Het Nova Zembla-effect (ook wel 'Novaya Zemlya-effect' genoemd) is eigenlijk een illusie waarbij het lijkt dat de zon eerder opkomt dan astronomisch mogelijk is. Dit effect wordt veroorzaakt door sterke lichtbreking van zonlicht tussen luchtlagen met snel veranderende temperatuur. Afhankelijk van de temperaturen in de atmosfeer verschijnt de zon als een lijn of rechthoek van platte zandloperfiguurtjes. Dit effect is een zogeheten 'arctische luchtspiegeling' en is zowel in noordpoolgebied alsook in het zuidpoolgebied zichtbaar.
De zon kwam te vroeg op
Het was de Nederlander Gerrit de Veer die in de 16de eeuw als eerste dit atmosferisch verschijnsel waarnam en beschreef op Nova Zembla waardoor dit effect ook deze naam kreeg. Gerrit de Veer was lid van een expeditie naar het poolgebied en nam de rand van de zon waar op 24 januari 1597 terwijl deze eigenlijk volgens astronomische berekeningen twee weken later had moeten te zien zijn. Na hun expeditie werd hij echter niet geloofd. Het verschijnsel werd uiteindelijk opnieuw waargenomen door de ontdekkingsreiziger Ernest Shackleton tijdens zijn expeditie naar de zuidpool in 1915. Enkele decennia later was het uiteindelijk de Canadees Waldemar H. Lehn die als een van de eersten door berekeningen het zonsbeeld kon reproduceren.
Arctische luchtspiegeling
Het Nova Zembla-effect is een van de drie door de Canadese professor Waldemar H. Lehn onderscheiden arctische luchtspiegelingen, de andere twee zijn het hillingar-effect en het hafgerdingar-effect. Het verschijnsel treedt zowel in het noordpoolgebied alsook in zuidpoolgebied op. De luchtspiegeling wordt veroorzaakt doordat licht meervoudig wordt gereflecteerd doordat zonnestralen worden afgebogen als gevolg van een inversielaag. Deze inversielaag zorgt ervoor dat bij helder weer de koudere lucht aan het aardoppervlak als lens fungeert en de zonnestralen zo als het ware naar zich toetrekt. Dit gebeurt alleen als de inversielaag een dikte van ten minste 400 kilometer heeft en hangt af van de temperatuurgradiënt van de inversielaag. Het zonlicht moet over ten minste 400 kilometer naar beneden afbuigen naar dezelfde kromming als de aarde om zo een stijging van 5 graden te krijgen, waardoor de zon kan worden gezien.
