地球为什么是蓝色的?海洋的蓝色是反应了天空的颜色吗?
包括太阳在内的八个太阳系行星的颜色各不相同。最近的月亮是一颗灰色的行星,在外轨道上与我们相邻的火星是一颗红色的行星,与内轨道相邻的金星是一颗明亮的黄色行星,黄色的行星在土星上闪烁,而太阳则是谣言异乎寻常的、令人眼花缭乱的白色。不管是在近地轨道,还是在外太阳系的位置上,当我们从太空对地球进行观测时,我们的行星看上去就像一颗蓝宝石,是如此不同。为什么地球是蓝色的呢?而是天空还是大海?
诚然,从近距离看,整个地球并非纯粹的蓝色星球。云反射白色的阳光,照在观测者身上,地球上的冰,就像在两极的冰盖一样,由于相同的原因,都会呈现白色。同理,远远地,大陆是褐色或绿色,这两种颜色的多少取决于地球上的季节和陆地被植物覆盖的程度。植物越多,当然地球也就越绿。
归根结底,地球是一个名不见经传的水球,拥有丰富的水资源,水也是生命必需的元素。全世界包括海洋在内,总面积达5亿1千万平方公里,而海洋面积仅为百分之七十一,陆地仅为百分之二十九。所以整个地球的颜色都被海洋的颜色所控制。
另外,水的颜色和深浅有很大关系,陆地上的湖、河、浅水区一般都是明亮的青绿色,这种颜色会随着深度的增加而变化,从青绿、蓝、蓝、蓝、深蓝。仔细看看下面的图片,你会发现,大陆架附近的地区比海洋深处的颜色更浅,并呈现出蓝色。
大海之色
所以,为什么海洋是蓝色的呢?大家都听过这句话,海是蓝的是因为天空是蓝的,整个海洋反应天空的颜色!?
很显然,天空是蓝色的这一点非常确定,因为当太阳光线穿过地球的大气层时,大气更容易向四面八法散射蓝色(短波)光,而红色(长波)光线则更易穿透大气。原因在于:
白昼的天空看上去很蓝。由于短波波段照射在大气中的光被分散到各个方向,使整个大气呈现蓝色。而且到达我们眼睛的太阳光由于部分蓝光,所以本应是白色的太阳,看上去就变黄了。所以我们以为太阳是黄的,其实太阳的真色并不是这样,而是非常耀眼的白色。
日月在下落和上升的时候都是红色的。原因在于,在着陆和上升时,太阳和月球光通过更多的大气层,从而产生更多的蓝光(短波光)被散射,因为在光线中缺少短波光,所以它们看上去呈红色。
在月全食期间,月球呈红色。尽管月球被地球遮住,位于地球的阴影之中,但大量的红光穿透它,发生折射,落在月球表面,所以我们所看到的月球是红色的。
假如海洋仅仅是对天空的颜色做出反应,那么我们就不会去观察那些深浅不一的海水中的蓝色了。实际上,如果我们在没有任何人造光源的自然光下拍摄水下照片,我们就会发现,只要我们潜入适当的深度,所有看到的物体都会呈现蓝色。
那是因为水是由水分子构成的,水分子就像所有化学分子一样,倾向于吸收自己所想要的特定波长的光。在红外、紫外和红光中,水最易吸收。这就是说,当我们潜入水下某一深度时,阳光会变得越来越少,水下将变得异常寒冷,而且我们还受到水中紫外线辐射的保护,太阳中的红光被水分子所吸收,只剩下蓝光能到达一定深度,所以我们所看到的一切都变成蓝色。
橘黄色的光如果再低一点,也能吸收。
经过这一阶段,黄、绿光开始消失。
若潜入数公里深处,海水会变得越蓝,直至变成深蓝色、深蓝色,最后甚至蓝光也会被吸收,这最后一丝光,留下的只有无尽的黑暗。
正因如此,海洋深处最深的海水才会呈现深蓝色:因为海水吸收了其它波长的光线,而最深的蓝色光又被反射到大气中,甚至是外层空间,因此,我们所看到的海洋是深蓝色的。那就是地球在外太空看上去是蓝色的原因。
假如地球上全是海洋,没有云、极地冰覆盖,没有陆地植物、水体,实际上地球看起来会很暗,反射率也不高,这是因为海洋能很好地吸收太阳光,所以将11%的可见光反射回太空。
因为海洋占地球表面面积的71%,大部分都是深深的海洋,加上云的反射率较高,所以从远处看,我们的世界就是一颗明亮的蓝宝石。
另外,天王星和海王星大气中的大部分成分都是氢气、氦和甲烷。而且海王星的冰层比较丰富,种类也比较多,所以它的颜色也就不一样了。当这类大气层浓度足够高时,甲烷吸收红光并反射蓝光的能力很强,而对于所有可见光,氢气和氦气几乎是透明的。因此,对蓝色的气态巨行星而言,它们的颜色是由天空本身的颜色决定的。
但是地球上又如何?全球大气稀薄,其颜色不可能决定着地球的颜色。天与海的颜色不在于谁反应了谁的颜色,而是自己的蓝色。假如我们移走海洋,我们的天空仍是彩色的,如果我们带走大气(大气保持了地球表面的液态水),那么我们的星球仍是蓝色的。
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