天空和海洋的关系 天空和海洋( 二 )
每种类型的视锥细胞和视杆细胞对不同波长的光敏感,但所有这些细胞在某种程度上都受到[/k0/]的刺激 。我们的眼睛对蓝色、青色和绿色光的反应比对紫色光的反应更强烈 。即使紫光再多,也不足以抑制我们大脑提供的强烈的蓝色信号,这就是为什么天空空在我们眼中呈现蓝色的原因 。
图示:人类第一次从月球边缘看到地球升起,用肉眼从Tai 空发现地球,至今仍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开创性任务之一 。它将于今年7月庆祝登月50周年 。请注意,地球的蓝色是由于海洋,而不是大气 。(美国宇航局)
另一方面,海洋是完全不同的东西 。如果你把地球作为一个整体来看,从Tai 空,你会注意到我们拥有的水体并不是统一的蓝色,而是根据水深的不同而不同 。较深的水域是深蓝色;浅水区是浅蓝色的 。
如果你仔细看下面的照片,你会注意到靠近大陆的水域(沿着大陆架)比深海的深蓝更浅更绿 。
【天空和海洋的关系 天空和海洋】
插图:地球的海洋看起来是蓝色的,但沿着大陆架,它们看起来比海洋中最深的蓝色还要浅 。这不是图像构建方式造成的错误,而是真实的现象,详细描述了不同深度的海洋本身对太阳光吸收和反射的差异 。(美国航天局/ MODIS /蓝色大理石项目)
如果你想要更直接的证据证明海洋本身看起来是蓝色的,你可以尝试潜水并记录下你所看到的 。当我们在自然光下——即没有任何人工光源的情况下——拍摄水下照片时,我们可以立即看到一切都是蓝色的 。
当我们越潜越深,到达30米、100米、200米的深度时,一切都会呈现蓝色 。就像大气一样,水是由有限大小的分子组成的:它比我们能看到的任何光的波长都要小,这是有道理的 。但是在这里,在海洋深处,散射的物理性质有些不同 。
图示:如果你潜入一个水体,只让周围的自然光照射你的周围,你会发现一切都呈现蓝色,因为红光是最先被完全吸收的光 。
当光线穿过大气时,大气的主要作用是散射 。光穿过水时,水主要吸收(或不吸收)光 。像所有的分子一样,水对它能吸收的波长有偏好 。水与波长没有直接关系,但最容易吸收红外线、紫外线和红色可见光 。
这意味着,如果你潜水到一个适中的深度,你不会感觉到太阳的温度,你将免受紫外线辐射 。当红色的光被拿走,事物将开始变成蓝色 。再往下一点,橘子也会消失 。
图示:在更深的深处,当海水被来自上方的自然阳光照射时,不仅红色,橙色和黄色也开始消失 。甚至绿色也会被吸收,只留下微弱的蓝光 。(FLICKR的丹尼斯·贾维斯)
再往前,黄色、绿色、紫色开始被吸收 。当我们潜到更深几公里的时候,连蓝光都会消失,虽然这将是最后一次 。
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 。最深的蓝色在水中所有波长的光中是独一无二的,被反射和重新发射的概率最高 。目前地球全球平均反照率为0.30,也就是说有30%的入射光被反射回Tai 空 。但如果地球是一个深水海洋,我们的反照率就只有0.11 。其实海洋是很适合吸收阳光的!
插图:2001年和2002年MODIS数据的全球复合材料的两个半球 。请注意,是我们的海洋,只有我们的海洋,让我们的星球从Tai 空呈现蓝色 。(美国宇航局)
因为有了反射,天空空和海洋就不会呈现蓝色;都是蓝色的,但都是因为自己的原因 。如果你完全拿走了我们的海洋,人们仍然可以看到地面上的蓝天空,如果你设法拿走了我们的天空空(但仍然以某种方式给予表面的液态水),我们的星球仍然会呈现蓝色 。
天空中空,蓝光散射得更快,阳光从云层的缝隙中直射到我们身上;在海洋中,波长越长的可见光越容易被吸收,所以光线照射得越深,蓝色的光逐渐显得越深 。其他行星也可能有蓝色的大气层,如天王星和海王星 。但是地球是我们知道的唯一一个表面是蓝色的星球 。也许有一天,当我们发现另一个表面也覆盖着大量液态水的星球时,我们就不再孤独了!
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