Почему вода в море кажется синей. Зависимость от глубины

Одни водоемы нам кажутся зелеными, другие синими, третьи - голубыми. Вода, набранная в прозрачную емкость, - прозрачная. Для того чтобы расставить все по местам, рассмотрим физические свойства воды.

Цвет воды

Чистая вода имеет голубой цвет. Однако интенсивность оттенка настолько мала, что заметить ее в небольшой емкости невозможно. Если наполнить водой большой аквариум из стекла, то голубой цвет станет заметен невооруженным глазом.

Что оказывает влияние на оттенок? Человеческий глаз видит отраженные световые лучи, поэтому важно, какие из них вещество поглощает, а какие отражает. Спектр видимого солнечного света состоит из всех цветов радуги.

Молекула воды красную и зеленую часть спектра поглощает, а синюю - отражает. Это придает воде голубоватый оттенок. Чем больше толщина слоя воды, тем интенсивнее ее цвет.

Естественные водоемы

Это в теории голубой, в природе чистые и одинаковые цвета встречаются редко. Почему вода в море голубая? Вдали от берега океаны и моря имеют большую глубину и кажутся наблюдателю черно-синими или фиолетовыми. Ближе к берегу вода становится светлее: голубоватой, зеленоватой, цвета морской волны и пр.

Почему возникает такое отличие? На интенсивность цвета и оттенок влияние оказывает не только толщина водяного пласта, но и наличие взвешенных частиц. У берегов в пелагическом слое множество водорослей и биологических остатков. Некоторые из них попадают в моря с суши. Фитопланктон зеленого цвета, поскольку содержит хлорофилл. Он отражает зеленую часть спектра, а поглощает красную и синюю. Наличие водорослей определяет зеленоватую природу оттенка прибрежных вод.

Глубина и цвет

Морские глубины и песчаные пустыни имеют много общего - в них крайне мало живых существ. На спутниковых снимках отчетливо видно, какие моря богаты живыми организмами, а какие - нет.

Почему море голубого цвета, а не, скажем, зеленого? Поскольку в центре эти водоемы имеют большую глубину. Вдоль береговой линии цвет воды зеленее, следовательно, здесь большое количество морских обитателей. В синих глубинах биологическое разнообразие беднее, подобно жарким пустынным пространствам.

Чтобы ответить на вопрос, почему море голубое, рассмотрим изменение цвета погруженного в него предмета. Желтая субмарина у поверхности будет нам казаться такой, какая есть на самом деле.

Чем глубже она опускается, тем сложнее солнечным лучам добраться до нее. С каждым метром количество света, достигшего ее поверхности, уменьшается, что связано с отражающей способностью как самой воды, так и находящихся в ней частиц живой и неживой природы.

На глубине тридцати метров субмарина будет казаться наблюдателю уже синевато-зеленой. Это связано с тем, что большая часть желто-красного спектра поглотится водой. Когда она окажется еще на несколько десятков метров ниже, молекулы воды поглотят и зеленый спектр. В результате желтая субмарина приобретет темно-синий оттенок.

В океане содержится намного больше взвешенных частиц, чем в чистой воде. На одинаковой глубине в первом случае будет намного темнее, чем во втором.

в океане

Морская и не обладает способностью светиться. Все, что видно под ее поверхностью, выглядит таким в отраженных солнечных лучах. Интересно, почему реки и моря голубые, ведь дневной свет - не синий? У поверхности практически такой же, что и над водой.

Максимальная доля излучения приходится на желто-зеленый отрезок видимого спектра. Цвет моря зависит от того, лучи какой части спектра отражаются, а какой - поглощаются. Этот сложный механизм был детально описан геофизиком В. Шулейкиным в начале ХХ века.

Молекулы, из которых состоит океан, колеблются и вращаются с разной интенсивностью, что влияет на отражательную и поглощательную способность. Они легко поглощают красные лучи, а синие отражают. По этой причине наблюдатели, находящиеся над морем, видят его голубоватым или фиолетовым.

Красные лучи поглощаются на первых метрах глубины, зеленые - ближе к 100, а синие - только на второй-третьей сотне.

Прозрачность морей

Прозрачность воды в мировом океане зависит не только от физических свойств жидкости, но и от содержащихся в ней организмов и частиц. Муть создают планктонные существа, грязь и взвеси различных веществ. Меньше всего бентосных одноклеточных содержится у берегов о. Пасхи. Поэтому воды там самые прозрачные по сравнению с другими участками Мирового Океана.

Моря разбросаны по всей поверхности земного шара. Часть из них находится в зоне тропиков, другая - в зоне полюсов. Над одними в основном выпадают обильные осадки и мало солнечных дней. Ряд морей находится в засушливых районах с большой интенсивностью солнечной радиации. Эти показатели также влияют на цвет моря, видимый наблюдателю.

Таким образом, изучив все физические свойства воды, теперь можно с уверенностью ответить на вопрос, почему море голубое.

Почему океан голубого цвета? August 12th, 2017

Синий океан. Зеленый океан. Прозрачная бесцветная питьевая вода в стакане. Так какого же цвета вода? На этот вопрос есть удивительный ответ. Чистая вода — голубая. Окраска эта очень слабая, поэтому в маленьком стакане она незаметна.

Но если мы нальем воду в огромный стеклянный аквариум, то увидим отчетливый голубой оттенок воды.

От чего зависит цвет воды? Цвет воды зависит от особенностей поглощения и отражения света молекулами воды. Белый свет, на пример солнечный, можно разложить на составляющие его цвета. Совокупность этих цветов называется спектром. Спектр белого света состоит из цветов радуги. Молекулы воды поглощают свет в красно-зеленой части спектра. Лучи синей части спектра отражаются молекулами. Поэтому мы воспринимаем цвет воды как голубой.

Однако в естественных водоемах цвет воды может быть весьма разнообразным. Посреди океана вода имеет глубокий темно-синий, почти фиолетовый, цвет. Вдоль береговой линии оттенки воды меняются от голубого до зеленого и желто-зеленого. Отчего такая разница? Разнообразие оттенков зависит от того, какие именно частицы взвешены в воде и какова глубина водоема. Около берега вода океана заполнена мелкими плавающими растениями и органическими частицами, которые попадают в нее с суши. Так же, как и их на земные собратья, водные растения, которые называются фитопланктоном, содержат хлорофилл.

Хлорофилл поглощает лучи красной и синей части спектра, а отражает зеленый свет. Поэтому около берега вода часто имеет зеленый оттенок.

Цвет воды и глубина Глубокие синие воды океана подобны безлюдным белым пустыням — и там и тут очень мало жизни. Если смотреть из космоса, то видно, какие океаны изобилуют жизнью, а какие нет. Зеленые воды, как тропические джунгли континентов, наполнены жизнью. Глубокие синие воды бедны жизнью и подобны белым безжизненным пустыням суши. Поглощение света частицами, взвешенными в воде, меняет восприятие цвета и под водой. Представьте себе, что вы погружаетесь в воду в желтой подводной лодке.

Близко от поверхности ваша субмарина будет выглядеть в точном соответствии с исходной окраской — желтой. Но чем глубже вы погружаетесь, тем большее расстояние должен преодолеть свет от поверхности, чтобы достичь подводной лодки. Когда она опустится на глубину 30 метров, большинство лучей желтого, оранжевого и красного цветов будет поглощено молекулами воды.

До лодки дойдут лучи синей и зеленой частей спектра. И вы глядеть ваша субмарина будет не желтой, а сине-зеленой. Если вы погружаетесь еще глубже, будут от сечены зеленые лучи. Под водная лодка теперь кажется тускло-синей. Мутные воды океана, в которых взвешены органические остатки, поглощают больше света, чем прозрачная чистая вода. Поэтому при погружении в мутную воду темнота наступает быстрее.

Океан состоит из соленой воды. Сам он, если выбросить всякую светящуюся живность, не светится. То есть весь свет, который мы видим, приходящий из океана, это отраженный солнечный свет. Но ведь солнечный свет тоже не синий. Спектр солнечного света у поверхности океана вот такой.

Интенсивность падающего на Землю солнечного излучения в зависимости от длины волны на уровне моря. Как видите, максимум излучения приходится на зеленую и желтую часть видимого диапазона.

Цвет океана определяется механизмом поглощения и рассеивания солнечного цвета молекулами воды. Механизм очень сложный. Полностью он был описан только 1923 году геофизиком Василием Шулейкиным. Оказалось, что молекулы воды совершают колебательные и вращательные движения и в результате этого по-разному поглощает разные длины волн. Более всего поглощаются красный, а менее всего - синий. Синий цвет рассеивается и отражается обратно в воздух, а красный так и остается поглощенным внутри океана. Это приводит к тому, что океан нам кажется синим, а под водой все фотографии отдают синевой. Так что, если соберетесь фотографировать рыбок, не забудьте вспышку.

Диаграмма, показывающая, как солнечный свет проходит через океан. Красный почти сразу поглощается, поэтому уже на небольшой глубине красных цветов под водой почти нет. Зеленый доходит метров до ста. А синий - до 200-300 м.

Прозрачность океана определяется не только молекулами воды, но и мелкими существами, что там живут. Планктон, взвеси, грязь - все это снижает прозрачность в океане. Недавно НАСА провела исследования и обнаружила, что самая низкая концентрация планктона находится у берегов Острова Пасхи.

Именно поэтому океан там самый прозрачный в мире.
Если не видели, то рекомендую заглянуть на страничку проекта Земная обсерватория (НАСА) и посмотреть совершенно потрясающие наблюдения концентрации фитопланктона в мировом океане за последние десять лет. Там же - поведение температуры океана. Там видно, например, где на Земле самое теплое море, почему киты проводят лето в северных широтах у побережья Аляски и Алеутских островов, или почему за три недели плавания по Тихому океану мы почти никакой живности вдали от берега не видели.

Источники:

Мы любуемся цветом воды морей и океанов, говорим, что она темно-синяя, или небесно-голубая, или какая-нибудь еще, а ученым мало видеть и восторгаться, им надо знать, почему все это происходит.

В XIX веке швейцарский географ Ф.А.Форель изобрел прибор, измеряющий цвет воды. Он создал шкалу из химических растворов, всегда имеющих одни и те же оттенки. Шкалу эту называют ксантометром.

Необходимо было доказать очевидное. Цвет воды, как и цвет всякого тела, определяется способностью пропускать, или отражать какие-либо цвета солнечного спектра. Снег, например, отражает белый цвет, лед пропускает солнечный свет насквозь, и оттого прозрачный, а вода в океане пропускает и отражает одновременно голубой цвет спектра. При этом считалось, что сама вода абсолютно бесцветна.

В 1883 году бельгийский ученый Шпринг провел опыт с дистиллированной водой. Он доказал, что и в закрытой трубке даже очищенная вода некоторое время сохраняет голубой цвет, полученный от спектра.

Кроме того стало ясно, что цвет воды не зависит от мельчайших частичек, рассеивание которых является причиной небесной синевы. Шпринг доказал, что вода, попадая в лучи спектра поглощает красные и темные части спектра, а голубые пропускает, и сама становится голубой на некоторое время.

Кроме того на цвет воды в морях и океанах влияет ее химический состав. В океанах чаще всего темно-голубой цвет, только в некоторых местах он приобретает немного другой оттенок.

Случается, что океанская вода кажется красной или приобретает оливковый оттенок. Изучая явление, ученые пришли к выводу, что такое окрашивание происходит из-за водорослей, находящихся в воде и обладающих подобным цветом. Именно они придают океану такую тревожную окраску.

Взвешенные частички, которым небо обязано синевой, иногда все-таки попадают в океан. У берегов океанов часто можно обратить внимание на зеленые оттенки воды, что можно объяснить нахождением в ней взвешенных частичек. Но чаще всего мы можем любоваться голубой гладью океана.

Почему море синее?

Почему море синее, ведь вода сама по себе прозрачная? И даже если взять морскую воду и налить в графин, она тоже будет прозрачная.

Неправильный ответ: потому что море отражает небо, а оно синее.

Цвет моря, который мы видим, — это результат рассеивания солнечного света толщей морской воды.

Вода пропускает свет неравномерно — короткие волны она рассеивает лучше, а длинные — хуже. Короткие волны соответствуют синей части спектра, а длинные — красной. В графине вы смотрите на просвет на тонкий слой воды, поэтому разница в пропускании лучей незаметна. А в море вы видите результат рассеяния солнечного света многометровой толщей воды. Поэтому синий свет меньше поглощается в воде, и в том свете, который выходит ИЗ воды, больше всего синего цвета.
Кстати

Лучше всего вода отражает не синий, а фиолетовый цвет. А еще лучше — ультрафиолетовые лучи. Вот почему на берегу моря опасность получить солнечный ожог выше, чем вдали от водоемов.

Наверняка каждый из вас хоть раз побывал на морском побережье и окунулся в синее-синее море. Но всегда ли море кажется синим? Отнюдь. Моря имеют различные цвета . К примеру, в северных морях вода темно-зеленая; у берегов - бурая или желтая. Мрачным свинцово-серым море становится в штормовую погоду.

А зависит цвет моря от толщи воды, в которой рассеивается и отражается дневной свет. Молекулы чистой морской воды отражают и возвращают к поверхности моря синие лучи. Если в воде очень много зеленых водорослей, то море кажется зеленым. Минеральные частицы и гумус, а также бурые водоросли придают морю бурый или желтый цвет.

Не зря Желтое море называется именно так. Дело в том, что реки приносят с суши огромное количество частиц, поэтому вода этого моря имеет желтую окраску.

И Красное море вполне оправдывает свое название - красный цвет воде придают бурые микроскопические водоросли.

Кстати, на цвет поверхности моря влияет цвет неба - если на небе нет ни облачка, усиливаются синие тона, а темные облака придают морю свинцово-серый цвет.

Вероятно, вам будет интересно узнать ответ на вопрос: почему Черное море называется именно так? Тут тоже дело в водорослях?

Стоит отметить, что Черное море сменило несколько названий. Существует несколько гипотез происхождения именно этого названия. К примеру, моряки считают, что море называется "Черным" потому, что на нем бывают очень сильные штормы, во время которых вода в море темнеет. Однако штормы-то в Черном море не частые гости, да и цвет воды при шторме меняется в любом море, не только в Черном.

На картах и страницах атласов моря рисуются синими и голубыми. В литературе им также часто приписывают этот цвет. Дети, черпающие знания из сказок, часто спрашивают у родителей: «Почему море синее?» Не каждый взрослый правильно и доступно ответит ребенку на такой вопрос. Бывавший на море человек может оказаться в замешательстве, ведь он знает, что цвет воды переменчив и зависит от многих факторов.

Физика света

Во второй половине XVIII века гениальный Исаак Ньютон впервые разложил обычный солнечный свет на составляющий его цветовой спектр. Для этого ученый пропустил тонкий луч через трехгранную призму. Свет преломился и отобразился на принимающем экране в виде ленты состоящей из семи цветов. Во всех экспериментах последовательность цветов сохранялась одной и той же. Сегодня дети запоминают ее с помощью простой фразы:

• Каждый (первая буква слова означает красный цвет);
• Охотник (оранжевый);
• Желает (желтый);
• Знать (зеленый);
• Где (голубой);
• Сидит (синий);
• Фазан (фиолетовый).

Ньютон пошел дальше: он направил разложенные цветные лучи спектра на собирающую линзу и вновь получил белый свет. Поняв природу солнечного луча, великий физик продолжал свои опыты, все глубже раскрывая физические свойства света и механизмы появления цвета .

С помощью фильтров он удалял из спектра отдельные цвета, смешивал разные оттенки между собой, изучал их взаимосвязь, которую отразил на спектральном круге, получившем впоследствии название «Цветовой круг Ньютона».

На основе своих изысканий ученый сделал три фундаментальных вывода:

1. Без света не существует цвета.
2. Белый свет содержит в себе все цвета, просто глаз их не в состоянии различать, например, как способен различать отдельные звуки в музыкальном аккорде.
3. Для цветов спектра действует принцип сложения, смешивая между собой разные спектральные волны, можно получить всевозможные цветовые оттенки.