なぜ海は青いの? 科学的にわかりやすく解説!

La mer sous le ciel bleu

それは疑いの余地がなく、海はその自然の風景の中で青いです。 でも、ビンなどの容器に入れると透明になります。 物理と光学の基本法則に沿って解説!

海

海の青い色は、 上に伸びる青空の反射 彼女から。 さらに、この色は一定ではなく、変化することが経験的にわかります 環境や気候によって. たとえば、天気が曇りで不安定なとき、海は青みがかった色を失い、灰色に見える. 緑の海と紅の海… しかし、なぜ ? 実際には、それは 単純な光学現象. ただし、それを理解するには、いくつかの基本的な物理的概念を思い出す必要があります。

もう 1 つの理由は、実際にはもっと重要です。 太陽放射によるエネルギー光子の散乱。 これが、海を青くすることに本質的に貢献しているものです。

日射

太陽は核融合星です。 巨大なエネルギーを拡散します 電磁波の形で 私たちに届きます。 これは 日射. これらの波は 人間の目には見えるか見えないか.

電離層と大気 反射 放射線の一部、他の人 表面化する 雲、海、または大陸。 それらは次のように分類できます。 2つのカテゴリー :短波と長波。

短波光線

短波光線は非常に有害です。 幸運、 大気とオゾン層 それらが生命に害を及ぼすのを防ぐ本当の盾を構成します。 それらには特に以下が含まれます。

  • X線
  • ベータ線
  • UVC 光線
  • ガンマ線

長波光線

長波光線 地球の表面に到達するものです。 これらは主に次のとおりです。

  • 紫外線
  • 可視光線
  • 赤外線

可視光スペクトル

いくつかの色が構成されています 光の範囲と明確に定義された周波数に対応する自然な白色光。

海の色を説明できるようになるためには、 可視スペクトル、 より正確に 周波数間 380 ~ 780 ナノメートル (nm). およそ表します 39% 地表に届く光。

私たちは皆、そのまばゆいばかりの色を賞賛することができました . うーん、これらの色は 人間の目に見えるスペクトル. 赤、黄、緑、青、紫、オレンジ、藍の7種類が一般的です。

虹と風通しの良い植物

一部は に応じて反映 打面のアルベド. 別の部分はの形で吸収されます. もう一つは 生物に搾取される、光合成植物など。

アルベド

ここです 反射光量 影響を受ける材料の性質に応じて。 表面の反射が多いほど、そのアルベドは高くなります。 たとえば、新雪の場合は 0.87 です。これは、太陽エネルギーの 87% がこのタイプの雪によって反射されることを意味します。

海の場合、 太陽の入射角 そのアルベドの強度にかなりの役割を果たします。 地平線上に低いとき、そのアルベドは約 15% です。 太陽が高くなると、60% に達することがあります。

これは持っています 海の色への影響. 実際、極地では海は青緑色ですが、熱帯や赤道の海では藍色に変わります。

しかし、海の青い色はどこから来るのでしょうか? ?

吸収と反射

長い間、海の色は青いと考えられてきました。 空の反射から来る. そうです、それは海水を着色するのに役立ちます、 しかし、ほんの一部で.

もう 1 つの理由は、実際にはもっと重要です。 太陽放射によるエネルギー光子の散乱。 これが、海を青くすることに本質的に貢献しているものです。

赤、黄、オレンジが表す色 低エネルギー光子. 水中に存在する分子は、それらを容易に吸収します。

でも、 最もエネルギッシュな スペクトルの紫と青に対応します。 彼らははるかに 吸収されにくい. 彼らです 水分子で反射、私たちが見ている海の外観に起因します。

弱く吸収する 波長。 したがって、 青い マニフェストします。

関連項目: なぜ海はしょっぱいのですか?

奥行きの役割

さらに深く掘り下げると、 浮遊粒子の数が増加します. これは、吸収されていないスペクトルの色を反映するという結果をもたらします。この場合、 青い。

ペットボトルの水が透明で、プールの水がほんのり青く、海の水が青くなるのはこのためです。 際立った青の.

がここにあります 吸収深度比 海の光のスペクトルのいくつかの色。

  • 赤い : 最初に吸収されます。 向こうにはもう見えない 25m.
  • 黄色 : 約にもう少し進みます 100m 深さ。
  • 緑: まで行くことができます 250m.
  • 青と紫: より深いところまで浸透できる波長を持っており、 500m.

一時的な色の変更

気候も海の色に影響を与える可能性があり、天気が悪いと海が灰色に見えることがあります。 嵐による水の動揺 色の反射を妨げます. そして風は時として激しく、 光子散乱に影響を与える. それらはかき混ぜられ、中断されます。

天候不順の灰色がかった海

逆に穏やかで透明な水なら、 背景色 閉じると、水の見かけの色に影響を与える可能性があります。 これが、たとえば、砂が海を灰黄色に見せる理由です。

海の他の色

緑の海

サークル内 植物プランクトンに有利 たとえば、藻類のような光合成により、水が緑色になることがあります。 これは、青い波がクロロフィルによってより速く吸収されるためです. このセットアップでは、 緑が唯一の目に見える波長になる 吸収されないもの。

亀のいる緑の海

ここ数年、フランスの海岸ではますます頻繁に見られる現象となっています。緑の海、さらにはまったくの蛍光グリーンです。 これは、特に地球温暖化に関連しており、微細藻類の増殖を促進します。 レピドジニウムクロロホラム.

紅海

数年前から、川の水の色の変化を観察できます。 大西洋の海岸線、より具体的には、ブルターニュの南海岸に沿って。 この季節の変わり目に、 水が赤~茶色に変わる. この現象の原因は 藻類の急速な増殖 と呼ばれる リングロディニウム ポリエドラ.

真っ赤な海

植物プランクトン科から、これらの種も 生物発光、つまり、彼らは 光を放つ 青い色。 この光景は、夜に観察すると印象的です。 この大規模な拡散は、 栄養摂取量の豊富さ そして気温が良い時は、 彼らは急速に成長します。

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