Так называемый восход солнца над морем — это не столько раскрытие самого Солнца, сколько умело «взломанный» световой сигнал. Задолго до того, как солнечный диск, как нам кажется, касается горизонта, солнечный свет уже прошел через слои водяного пара, был изогнут атмосферной рефракцией, а затем отразился от поверхности океана по пути к нашему глазу.

В верхних слоях атмосферы рассеяние Рэлея «выбивает» из падающего потока коротковолновое синее и фиолетовое излучение, увеличивая относительную долю более длинных волн — красных и оранжевых. Одновременно преломление в более плотных нижних слоях атмосферы смещает видимое положение солнечного диска и тем самым изменяет длину пути, который свет проходит сквозь аэрозоли и влажный воздух. Этот удлиненный оптический путь увеличивает эффективную оптическую толщину, которая работает как регулируемый цветовой фильтр, выборочно ослабляя отдельные части спектра еще до того, как свет достигает поверхности моря.

Затем свой вклад в обработку сигнала вносит сам океан. Луч, падающий под малым углом на воду, сталкивается с отражением по Френелю: при скользящих углах падения поверхность отражает значительную долю света, особенно в горизонтально поляризованной его компоненте, а остальная часть проникшего излучения частично поглощается в соответствии с коэффициентом поглощения морской воды. Мелкомасштабная шероховатость водной поверхности разбивает отражение на полосы и блики, перераспределяя уже отфильтрованный, покрасневший свет в знакомую светящуюся дорожку, будто соединяющую Солнце с наблюдателем. То, что кажется простым границами соприкосновения звезды и океана, на деле представляет собой сложенный «алгоритм» рассеяния, преломления и отражения, который в реальном времени работает одновременно в воздухе и воде.