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海水到底是什么颜色?

作者:撰文 叶澍

撰文 叶澍

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。我们知道太阳光的可见光中包含红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种波长的色光。这七种光的波长从红光至紫光逐渐变短,由这些色光就构成了白光。而太阳光照射到海水中被吸收的程度主要与两个因素有关,一个是色光的波长,另一个是海水的深度。

水对着穿透力最强的长波吸收最大,短波由于穿透力弱,容易发生反射和散射。因此海水对红色光的吸收率最大,对橙色光的吸收率次之,对蓝色和紫色的光吸收率最小。由于这个原因,人们经常看到浅海和湖泊的水面呈蓝绿色。此外太阳光射入海水后被海水的吸收率还与水深有关,水越深,入射进海水中的光被吸收得越多。随着海水深度的增加,红光、橙光和黄光逐渐被吸收。显然,如果海水的深度加大,进入深海区,那么太阳光中的红色,连同橙黄色的光都几乎被海水吸收掉了。这样海水就呈现黑色了。从海水的颜色来判定海水的深度是有实际应用意义的。

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。因此海水绝大多数是蓝色的。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。

那么,黑海的水又为什么是黑色的呢。黑海海域辽阔,但它的出口却只有一处,由土耳其海峡同地中海相连,使它形成了一个孤立的“海盆”。土耳其海峡中有的地方又窄又浅,最窄处只有700米宽,最浅处只有33米深,海水流经这些地方时,流量受到了极大的限制。这样,使得黑海与地中海里的海水不能及时地大量交换。黑海中海水的盐度很高,密度很大。多瑙河、第聂伯河、顿河等河流中大量淡水的流入使得黑海表层的海水温度升高,密度减小,而200米以下深层的海水温度低、密度大。这样,密度大的海水在下层,密度小的海水在上层,于是就在上下两层间形成了一个“屏障” 即“密度跃层”,使得上下层的海水无法进行交换,致使深层的海水在海底与外界隔绝,氧气得不到补充。而在严重缺氧的水中硫化细菌就会活跃起来,它们把海底大量的有机物分解成高浓度的硫化氢。硫化氢把海底的淤泥染得黑漆漆的。黑色的海底会把射入海水中的各种颜色的光线全部吸收,因此,我们看到的海水便是漆黑一片了。其实,此时海水本身仍然是无色透明的。

再来说说红海的水为什么是红色。红海位于亚洲的阿拉伯半岛与非洲大陆之间,这里非常炎热干燥,海水大量蒸发,使得红海成为了世界上盐度最高、水温最高的海。这样高盐度、高温的海水非常适合蓝绿藻的生长和繁殖。这种藻虽然叫蓝绿藻,它的颜色却是红的。它们在这种优良的环境中年复一年大量地生长繁殖,其细胞中的藻红素就把整个海面染成了红色,因此,我们看到的海水就是红色的了。此外,来自撒哈拉大沙漠的红色沙尘也经常侵袭红海上空,当狂风卷起红色的沙尘到达红海上空的大气中时,天空就被染成了红色,于是海面被映衬得更红了。


 

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