海水和普通水一样,都是无色透明的,海洋色彩是由海水的光学性质和海水中所含的悬浮物质、海水的深度、云层的特点及其他因素决定的。大家知道,太阳光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成,这七种颜色的光,波长各不相同,从红光到紫光,波长逐渐变短,长波的穿透能力最强,最容易被水分子吸收,短波的穿透能力弱,容易发生反射和散射。海水对不同波长的光的吸收、反射和散射的程度也不同。光波较长的红光、橙光、黄光,射人海水后,随海洋深度的增加逐渐被吸收了。一般说来,在水深超过100米的海洋里,这三种波长的光大部分能被海水吸收,并且还能提高海水的温度。而波长较短的蓝光和紫光遇到较纯净的海水分子时就会发生强烈的散射和反射,于是人们所见到的海洋就呈现一片蔚蓝色或深蓝色了。近岸的海水因悬浮物质增多,颗粒较大,对绿光吸收较弱,散射较强,所以多呈浅蓝色或绿色。
紫光的波长最短,反射最强烈,为什么海水不呈紫色呢?科学实验证明,原来人的眼睛是有一定偏见的,人的眼睛对紫光的感受能力很弱,所以对海水反射的紫色很不敏感,因此视而不见,相反,人的眼睛对蓝、绿光却比较敏感。
海洋绝大多数是蓝色的,如果海水中悬浮物质比较多,或者其他原因的影响,大海的颜色就不再是蓝色的了。如我国的黄海,它是古代黄河的入海口,黄河夹带的大量泥沙流入海中,把蓝色的海水“染黄”了。虽然现在的黄河改向渤海倾泻,但黄海北面经渤海海峡与渤海相通,加上它要承受淮河、灌河等河流注入的河水,所以海面仍然呈现浅黄的颜色。
在印度洋西北部,亚、非两洲之间的红海是世界上水温最高的海,海里生长着一种红褐色的海藻,由于这种海藻终年大量繁生,把海面染成一片红色,红海因此而得名。
太平洋东北部的加利福尼亚湾,南部有血红色的海藻群栖,北部有科罗拉多河在雨季时带来的大量红土,海水呈现一片红褐色,被称为朱海。
白海是北冰洋的边缘海,它深人俄罗斯西北部内陆,北极圈穿过白海。白海由于所处纬度高,气候严寒,终年冰雪茫茫,加之白海有机物含量少,海水呈现一片白色,故名“白海”。
黑海表面有顿河、第聂伯河、多鹅河等淡水注入,密度较小;黑海的深层是来自地中海的高盐水,密度较大。上下海水之间形成了密度飞跃层,严重阻碍了上下水层的水交换。黑海通过博斯普鲁斯海峡和达达尼尔海峡与地中海进行水交换。由于海峡又窄又浅,大大限制了黑海与地中海的水交换,所以黑海深层缺乏氧气,上层海水中生物分泌的秽物和死亡后的尸体沉至深处腐烂发臭,大量的污泥浊水,使海洋变黑了。加之黑海地区经常阴雨如晦,风暴逞凶,就更增加了黑的感觉。
赤潮也可使海水颜色出现异常。赤潮是一种由于局部海区的浮游生物突发性地急剧繁殖并聚集在一起的现象。赤潮的颜色是多种多样的,这主要看引起赤潮的海洋浮游生物是什么种类。由夜光虫引起的赤潮呈粉红色或砖红色,由某些双鞭毛藻引起的赤潮呈绿色或褐色,某些硅藻赤潮则呈黄褐色或红褐色。
另外,由于太阳时而隐没在云层之中,时而透过云层放出光芒,海洋的颜色也就随之发生变化。海洋的颜色还取决于太阳离地平线的高度。
选择吸收是物体呈现颜色的主要原因。在一定的波长范围内,若物质对通过它的各种波长的光都作等量(指能量)吸收,且吸收量很小,则称这种物质为一般吸收;若物质吸收某种波长的光能比较显著,则称这种物质具有选择吸收性。太阳光照射到海面时,一部分光被反射回来,另一部分光折射进入水中。进入水中的光线在传播过程中会被水吸收。水对光的吸收与光的波长有关,即水具有选择吸收性。水对波长较长的光吸收显著,对波长较短的吸收不明显。红光、橙光和黄光在不同的深度时均被吸收了,并使海水的温度升高。到一定的深度 绿光 也被吸收了。而波长较短的蓝光和紫光遇到 水分子 或其他微粒会四面散开,或反射回来。所以当海水明净清澈时,目光中被海水吸收最少的蓝光和紫光就反射和散射到我们眼里,我们看见的大海就呈现出蓝色。
人们自然会提出这样一个问题,紫光波长最短,散射和反射应当最强烈,为什么海水不带紫色呢?实验表明,人眼对紫光很不敏感,因此对海水反射的紫光视而不见。所以海水不呈现 紫色 ,完全是因为人眼没有如实反映情况的缘故。
水分子对于可见光中各种波长不同的光线(指红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)散射作用(指光束在媒质中前进时,部分光线离原来方向而分散传播的现象)的强弱不同,对于波长短的(如绿、青、蓝等)其散射作用远比波长长的光(如红、橙色)的散射作用强。再加上散射作用的强弱与光程的长短也有关。在水层较浅时,可见光中各种波长的光几乎都能透过,散射作用也不显著。因此,水是无色透明的。当水较深时,由于散射作用显著,水就显出浅蓝绿色。水中溶有空气越多越偏绿色。水更深时会出现深蓝色甚至显黑色。海水较深时显蓝色,就是这个缘故。
银心质量比太阳大无数倍,万有引力引力产生的能量比太阳大无数倍,温度比太阳高无数倍,因此银心发出光的颜色比太阳冷,即银心发出蓝色的光。由于银心和太阳相隔两、三万光年的距离中有无数亿星星,就像一层非常厚实的隔离网,使之蓝光产生无数次折射、反射,这样到达地球空间的蓝光就会没有方向性,成为地球的无影光源,所以蓝光只要空间不封闭,就不受任何遮挡,因此不受云彩影响。但是隔离网和距离使蓝光非常非常弱,但是天空的厚度早已满足视觉,所以能看见银心发出的蓝光。由于大海的水深,也使透过的蓝光满足视觉要求,所以大海多数是蓝色的。
地表有的是红土层,有的是黄土层,还有北大荒的黑土地,等等,地表颜色几乎称得上是五颜六色。那么海底的表面也绝非一个颜色,也会像陆地颜色,有红、有黑,甚至比陆地颜色还要丰富多采。海底的这些颜色,有的把蓝色覆盖,有的被蓝色覆盖,还有产生新的复色,所以使海水的颜色不一样。
海水是透明体,当太阳光透射进海水时,好像三棱镜一样,白光被分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光线,海水能吸收大部分红、橙、黄光线,而较少吸收蓝、紫色光,所以蓝、紫光能透射进很深的海里。
在海水里也是这样,红、橙、黄光的波长比较长,能较多地绕过海水分子而很少被散射;蓝、紫光的波长比海水分子短,所以蓝紫光就容易被海水分子散射出来而进入人的眼里,由于人眼对紫光的感受能力较低,因此看到的海水是深蓝色的。
我国南海很深,海水含盐分多,促使泥沙沉淀而透明度高,所以南海呈现蔚蓝色;东海比较浅,浅海底繁生着许多绿色的海藻,所以东海看上去就变成了绿色的;黄海也比较浅,加之长江、黄河、海河、辽河等大河流每年挟带大量的泥沙流入黄海,使黄海变成浑浊的黄色。地处印度洋西北部的红海,海水温度高,非常适宜海藻繁殖,大批蓝绿藻死后变为红褐色漂浮在海面上,所以人眼看到的是红色的大海。
选择吸收是物体呈现颜色的主要原因。在一定的波长范围内,若物质对通过它的各种波长的光都作等量(指能量)吸收,且吸收量很小,则称这种物质为一般吸收;若物质吸收某种波长的光能比较显著,则称这种物质具有选择吸收性。太阳光照射到海面时,一部分光被反射回来,另一部分光折射进入水中。进入水中的光线在传播过程中会被水吸收。水对光的吸收与光的波长有关,即水具有选择吸收性。水对波长较长的光吸收显著,对波长较短的吸收不明显。红光、橙光和黄光在不同的深度时均被吸收了,并使海水的温度升高。到一定的深度 绿光 也被吸收了。而波长较短的蓝光和紫光遇到 水分子 或其他微粒会四面散开,或反射回来。所以当海水明净清澈时,目光中被海水吸收最少的蓝光和紫光就反射和散射到我们眼里,我们看见的大海就呈现出蓝色。