为什么地球上的天空和海洋都是蓝色的 海水为什么是蓝色的( 二 )


在有足够的大气将蓝光散射到你的眼睛之前,它只会呈现更红的色调 。如果太阳低于地平线,所有的光必须通过大量的大气 。更蓝的光线向各个方向散射,而更红的光线更不容易散射,这意味着它需要更直接的路径到达你的眼睛 。如果你在日落之后或日出之前曾经坐过飞机,你可以看到这种壮观景象 。

为什么地球上的天空和海洋都是蓝色的 海水为什么是蓝色的

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【为什么地球上的天空和海洋都是蓝色的 海水为什么是蓝色的】

图解:在高海拔地区,日出前或日落后天空上,可以看到一系列的颜色,这些颜色是阳光由大气层多次散射造成的 。从地平线附近的直射光变得很大,在远离太阳的情况下,散射光仅呈蓝色 。
这可以解释为什么日落,日出和月食是红色的,但可能会让你想知道为什么天空呈现蓝色而不是紫色 。事实上,来自大气的紫光比蓝光更多,但也有其他颜色的混合 。因为你的眼睛中有三种类型的视锥细胞(用于检测颜色),以及单色视锥,所以当你要分辨颜色时,这四种视锥的信号都需要你的大脑来解释 。
每种类型的视锥细胞和视杆细胞对不同波长的光敏感,但所有这些细胞都受到天空的某种程度的刺激 。我们的眼睛对蓝色,青色和绿色的光的反应比对紫光的反应更强烈 。即使有更多的紫光,但它还不足以压制我们大脑提供的强烈蓝色信号,这就是为什么天空在我们眼中呈现蓝色 。
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图解:人类第一次看到地球从月球边缘升起,用人类的眼睛从太空中发现地球,仍然是人类历史上最具标志性的成就之一 。1968年12月的阿波罗8号是成功登月的重要先驱任务之一,它将在今年7月庆祝登月50周年 。注意地球的蓝色是由于海洋而不是百思特网大气 。(NASA)
另一百思特网方面,海洋是一个完全不同的事 。如果你从整体上看这个星球,从太空中看,你会注意到我们所拥有的水体并不是统一的蓝色,而是根据水的深度有所不同 。较深的水域是深蓝色;较浅的水域是浅蓝色 。
如果你仔细观察下面的照片,会注意到,与大陆接近的水域(沿着大陆架)是比深海黑暗的深蓝更浅,更偏绿的蓝色 。
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图解:地球的海洋呈现蓝色,但沿着大陆架,它们看起来比海洋最深处的蓝色更浅 。这不是图像构建方式的导致的错误,而是一种真实的现象,它详细描述了不同深度的海洋本身吸收和反射阳光的差异 。(NASA / MODIS / BLUE MARBLE PROJECT)
如果你想要一个更直接的证据表明海洋本身看起来是蓝色的,你可以尝试潜水并记录你所看到的东西 。当我们在自然光下拍摄水下照片 - 即没有任何人造光源 - 我们可以立即看到一切都呈蓝色调 。
当我们越潜越深,达到30米,100米,200米的深度时,一切都会出现蓝色 。水就像大气一样,也是由有限大小的分子制成的:比我们能看到的任何光的波长都要小,这很有意义 。但是在这里,在海洋的深处,散射的物理性质有些不同 。
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图解:如果你下潜到一个水体中,只允许周围的自然光照射你周围的环境,你会发现一切都呈现蓝色,因为红光是第一个被完全吸收的光 。
光通过大气时,大气的主要作用是散射,光通过水中时,水主要吸收(或不吸收)光 。水和所有分子一样,对它能吸收的波长有所偏好 。水不是具有直接的波长依赖性,而是最容易吸收红外线、紫外线和红色可见光 。
这意味着如果你下潜到达一个适度的深度,你将不会感受到太阳的温度,你将免受紫外线辐射,随着红光被带走,事物将开始变成蓝色 。向下走一点,橙色也会消失 。
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图解:在更深的深处,当海水被来自上方的自然阳光照射时,不仅是红色,橙色和黄色也开始消失 。即使是绿色也会被吸收,只留下微弱的蓝光 。(DENNIS JARVIS OF FLICKR)
再向前,黄色,绿色和紫色开始被吸收 。当我们再下潜几公里的深度时,连蓝光也会消失,尽管这将是最后一次 。
这就是为什么最深的海洋呈现深蓝色:因为所有其他波长都被吸收了 。最深的蓝色,它在水中所有波长的光中都是独一无二的,具有被反射和重新发射回来的最高概率 。目前,地球的全球平均反照率是0.30,这意味着30%的入射光被反射回太空 。但如果地球完全是深水海洋,我们的反照率将只有0.11 。海洋事实上非常适合吸收阳光!

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