Slunce nízko nad volnou mořskou hladinou nezmizí za ostrou geometrickou čárou. V okamžiku, kdy se jeho spodní okraj zdánlivě dotýká vody, se paprsky už klikatí hustým, chladnějším vzduchem těsně nad hladinou. Tím se obraz slunce deformuje a poslední chvíle denního světla se viditelně prodlužují.
Hlavním mechanismem je atmosférická refrakce, tedy lom světla způsobený změnami indexu lomu v troposféře. Chladnější a hustší vzduchové vrstvy nad mořem fungují jako svislá čočka, která stáčí paprsky dolů k povrchu Země. Protože planeta je zakřivená, tento dolů ohnutý paprsek kopíruje její zakřivení, a slunce je tak stále viditelné, i když už se nachází geometricky pod obzorem. Ve srovnání se světem bez atmosféry by tma nastala o několik minut dříve.
Lom světla přitom neprobíhá rovnoměrně přes celý sluneční kotouč. Paprsky ze spodního okraje procházejí hustšími vrstvami vzduchu a lámou se silněji než paprsky z horního okraje. Tento rozdíl obraz slunce opticky stlačuje a zplošťuje do podoby jakéhosi sešlápnutého oválu. Při výrazných teplotních inverzích se efekt může zvrhnout až v fatamorgáně podobná zkreslení. Výpočty založené na radiačních přenosových modelech a geometrické optice ukazují, že i relativně malé změny teplotního a tlakového profilu nad mořem dokážou citelně posunout čas i podobu viditelného západu slunce.
Samotné moře hraje klíčovou roli tím, že ochlazuje a stabilizuje vzduch těsně nad hladinou a udržuje ostré svislé změny hustoty, které lom světla u horizontu zesilují. Pozorovatel na lodi nebo na pobřeží se tak vlastně dívá přes rozlehlou, vrstevnatou optickou soustavu, ne do prázdného prostoru, když sleduje klesající sluneční kotouč. To, co vypadá jako samozřejmý každodenní jev, je ve skutečnosti přesná ukázka zakřivených světelných drah ve vrstevnaté atmosféře.
