Ваще надо бы сфотографировать Луну и у горизонта и в зените, а потом обрезать фотки, чтобы только Луна была видна - и сравнить угловые размеры. Если разные, то наверное и атмосфера играет роль линзы. Может несколько факторов складываются.
В свою бытность студентом измерял диаметр Луны (и Солнца) с помощью БМТ (бинокулярная морская труба),
дающей 20-кратное увеличение, и имеющей измерительную сетку в поле зрения окуляра. Одинаков как вблизи
горизонта, так и выше. Я, кажется, уже писал об этом.
Наше зрение, помимо законов геометрии, подчиняется ещё и другим законам, основанным на бытовом опыте,
связанным с восприятием окружающего пространства вместе с находящимися в нем предметами.
Вот пример зрительной иллюзии описанной Эдгаром По (эта иллюзия особенно легко возникает у человека
с моноскопическим зрением):
http://www.skeptik.net/skeptiks/sfinks.htm.
Вот иллюзия, связанная с применением телеобъектива:
http://e-science.ru/forum/index.php?s=&showtopic=22283&view=findpost&p=391020 - в скрытом тексте.
