina también Lavandaja (Giovene 1791) y en otras se atribuye al diablo.

Localización del estrecho de Mesina
La leyenda asociada al nombre
La denominación está relacionada con Morgana, la hermana del rey Arturo de las leyendas. Se dice que era una bruja o un hada, y de ahí viene fata morgana (hada es fata en italiano), aunque también hay quienes piensan que el origen del nombre de la poderosa hechicera proviene de mori-gena, que traducido significa nacida del mar, y lo vinculan con las sirenas por el parecido con el nombre inglés (marmoid). Hay que recordar que en la mitología clásica las sirenas atraen a los marinos con sus cantos para luego ahogarlos.

Arturo y Morgana. Ella le da una Excalibur (espada) falsa a su hermano. MS 38117. British Library.
El efecto fata morgana
Esta ilusión visual es mas compleja que los simples espejismos. Se produce por encima de la línea de visión y distorsiona los objetos que aparecen de forma significativa, por lo que no es extraño que en tiempos pasados los navegantes pensaran que era cosa de brujas.

Diagrama sobre cómo se produce este efecto óptico
El fenómeno óptico se produce al darse una inversión térmica en la atmósfera, que tiene lugar cuando en un mismo espacio hay dos capas de aire que están a diferente temperatura y la más caliente sube por la que está más fría (habitualmente sucede lo contrario). Al elevarse, la masa de aire caliente sobre la fría produce una refracción, ocasionando una serie de dos imágenes invertidas y rectas.

Explicación gráfica del efecto fata morgana
Citas históricas de este espejismo superior
Parece que desde la Antigüedad se observaba este fenómeno en las costas sicilianas, como muestran textos de Flavio Josefo y de C. Agripa. Ya en época moderna otros como Ferrariis (s. XVI) nos dan su versión del tema, aunque lo centra en el golfo de Trento (al sur de Italia):
«… se ven ciertas apariciones, que se llaman Mutationes o Mutata. La gente común cuenta historias de no sé qué, vampiros o brujas o, como dicen en Nápoles, janare [hadas], o como dicen los griegos, nereidas. … Y a veces verás ciudades y castillos y torres, y ovejas y ganado de diferentes colores e imágenes o espectros de otras cosas, donde no hay ciudad, ni ovejas, ni siquiera un zarzal. Yo mismo he tenido el placer de ver estas obras, esta lusus naturae. No duran mucho, pero cambian como los vapores en los que aparecen, de un lugar a otro, de una forma a otra, de donde tal vez se llaman Mutata, o porque el cielo cambia de soleado a lluvioso por estas apariciones».
Una descripción más detallada la encontramos en el s. XVIII, y va acompañada de un grabado en el que se puede ver claramente el efecto fata morgana.
«Cuando el sol naciente brilla desde el punto donde su rayo incidente forma un ángulo de unos cuarenta y cinco grados en el mar de Reggio, y la superficie brillante del agua en la bahía no es perturbada ni por el viento ni por la corriente, el espectador siendo colocado en una eminencia de la ciudad, de espaldas al sol y de cara al mar; de repente aparecen en el agua, como en un teatro catoptrico, varios objetos multiplicados; es decir, innumerables series de pilastras, arcos, castillos bien delineados, columnas regulares, altas torres, espléndidos palacios, con balcones y ventanas, extensos callejones de árboles, deliciosas llanuras con rebaños y manadas, ejércitos de hombres a pie y a caballo, y muchas otras imágenes extrañas, en sus colores naturales y acciones apropiadas, pasando rápidamente en sucesión a lo largo de la superficie del mar». (A. Minasi, 1773).

Una muestra de la fata morgana en un grabado de 1774. Il prospetto della città di Reggio nel canale di Messina, con la vaga veduta della Fata Morgana. Fuente
En la actualidad
En esta época sigue surgiendo la fata morgana, como lo prueban las fotografías y videos publicados (en la figura inferior puede ver una recopilación de ellos).
Más información
Fata morgana. Enciclopedia Culturalia. 2012.
MINASI, Antonio. Dissertazioni sopra diversi fatti meno ovvi della Storia Naturale, Dissertazione prima sopra un fenomeno volgarmente detto Fata Morgana, o sia apparizione di varie, successive, bizzarre immagini, che per lungo tempo ha sedotti i popoli, e dato a pensare ai dotti. A Sua Eminenza il Signor Cardinale di Zelada. Roma: Imp. Benedetto Francesi, 1773.
YOUNG, Andrew T. and FRAPPA, Eric. Mirages at Lake Geneva: the Fata Morgana. Applied Optics. 2017, 56, p. 59-68 (sólo está accesible el resumen y trata sobre la fata morgana en el lago Leman, situado entre Francia y Suiza).