Varför är vattnet i havet azurblått? Vad bestämmer färgen på havet

På en klar dag, under en djupblå himmel, och havet är blått.

Det blåaste havet i världen är där Rosshavet sticker djupt in i den antarktiska kontinenten, detta är det sydligaste vattnet på jorden, längre bort till polen finns det bara is. Alla vet att över Antarktis finns det en kränkning ozonskikt atmosfären, och hela den blåvioletta delen av flödet solljus, inklusive ultraviolett, når jordens yta - och havet... Färgen på vågorna där är så djupt, blåast att bara titta på dem tar andan ur dig. Men detta händer även vid Svarta havet, ta en titt...

Himlens färger är ljusast vid solnedgången, de reflekteras i havet...

Det visar sig att färgen på havet är reflekterat ljus och färgen på himlen? Rätt, men inte riktigt. Vitt solljus består av strålar annan färg. På ett vackert sätt visar regnbågar oss hela sin skala – och de som vi ser i fuktig luft efter regn, och de som bildas i vattendamm, bakom havsvågstopparna.

Alla ämnen, inklusive havsvatten, absorberar och absorberar strålar av vissa färger, medan andra delvis reflekterar och delvis transmitterar genom sig själva. Starkast absorberar havsvatten de röda och gula strålarna av solljus - blått och grönt finns kvar, reflekteras i våra ögon - och vi ser havets färg, som vanligtvis kallas "Färg havsvåg» . Detta är den vackraste färgen på havet.

Det orsakas inte bara av vattnets egenskaper utan också av mikroskopiska planktonalger - grunden havets liv. Planktonalger absorberar rött ljus från solens strålar – de behöver det för fotosyntesen. Och på grund av detta förvärvar havsvatten grön skugga. Och ju mer växtplankton i havet, desto mer levande havet, desto större andel grönt i havsvågens färg.

Om det finns få planktonalger i vattnet och det är helt genomskinligt, så verkar havet ljusblå – det här är färgen ultramarin - detta namn för färg och färg, givet av italienska konstnärer, betyder "supermarin", "mest marint". Vid klart väder blir sådant kristallklart havsvatten turkos färg

Denna färg på vattnet, i sin renaste form, kan ses på tropiska grunder med vit korallsand, eller utanför kusten av Medelhavets öar som består av vit kalksten - solens strålar reflekteras från den vita botten, och ett tunt lager vatten är fortfarande upplyst underifrån. Både ultramarin och turkos är extraordinära, underbara färger på havet, men de betyder att detta hav är - tyvärr - livfattigt.

Havsvattnets rena färger är bättre synliga om du tittar på havet i rät vinkel, ovanifrån - från bergssluttningarna, lutande från en brygga eller sidan av ett fartyg - i det här fallet kommer mindre solljus in i dina ögon . Men du kan helt bli av med dem genom att kasta dig under vatten - när vi går ner från ytan till botten, med varje meter vi går ner, observerar vi förändringar i ljus och färg.

Några meter under havets yta spelar solens strålar i det festliga, genomskinliga, turkosa vattnet, alla färger är ljusa och verkliga.

Ju djupare vi går desto bleknare blir färgerna - 25 meter från ytan är vi omgivna av en blågrön vattenpelare, solens röda och gula strålar, absorberade av vattenpelaren, når knappt hit, och allt som är färgad blå och gröna färger- går vilse, löses upp i sådant ljus.

Det är därför fjällen på sidorna av fiskar som lever i vattenpelaren är färgade blåvioletta - här gör det dem osynliga. Och det är därför som ljusgula färger alltid används i dykarutrustning: tvärtom framhäver de undervattenssimmare så att de inte tappar bort varandra i det blå diset.

På 40 meters djup, speciellt i inte särskilt transparent svart havsvatten, violettgrå skymning härskar eftersom violetta strålar, de mest kraftfulla i solspektrumet, tränger djupare ner i vattnet än andra.

Här finns inga fler färger, fiskar dyker upp och försvinner som grå spöken, i total tystnad. Bara ljuset från en ficklampa kan visa att fiskarna här inte är mindre ljusa än de vid ytan - i själva verket är det samma typer av fiskar som vi såg ovan - vi dök inte så djupt. Du tittar längre ner för sluttningen, täckt av svart silt och fragment av musselskal – det finns bara mörker.

Eftersom det på ett djup av 50 meter i Svarta havet praktiskt taget inte finns något ljus, är livet som finns där sekundärt, för utan ljus finns det ingen fotosyntes, alger lever inte där och ny levande materia skapas inte. De övre 50 metrarna av havet - en tunn ytfilm - matar hela dess tjocklek. De djur som lever djupare livnär sig genom att stiga upp till ytan eller genom att plocka upp det som faller uppifrån.

Om det sker en snabb utveckling av växtplankton - encelliga alger - i havet, så ger de vattnet sin egen färg, det kan vara grönt, brunt, rött, orange och till och med vitt. Sådana fenomen kallas "blommande vatten", ibland kallas de också "röda tidvatten".De förekommer oftast i kustvatten, havsvikar, rika på mineraler som är nödvändiga för tillväxten av alger. Det finns många sådana vikar och vikar längs den nordöstra kusten Nordamerika- och när du flyger med flyg från Europa till östra USA under växtplanktonets blomningssäsong - på våren är det mycket intressant att från fönstret observera vattnets skiftande färger längs stranden - i en vik är vattnet brunt , i en annan är den grön, i den tredje är den gul...

Men ibland utvecklas växtplanktonblomningar över ett helt hav. Röda havet fick sitt namn just på grund av den upprepade omfattande blomningen av blågröna alger (även om det är mer korrekt att kalla det en cyanobakterie) trichodesmium – den är röd till färgen på grund av pigmentet fykoerytrin som den innehåller.

I Svarta havet, de mest intressanta kustnära blomningar av planktonalger noctiluki – det färgar vattnet en eldröd färg.

Men på natten blir det ännu mer intressant - varje noctiluca glöder - och hela havet skimrar! Noctiluca är den största encelliga algen i vårt hav - upp till 1 mm i diameter, och var och en av dem är synlig som en separat grön gnista. Översatt från latin betyder noctiluca nattljus. I Utrish Bay, inte långt från Anapa, var sista gången en sådan blomning inträffade år 2000. Vi kommer att diskutera havets glöd mer i detalj i kapitlet "Plankton".

Havsvattnets rena färger störs nästan alltid av diset av avdunstning över vattenytan - det döljer och suddar ut den sanna färgen och ger den vitt. Det märks särskilt när vattnet i havet blir varmare än luften – på hösten och vintern finns det dagar då tjock ånga virvlar över havet.

Vinden skapar krusningar på vattnet, bildar många speglar, bländar och skickar solstrålar in i våra ögon; då är det svårt att urskilja havets färg. När vinden får havet att krusa en ljus sommareftermiddag kommer åtminstone hälften av havet att förvandlas till en bländande spegel för våra ögon!

Om vinden väcker krusningar på havets yta en dyster dag, så breder en stålgrå vidd ut sig framför våra ögon, detta är mer frånvaron av färg än färg.

Denna bild kan observeras mycket ofta i världshavets vidsträckta, särskilt i norra haven. När en storm bryter ut och en orkanvind bryter och blandar topparna av vågorna med luften, piskar dem till gråvitt skum...

Och solens bländning på havets yta och skummet från vågorna är nästan ständigt synliga i havet - och i själva verket är den vitgrå matta glansen den mest normalt utseende hav. Det är därför krigsfartyg målas grå - de försöker göra dem mer osynliga "på havets grå slätt".

Om vi ​​tar ett glas vatten från havet kommer vi att se en genomskinlig vätska där, men om vi tittar in i själva reservoarens djup kommer vattnet att visa sig vara blått. i det ena fallet och genomskinligt i det andra?

Atmosfärens roll

Man trodde en gång att svaret ligger på ytan, och för att vara exakt reflekteras det i det: himlen av blå färg. Det är därför vattnet i havet är blått - det speglar den blå himlen! Faktum är att på grund av dess kemiska struktur och fysiska parametrar fungerar som en idealisk spegel, reflekterande synlig färg himlen och molnmassorna som svävar ovanför den. Därför till exempel Östersjöns vatten och Medelhavet Du kan inte förväxla dem ens på ett fotografi. Östersjön domineras trots allt av gråblytoner, och delvis beror det på att sjuttiofem procent av tiden på året hänger tunga mörka moln över horisonten. Men i sydliga breddgrader himlen är mestadels molnfri, och när den reflekteras ger den vattnet en vacker blå färg.

Men det finns mer betydelsefulla faktorer. Faktum är att ljus i vattenmassor bryts, och det gör detta under olika vinklar på olika djup. På grunda djup kommer vattnet att verka genomskinligt på grund av att strålar bryts i det olika färger och nyanser. De överlappar varandra, och som ett resultat uppfattar vårt öga vatten precis intill stranden eller, säg, i ett glas, som nästan färglöst.

Djup beroende

Ju större djup, desto mer skillnad i strålarnas absorptionstid och deras längd. Dessutom finns det ytterligare en funktion - bara nyanser från regnbågens spektrum absorberas och sprids. På ytan kommer gula, orange och röda färger att vara utspridda, på större djup kommer vattnet att vara grönt på grund av interaktion med gröna nyanser, och djuphavet kommer att absorbera blå, indigo och violetta nyanser. Det är därför havet är blått bort från stranden. Det är tack vare detta fenomen med reflektion och absorption av ljus som snön ser vit ut - den reflekterar vit färg, och is reflekterar alla färger, varför den verkar genomskinlig.

Livet tar ut sin rätt

Men det är inte allt. När allt kommer omkring, när man svarar i detalj på frågan om varför havet är blått, är det omöjligt att helt enkelt rabattera de som bor där. Till exempel har växtplankton en enorm inverkan på reservoarens färg. På grund av klorofyllet den innehåller absorberar växtplankton blå strålar och sprider gröna. Följaktligen, ju mer plankton det finns, desto mer uttrycksfullt blir det gröna. Men förutom växtplankton finns det många andra invånare på djupet som ger havet olika nyanser. Dessa organismer kan komma i alla regnbågens färger, och deras koncentration påverkar direkt vattnets färg.

En annan faktor är de små partiklarna som suspenderas i vattnet. Deras kvantitet, såväl som deras kemiska sammansättning, kan mätas med en speciell enhet på en skala av kemiska föreningar, som skapades av Francois Forel. Kemisk sammansättning vätska spelar mycket viktig roll i färgen på hela reservoaren. I lättsaltade och svala vatten dominerar blå och blå nyanser, och i salta och relativt varma lager- grön.

Svarta havets mysterium

För att förstå varför floder och hav är blå, överväg exemplet med Svarta havet. Varför fick den ett så beskrivande namn? Forskare har två huvudhypoteser i denna fråga. För det första märkte sjömännen att under en storm mörknar vattnet och blir nästan svart (även om allt under en storm blir mörkt, tittar man noga är det verkligen så...). För det andra, om du sänker ett metallföremål till ett större djup kommer det att mörkna. Detta kommer att hända på grund av innehållet av svavelväte, ett ämne som frigörs av bakterier vars funktion är att bryta ner lik av djur och växter. Och igen, om du lägger vatten i ett glas kommer vätskan fortfarande att vara genomskinlig, men från fågelperspektiv blir den blå.

Svaret ligger i djupet

För att sammanfatta kan vi identifiera följande huvudfaktorer som förklarar varför havet är blått:

• Fysisk. Brytning av solens strålar och hög temperatur ge djupet på floder och nyanser, men ju lägre vattenvolymen och graden är, desto mer transparent blir vattnet.
• Biologisk. Växtplankton, suspenderade partiklar, alger och mikroorganismer som lever i vattendjupet ger vattnet gröna eller blå färgnyanser.
• Kemisk. Blandar man röd färg med vatten blir det rött vatten. Något liknande händer med havet: kemiska föreningar som bildas i det under påverkan av olika faktorer ger olika färger. Tja, i rättvisans namn måste vi lägga till detta svavelväte, som färgar allt som inte är för lat mörka nyanser. Vi bör inte glömma högt innehåll salt, som sprider strålar från den blå delen av spektrumet.

Således ger ett så till synes enkelt ämne som vatten i dess olika aggregationstillstånd, med helt olika färger, ett överflöd av frågor. Liksom dilemmat "Varför är havet blått?", kan de förvirra inte bara ett barn utan också en välutbildad vuxen.

Varför är havet blått?

Eftersom vatten absorberar andra färgvågor. Blått kan färdas djupt under vattnet, till skillnad från rött, gult och grönt. Det är därför djupa vatten ofta är blåare än grunt.

Tja, det finns en annan uppenbar anledning - havet reflekterar himlen och kopierar dess färg.

För den blå himlen reflekteras i den.

Men havet verkar verkligen blått för oss vid en ytlig blick, och hela poängen är av två anledningar. Den första och mest uppenbara är reflektionen av himlen i vattnet. Den andra orsaken ligger i solljusets spridning av själva havsvattnet. Och det blå spektrumet absorberas mindre av vatten, varför havet är blått. Havets färg kommer att bero på havets föroreningar och lugn.

Om du behöver ett svar för ett barn, säg att den blå himlen reflekteras i det djupa havet, som i en spegel. Men på grunt vatten kan man se botten och därför har havet samma färg som botten.

Och det är därför pooler vill se ut som havet så mycket att de är kaklade med blå kakel.

Av samma anledning som himlen - blå färg.

Solens strålar är utspridda i atmosfären enligt Rayleighs lag, som säger att intensiteten av strålningsspridningen är omvänt proportionell mot våglängdens fjärde potens. Det vill säga, svaret som gavs vid Fysik och Teknikinstitutet lät så här: eftersom lambda till fjärde makten. Det vill säga att strålar med kortare våglängd sprids starkare. I spektrumet kommer detta att vara den blå-blå delen av spektrumet.

Havets färg beror på dess djup, tid på dygnet, himmelsfärg, mängd plankton, vattenföroreningar och ljusspridning. Om havet är lugnt, klart och himlen är blå eller blå, kommer vattnet också att vara blått. Detta, kan man säga, är havets normala standardtillstånd och dess standardfärg, varför havet kallas blått i folkmun.

Himlens reflektion har sitt inflytande på havets färg, men den är obetydlig. Och den blå färgen är resultatet av solljusspridning havsvatten. Faktum är att vatten, precis som alla andra ämnen, absorberar vissa strålar och reflekterar andra. Och vitt solljus består, som många vet, i sin tur av andra strålar i olika färger. Ljus passerar genom tjockt vatten ojämnt kort ljusvågor(rött, gult) vatten försvinner bättre, men långa (blått) skingras mycket sämre.

Taget från http://whyy.ru/pochemu_more_sinee/ men jag tror att det här svaret är tillräckligt för dig

Havsvatten verkar blått för oss, precis som himlen, av en anledning som är relaterad till solljusets molekylära spridning. Kortvågig (ultraviolett) strålning av ljusvågor, som tillhör den blå delen av spektrumet, sprids mycket bättre av vatten- och luftmolekyler än långvågig strålning ljusstrålning. Därför verkar ett transparent medium blått för oss.

Färgen på havet som vi ser är helt enkelt resultatet av solljusets spridning genom havsvattnet. Vatten överför ljus ojämnt - det sprider vanligtvis korta vågor bättre och långa vågor sämre. Korta vågor motsvarar vanligtvis den blå delen av spektrumet, och långa vågor motsvarar den röda delen. Och tittar vi på havet ser vi det blått eller grönaktigt, men det är genomskinligt.

Varför är havet blått, för att vattnet i sig är genomskinligt? Denna fråga intresserade också Francois Forel, som redan på 1800-talet skapade en analog till strömmen xantometer. Öring försökte mäta vattnets skugga med hjälp av en skala av kemiska lösningar. Men oavsett hur experimenten utfördes förblev färgen fortfarande genomskinlig. Ibland finns det en åsikt att havet speglar himlen. De mest kända experimenten i denna fråga utfördes av forskaren Spring

Havet reflekterar alltså inte himlen, utan det avger spektrats blå färg.

Dessutom beror havets färg på andra faktorer:

• havsväxter. Speciellt alger och koraller, samt sand eller lera;
• djup. Som regel, där djupare vattnet är mörkare, och vice versa, nära stranden är det nästan genomskinligt.

• Detta beror på att havsvattnets tjocklek sprider solljus. Och eftersom blå färg absorberas mindre av vatten, verkar havet blått.

  Vatten överför ljus ojämnt, vatten sprider korta vågor bättre, och långa vågor vatten försvinner sämre. Korta vågor motsvarar den blå delen av området, och långa vågor motsvarar den rödaktiga delen av området. I ett glas tittar du på ett tunt lager vatten, som ett resultat av vilket skillnaden i strålöverföringen knappast märks. Och i havet ser vi effekten av ljusspridning från många meter vatten. Som ett resultat av detta absorberas blått ljus i mindre utsträckning i vattnet, och i ljuset som erhålls från vattnet är den blå färgen mest signifikant. Förresten, vatten visar bättre inte blått, men lila, bättre reflekterar ultravioletta strålar. Det är därför på havsstranden det finns en risk för förvärv solbränna högre än på avstånd från havet.

Vissa vattendrag verkar gröna för oss, andra blåa och andra blåa. Vatten som samlats upp i en genomskinlig behållare är klart. För att sätta allt på sin plats, låt oss överväga fysikaliska egenskaper vatten.

Vattenfärg

Rent vatten har en blå färg. Intensiteten på skuggan är dock så låg att det är omöjligt att märka det i en liten behållare. Om den är fylld med vatten stort akvarium gjord av glas kommer den blå färgen att bli synlig för blotta ögat.

Vad påverkar nyansen? Det mänskliga ögat ser reflekterade ljusstrålar, så det är viktigt vilka av dem ämnet absorberar och vilka det reflekterar. Spektrum av synligt solljus består av alla regnbågens färger.

En vattenmolekyl absorberar de röda och gröna delarna av spektrumet och reflekterar det blå. Detta ger vattnet en blåaktig nyans. Ju tjockare vattenlagret är, desto intensivare är färgen.

Naturliga vattenförekomster

Detta är i teorin blått, rena och identiska färger är sällsynta. Varför är vattnet i havet blått? Långt från stranden har hav och hav större djup och verkar svartblå eller lila för betraktaren. Närmare stranden blir vattnet ljusare: blåaktigt, grönaktigt, havsgrönt etc.

Varför uppstår denna skillnad? Färgintensiteten och nyansen påverkas inte bara av vattenskiktets tjocklek, utan också av närvaron av suspenderade partiklar. Utanför kusten finns i det pelagiska lagret mycket alger och biologiska lämningar. Några av dem kommer in i haven från land. Växtplankton är grönt eftersom de innehåller klorofyll. Den reflekterar den gröna delen av spektrumet och absorberar det röda och blåa. Närvaron av alger bestämmer kustvattnets grönaktiga natur.

Djup och färg

Havsdjup och sandiga öknar har mycket gemensamt - de innehåller väldigt få levande varelser. På satellitbilder Det syns tydligt vilka hav som är rika på levande organismer och vilka som inte är det.

Varför är havet blått och inte, säg, grönt? För i mitten är dessa reservoarer djupa. Längs kustlinjen färgen på vattnet är grönare, därför finns det en stor mängd havsdjur. I blått djup biologisk mångfald fattigare, som heta ökenutrymmen.

För att svara på frågan om varför havet är blått, överväg förändringen i färg på ett föremål som är nedsänkt i det. Den gula ubåten nära ytan kommer att framstå för oss som den verkligen är.

Ju djupare det går, desto svårare är det för solens strålar att nå det. För varje meter minskar mängden ljus som når dess yta, vilket är förknippat med den reflekterande förmågan hos både vattnet självt och partiklarna av levande och livlös natur som finns i det.

Redan på trettio meters djup kommer ubåten att framstå som blågrön för observatören. Detta beror på det faktum att mest av gul-rött spektrum kommer att absorberas av vatten. När den ändå är några tiotals meter lägre kommer vattenmolekylerna att absorbera det gröna spektrat. Som ett resultat kommer den gula ubåten att få en mörkblå nyans.

Havet innehåller mycket mer suspenderade partiklar än rent vatten. På samma djup blir det i det första fallet mycket mörkare än i det andra.

i havet

Marin och har inte förmågan att glöda. Allt som är synligt under dess yta ser ut så här i det reflekterade solstrålar. Jag undrar varför floder och hav är blå, för dagsljus- inte blått? Vid ytan är det nästan likadant som ovanför vattnet.

Den maximala andelen strålning faller på den gulgröna delen av det synliga spektrumet. Havets färg beror på vilken del av spektrumstrålarna som reflekteras och vilka som absorberas. Detta komplex mekanism beskrevs i detalj av geofysikern V. Shuleikin i början av 1900-talet.

Molekylerna som utgör havet vibrerar och snurrar i olika hastigheter, vilket påverkar reflektionsförmågan och absorptionsförmågan. De absorberar lätt röda strålar och reflekterar blå strålar. Av denna anledning ser observatörer ovanför havet det som blåaktigt eller lila.

Röda strålar absorberas på de första metrarna av djupet, gröna - närmare 100 och blå - bara vid andra eller tredje hundra.

Insyn i haven

Vattnets insyn i världshaven beror inte bara på vätskans fysiska egenskaper utan också på de organismer och partiklar som den innehåller. Dis skapas av planktoniska varelser, smuts och suspenderat material olika ämnen. De minsta bentiska encelliga organismerna finns utanför öns kust. påsk. Därför är vattnet där de mest genomskinliga jämfört med andra delar av världshavet.

Hav är utspridda över hela ytan klot. Vissa av dem ligger i den tropiska zonen, andra i polzonen. Över några av dem faller det huvudsakligen kraftigt och lite soliga dagar. Ett antal hav ligger i torra områden med hög intensitet solstrålning. Dessa indikatorer påverkar också färgen på havet som är synligt för observatören.

Efter att ha studerat vattnets alla fysiska egenskaper kan vi nu med tillförsikt svara på frågan om varför havet är blått.

2014-05-23

Vid någon tidpunkt kommer nästan varje barn med ett nyfiket sinne att fråga en vuxen varför himlen är blå eller varför havsvattnet är blått. I en enkel mening, havsblått eftersom det är en reflektion av himlens färg, men varför är då himlen blå? Svaret ligger i ett fenomen som kallas ljusspridning.

Solljus som passerar genom atmosfären innehåller hela det synliga spektrumet av färger, definierat av olika våglängder. När detta ljus väl kommer in i atmosfären möter det molekyler av syre och kväve, som var och en är mindre än våglängden för synligt ljus. Dessa molekyler gör att infallande ljus sprids när det träffar dem, men eftersom molekylerna är små är de mycket effektivare på att sprida korta våglängder än långa. Denna selektiva spridning är analog med en havsvåg som träffar en boj i vattnet. Vågor som är små (korta vågor) och ungefär lika stora som bojen kommer att studsa och skingras när stora vågor(långa vågor) kommer att passera genom bojen utan att interagera med den. Likaså sprids vågor av synligt ljus, violett, blått och grönt, av luftmolekyler, medan längre våglängder gult, orange och rött sprids svagt. Atmosfären sprider blått ljus cirka 16 gånger mer än rött ljus. Resultatet av denna spridning är att när vi tittar på himlen ser vi blåhet. Tillgänglighet stor kvantitet partiklar kan orsaka olika färgupplevelser. Till exempel orsakar närvaron av aerosolföroreningar färgen på brun smog, och närvaron av vattendroppar ger en vit nyans.

Det mesta av ljuset och energin från solen som faller på havsytan absorberas av havsvatten och omvandlas till värme, men en del av ljuset reflekteras. Havets yta reflekterar färgen på himlen, som oftast är blå. Däremot kan förekomsten av suspenderade partiklar i havsvatten ytterligare förändra färgen på ljuset som uppfattas från vattnet. Till exempel, klart vatten havet har en blå och lila nyans, medan kustvatten med mycket suspenderat sediment eller löst organiskt material orsakar en förskjutning av reflekterat ljus till den gröna delen av spektrumet. I grumliga kustvatten är våglängdsförskjutningen av det reflekterade ljuset tillräcklig för att ändra färgen till gul.