// Вие четете...

Свойства на морската вода

Оптични свойства на морската вода.

„Парите, похарчени за образование, никога не пропадат напразно.“

Оптични свойства на морската вода.

Светлинното излъчване представлява поток от електромагнитни колебания с широк диапазон на дължината на вълните от радиовълни до гама-лъчи. За океана практическо значение имат видимата част на спектъра и инфрачервените лъчи с дължина на вълната в диапазон 10-7 – 10-4 м. Част от тези лъчи с дължина на вълната от 4,0.10-7 до 7,6.10-7м са видими за човешкото око.
Прониквайки през повърхността на океана лъчевите потоци, нагряват водата, осветяват дълбочините, определят цвета и участват в редица биологични и биохимични процеси, от които най-важен е фотосинтезата. Светлинните лъчи, които създават осветената повърхност на морето на границата въздух/вода се отразяват и пречупват по закона:
където n е показател на лъчепречупване, φ–ъгъл на падане на лъчите, ψ–ъгъл на пречупване. За чиста морска вода със соленост 35‰ n=1,34. При тази стойност винаги ъгъл φ>ψ и затова навлизащият под наклон лъч е по-близо до вертикалата във водата, отколкото в атмосферата.

Отражение и пречупване на слънчевите лъчи на повърхността на морето.

Излизащите от водата наклонени лъчи също се отклоняват от вертикалата до степен да претърпят пълно вътрешно отражение и да не излизат от морето. Пълно вътрешно отражение се получава при ъгъл на изходящия лъч ψ ≥48,5°. Следователно всички падащи върху морето светлинни лъчи частично се отразяват, пречупват се и навлизат в морето. От морето излизат само лъчи, идващи под ъгъл по-малък от конус с ъгъл при върха ψ =97°. Останалите лъчи се отразяват надолу във водния слой.

Проникването на слънчевите лъчи в морето зависи от зенитния ъгъл на Слънцето. Когато той е 0° в морето прониква 98% от слънчевия поток, падащ на повърхността, а при зенитен ъгъл 90 ° (когато Слънцето е на хоризонта) целият светлинен поток се отразява.

Зависимост между светлинния поток, падащ в морето и зенитния ъгъл на Слънцето.

Движението на светлинните лъчи до голяма степен зависи от солеността и температурата на водата. В силно разслоени водни маси на плитководието различните коефициенти на пречупване на отделните лъчи на спектъра правят тяхното разпространение твърде усложнено. При разсейване на лъчите най-бързо се поглъщат червените, същевременно те по-слабо се отразяват, поради голямата дължина на вълната им. Те заедно с жълтите лъчи имат най-голямо значение за процеса фотосинтеза. В морето най-дълбоко проникват и най-силно се отразяват сините лъчи. Суспензиите и особено интензивното развитие на фитопланктон пречат на проникването на светлинни лъчи в дълбочина.
Цветът на морето се възприема като резултат от съотношението на цвета на лъчите, отразени от морската повърхност и лъчите, обратно излъчени от морето. При поглед от далеч зрителният ъгъл се намалява и в очите попадат по-малко обратно излъчени от морето лъчи и повече отразени, които имат цвета на небето. Затова отдалеч морето има син цвят при ясно време и сив цвят при влошени метеорологични условия.
При поглед вертикално надолу в чисти води разсейването на лъчите е малко и морето има син цвят, а в откритите части на океана – дори синьовиолетов цвят. В мътни крайбрежни води разсейването на светлината се увеличава и нараства дялът на светлинните лъчи с по-голяма дължина на вълната – зелен и жълт, поради което цветът на морето става по-зелен, а при цъфтеж на фитопланктон дори тъмнокафяв и червен.

На таблицата е представен цветът на водите на Световния океан, определен от преобладаващите дължини на светлинните вълни.

В откритите води на шелфа пред българския бряг на Черно море преобладава синьо-зеленият цвят на водите, а в дълбоководието – синият. При интензивно развитие на фитопланктон цветът на водите може да бъде жълтозелен или кафяв. Особено оптично явление в Черно море е светенето на морето, което се наблюдава понякога нощем при разбиване на вълните. То се дължи на биолуминесценцията, предизвикана от механично раздразване на планктонния организъм ноктилука.
С поглъщането на светлината в морската вода и отслабването на светлинния поток е тясно свързана и нейната прозрачност. В качеството на характеристика на това свойство е въведено понятието – относителна прозрачност, под което се разбира граничната дълбочина на видимост на бял стандартен диск с диаметър 30 см във воден слой, равномерно осветен от слънцето и небосвода. Прозрачността бързо отслабва с увеличаване на концентрацията на плаващи наноси. В устията на реки и в мътни крайбрежни акватории тя е няколко метра, докато в дълбоководието достига десетки метри.
В Черно море в заливите и плитководието прозрачността е между 0,5 и 10 м, на шелфа – между 7 и 20 м, а максималната стойност, измерена в дълбоководието е 28 м.
Максималната прозрачност на морската вода в Световния океан е измерена в Саргасово море – 66,5 м.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар