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决定海洋颜色的因素有哪些 [复制链接]

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海洋为什么是蓝色?有些文章说是因为反射蓝天的原因,这是不正确的。我们知道,太阳光其实是不同波长的电磁辐射,包括红外线、可见光、紫外线。人的眼睛一般只能分辨波长-纳米的地磁辐射,称之为可见光(图1)。

图1太阳光包括红外、可见光、紫外

如果太阳光经过三棱镜,则分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,相应的波长从长波长到短波长(图2)。

图2太阳光三棱镜实验

当太阳光进入海洋,海水类似于三棱镜,但是海水吸收太阳光的长波长可见光包括红、橙、黄、绿、青,而短波长的颜色比如蓝色被反射,从而进入人们的视野,这才是海洋呈现蓝色,深蓝色的真正原因(图3)。其实,紫色也被海水反射,但是人对于紫色不是很敏感,因此视而不见。当然这只适合于纯净的海水。

图3海水吸收长波长光,蓝色被反射

海水深度也是导致海洋颜色变化的一个重要因素。我们知道玻璃杯纯净水是无色的,因为没有足够的水来吸收光线。因此,水越深,颜色越蓝,这也是为什么当你坐船从浅海到深海过程中,发现海水的颜色越来越蓝的原因(图4、图5)。图4、图5是我在西沙群岛永兴岛拍的两张海水深度不一样的照片。图4水浅,颜色偏蓝绿,图5水深则深蓝色。

图4永兴岛附近海水颜色图5远离永兴岛海域海水颜色

如果海水中含有杂质或者微生物比如藻类,则这些杂质散射的可见光将压制海水反射的蓝色,从而呈现其它颜色。

比如我国的黄海就是因为黄河携带的泥沙过多,呈现黄色而得名。其实现在黄河流入海口在渤海境内,如果细分的话,现在的黄海海水还是蓝色的,只是渤海是黄色的,它们之间分界非常清楚,堪称黄渤海分界线。

埃及的红海则可能是海域中发育一种叫红海束毛藻的蓝藻,它可以将蓝绿色海水变成褐红色而得名。我国青岛附近的海域经常出现浒苔,而出现绿色。下面这张图就是我在年7月拍摄的,当时很多工作人员在处理浒苔(图6)。

图6青岛附近海域浒苔泛滥

黑海则是另外一种情形。主要是上下水体不交换,深层水体缺氧,含有大量硫化氢。上层水的生物遗体下沉,日积月累,底层有机质含量多,颜色就变深,甚至黑色。

总之,海洋的颜色总体是蓝色的,但是也可以出现其它颜色。影响因素主要是水的深浅,水越深颜色越蓝;水的纯净度,水越纯净颜色越蓝,杂质越多颜色变杂;水中生物特别是浮游微生物的发育程度,水中浮游植物越多,海水颜色越绿。

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