ГЛАВА 12. ОПТИЧЕСКИЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОРСКОЙ ВОДЫ

Животных Азия Синий Темно Глубоко Глубина Дайвинг
Изображение PublicDomainPictures с сайта Pixabay

§ 45. Цвет моря

Цвет, так же как и прозрачность морской воды, зависит от избирательного поглощения и рассеяния, условий освещенности, состояния поверхности и глубины моря.

Следует различать цвет морской воды и цвет поверхности моря. Морская вода, лишенная примесей, в большой толще в результате избирательного поглощения и рассеяния обладает синим и голубым цветом. Цвет же поверхности моря меняется в зависимости от погодных условий, освещенности на поверхности моря и других факторов. В глаз наблюдателя, смотрящего на поверхность моря, попадают не только отраженные от нее лучи, но и лучи, выходящие из воды. Состав лучей, отраженных от поверхности моря, такой же, как и лучей, падающих на нее. Лучи, вышедшие из водной толщи, представляют собой диффузный рассеянный свет, спектральный состав которого определяется поглощением длинноволновой радиации и рассеянием потока от слоя к слою. Цвет моря определяется отношением диффузного (внутреннего) светового потока, выходящего из моря, к световому потоку, падающему на поверхность моря

коэффициент рассевания света
(30)

Это выражение для цвета моря получено экспериментально академиком В. В. Шулейкиным. Здесь:

I — поток энергии, выходящий из моря; I0 — поток световой энергии, падающий на поверхность моря; a/λ4 — коэффициент рассеяния; m( λ ) — коэффициент поглощения

Выражение (30) позволяет для различных районов моря рассчитывать цвет (спектр моря) по данным измерения глубины исчезновения белого диска; при помощи таблиц [3] получают коэффициент рассеяния и для различных длин световых волн задаются значениями коэффициента поглощения. В настоящее время для разных районов Мирового океана при помощи спектрофотометров определен спектральный состав диффузного (внутреннего) света.

Шкала цветности (Фореля—Уле)

Для простейших визуальных определений цвета моря используется специальная шкала цветности (Фореля—Уле), состоящая из 21 пробирки с цветными растворами от чисто синего (типично океанская вода) до коричневого цвета (болотная вода). В тропических областях всех океанов и во многих морях встречаются районы с темно-синей окраской морской воды. В умеренных широтах и на экваторе местами вода принимает зеленоватый цвет; в приполярных областях она становится все более зеленоватой. Зеленоватые и даже зеленые воды характерны для прибрежных областей. Вода Средиземного моря отличается синим цветом. В Черном море вода близка по окраске к воде Средиземного моря, но несколько светлее; в Азовском море она зеленоватая. Еще более зелено-серым оттенком отличаются воды Балтийского моря. В Белом море вода зеленоватого цвета с желтоватым оттенком.

В настоящее время для измерения оптических характеристик употребляются сложные приборы — спектрофотометры, нефелометры и т. п., позволяющие весьма тонко исследовать световое поле в морях и океанах.

Зависимость цвета моря от погодных условий

Цвет поверхности моря изменяется в зависимости от погодных условий, цвет же воды может оставаться неизменным. На цвет моря большое влияние оказывают облачность, ветер и волнение. Если небо покрыто плотными облаками, море темнеет, так как количество отраженных и рассеянных лучей при этом значительно уменьшается. Участки моря, близкие к месту наблюдения, кажутся более темными, чем удаленные. В глаз наблюдателя, смотрящего вертикально на поверхность моря, попадают лучи, главным образом выходящие из воды, и окраска моря определяется этими лучами (собственный цвет моря). От дальних же участков моря в глаз наблюдателя будут попадать преимущественно отраженные лучи. По этой причине окраска моря бледнеет по мере удаления от наблюдателя и на горизонте море сливается с общим фоном неба.

Источник: Общая гидрология, Гидрометеоиздат, Ленинград, 1973