简单来说,大海是蓝色的主要原因是水对光的散射和吸收特性!
海水吸收和散射光线
阳光包含各种颜色,光谱中也包括了红色的、橙色、则黄色及绿色等等色彩。 当阳光射入海水时,大部分的光线会被海水吸收掉。 红色的光波长较长,更容易被海水吸收掉,而蓝光和紫光波长较短,更容易被海水散射开来,。这就是我们看到的蓝色的根本原因。 你可以想象一下,清晨朝天色昏黄,那是大量红橙光在空气散射的效果,而夕阳是红的,则是红光不被散射的缘由(红光容易穿透多尺度介质)。 类似实验表明:你用透明的装满少量雨水的透明的水杯,看到是浅绿,甚至透明效果(这说明水的散射不明显)+如果加入一些胶体等等能够强化水的散射能力或者散射更显着(则可以看到蓝色),甚至加一些荧光色,然后改变其形状及其它物体的形状在里面照射光线便可能能够更能直觀得了解光的吸收散射及其比例的问题 (这取决于水中物质粒子的大小,以及他们的密度,如果可以,可以使用实验测试一下), 这都是通过直观形象实验进一步说明其光的散射和吸收!
影响海水颜色的其它因素
虽然海水本身对光的散射决定了基础色调,但其它几个因素也能影响你看到的颜色:纯净的水体看起来往往是比较深的蓝色, 而靠近海岸或者有很多沙子、细微的矿体物、泥沙的水域, 会偏于黄色或绿色甚至棕褐色。 例如,黄河流入大海的地方往往呈现泥黄色、浑浊的,亚马逊江大量排入了很多的矿物质也是泥黄色的,那是受到河水冲积土石等杂物(大量泥沙等不透明物质)的影响。 虽然深度影响散射也对颜色起着作用;纯海水深度越深,蓝色会显得更为浓重。(因为更难以见底,散射变少,因此就显得呈现深蓝色)(但前提是大气透明,晴空万里) 有些特殊海水会根据所在洋区生物物质(比如何时进行生物繁殖等有关)、深度、还有污染的多少会让呈不同的色调等等因素改变外观颜色等。 例如红巨藻、赤潮(等浮游生物群体大量繁殖,可能会形成大片红色的海水等等)(当然还有海藻,这些都含有不同的彩色)。 比如,在红海,水体中某些藻类的存在让海水呈现了红色的色调(这种变异不是主要原因。)。一些矿物质沉淀物也能轻易改变海底海水的颜色。 。即使在一些深度变化较小且不改变海水的质量或含有其他额外物质的洋区域,例如:北太平洋环流或者某些副极风吹浮游, 其中含的不同的深蓝(蓝)色的海水差异也很相当小,不过也可见!
常见问题解答
问:为什么海水有时看起来是绿色或棕色?
答:这是水中藻类、泥沙和沉积物等因素的影响的结果;泥沙含量越多越显得浑浊和黄色或者橙棕色。 海藻和其它浮游绿色植被也可以影响海水色彩, 例如赤潮。 绿色海洋表明更多的细微沉积被扩散进到海洋了(虽然深度以及所吸收的光线的影响依然,但这些粒子明显能够对可见光产生更大规模的影响。!
问:深海海水颜色是深蓝色,这是为什么呢?
答:跟前面说了,这与更小份大量红色波長の散射和光在被进一步吸收所导致深蓝色。深度越多,吸收的也就相对比较多,相对蓝色比较容易地显示出来(这里的大范围海洋是指那些类似透明性的均匀液体的浅表状态海域,深度过深,就影响了)。如果深度及其它类似的问题影响颜色影响显著(某些湖可能比较浅而面积则不规则也使得其光的散射不均匀)使得光很难通过甚至光完全不能通过 (这时,就比较明显可见光的吸不吸收波长多少所出现不同的颜色)!
问:极地冰川的融化会改变海水的颜色吗?
答:不会直接改变基本色调蓝色,更多的改变还是相对比较混浊的海水的澄澈。 海水会持续比较清澈而干净等等的变化(也就是纯度有所改变,但这对大海看起来的颜色影响很影响是不大的,蓝色主要的影响因素依旧为光的散射和吸收)。 冰川の融化会大量增强的比较冷的大水的多少。虽然不会影响主要颜色蓝色主要的影响因素为蓝光的散射,但是过 量的大致冰熔化的冷空气(空气越少则表明海水越冷,光线吸收不同也会在散度上有不同),温度相对变化不大就影响小的。温度的影响非常小的(所以我们先假设水的质量并不受其自身水的质量而影响变化),它仅仅是一种水,它改变仅仅导致的是淡水的不同含量的,但水的基本颜色为变化(蓝色调变化),除非含有其它能够引发改变颜色的杂质杂量等的其它物质才导致它颜色的大改,甚至改变原本海水基本透明色的显著性质。但这颜色蓝色色并非是因为含有这大量的融水产生的颜色导致的,仍然和一开始说的光的基本原理相联系。换另外个角度来说也就是没有改变大量光对海水的散射特征而已等 !