五、海水的光學性質

日光輻射進入大氣層後,經層層剝削(大氣中O3 CO2H2O等均會吸收光能、另外大氣中的氣體及懸浮粒子還會造成入射光被散射、反射),到達海面時,一部份又反射回大氣層,另部份則漫射回大氣層,其餘部份才能穿入表面水層進入海洋內部。由於海水以及海水中懸浮物質也會造成反射、吸收與散射作用,因此穿入水中之光線強度將隨深度增加而逐漸減弱。以上諸效應中,除吸收作用外,其它僅是改變光線進行之方向而並未將光能轉變型式。

折射與反射會改變光線進行之方向,可能造成光柱能量在局地集中或是發散,散射作用可以使光柱能量變得散亂而不集中,吸收作用則將光能轉變為熱能或化學能(例如光合作用)。散射作用與吸收作用合稱為消光作用(Extinction)。

根據實驗知,對純水或純海水而言,太陽輻射的各種波長的消光作用在可見光譜內以波長介於0.4μ ~ 0.75μ 間的藍光部份最弱,紅光部份消光作用最強。 因此日光入射海面後,紅光在最淺的幾分分水層內便被吸收光了,黃色光與綠色光可達到較深水層,藍光與紫外光則可穿至更深的水層。

電磁光譜以及可見光穿透水被消光的情形。
摘自Thurman, H. V. (1993) "Essentials of Oceanography", 4th ed.。

近岸地區海水中含有較多的懸浮物質,包括大量的腐質壤,這些黃質(Yellow Substance)所造成的散射與吸收作用對光譜短波部份影響較強,故近岸地區的海水其消光作用與純海水或純水會有所不同,短波(藍光)部份甚易被吸收

在不同的海域裡,不同顏色的光所能 穿透的深度
(光量衰減一半之距離)。
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。




1998 8/7 (minor revision: 2017 3/7)