海洋的颜色

我们常用“蔚蓝的大海”来形容海洋，似乎蓝色是海洋的唯一颜色。然而，海洋并非总是蓝色的。在大洋深处，海水呈现出纯粹而深邃的蓝色；但在近海区域，海水的颜色通常是蓝绿色，甚至是黄色的……

海色与水色

如果取一份海水样品进行观察，我们会发现，纯净的海水其实是澄清、透明的无色状态。然而，海水中通常含有溶解的无机物、有机物、悬浮颗粒物和浮游生物等，这些物质会影响海水的颜色。因此，我们在陆地或船上看到的海洋颜色与海水本身的颜色存在差异，前者被称为“海色”，而后者被称为“水色”。

颜色的原理

英国著名数学家、物理学家牛顿在17世纪通过三棱镜实验发现，白光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种颜色组成。这7种光的波长不同，从红光到紫光，波长逐渐变短，能量逐渐增强。

当光线进入人眼后，经过角膜、瞳孔和晶状体，最终聚焦在视网膜上。视网膜上的视锥细胞（含3种光敏色素）受到刺激后产生神经信号，大脑视觉皮层接收并处理这些信号，从而识别出颜色。不同波长的光会产生不同的视神经信号，使人眼感知不同的颜色。

物质的颜色取决于其对可见光的吸收、透射、反射、折射和散射等。如果可见光几乎完全被吸收，我们看到的是黑色；如果几乎完全被反射，则看到白色。大多数情况下，物质会部分吸收可见光，剩余的光线进入眼睛，我们看到的颜色是未被吸收的部分，这种现象称为“互补色”，例如蓝色的互补色是橙色。

光在海水中的行为

光与物质接触时会发生多种行为。光的能量被物质完全转化为其他能量形式时称为“吸收”，部分光穿过物质时称为“透射”，光被反弹回原路径称为“反射”，光进入物质后行进路线偏移称为“折射”；光与物质中的微观粒子碰撞后向各个方向弹射称为“散射”。

瑞利散射是光与直径远小于自身波长的粒子碰撞后发生的散射，其强度与光波波长的4次方成反比。因此，波长较短的蓝光比波长较长的红光更容易发生散射。瑞利散射解释了天空为何呈蓝色，因为太阳光射入大气层后，蓝光被散射进入人眼。

海洋呈现蓝色并非反射天空的蓝色，而是由于光线在海水中的吸收和散射。太阳光照射海面时，红光、橙光、黄光等大多被海水吸收，只有蓝光通过散射进入人眼。即使在较深的水池中，水也会呈现淡淡的蓝色。

色彩斑斓的海

黄海

1855年，黄河在铜瓦厢决口改道，结束了自南宋以来700余年夺淮入海（黄河在历史上因为各种原因改变河道，侵占了淮河的河道，使得黄河水通过淮河河道流入大海）的历史，转而由山东注入渤海。在此之前，黄河曾长期从江苏盐城等地注入黄海，所携的大量泥沙使海水浑浊泛黄，这一影响持续至今。尽管黄河如今已改道，但仍受淮河、沭河、沂河等河流带来的泥沙作用影响，这些泥沙不断在海域中悬浮、沉积，进一步维持了海水的黄色基调。大量悬浮泥沙改变了海水对光的反射和散射特性，使黄海从视觉上呈现黄色。

黑海

黑海位于亚欧大陆交会处，是一个内陆海，与外界海水交换不畅。其深层海水盐度高、密度大、温度低且缺乏氧气，其中的有机物在硫细菌作用下分解释放出硫化氢气体，与金属离子反应生成黑色金属硫化物，使海底沉积物呈黑色。黑海的海色也因此呈现黑色，加上其复杂的气象条件和频繁的风暴，被称为“暗黑之海”。

红海

红海位于阿拉伯半岛和非洲大陆东北部之间，因大量红色海藻繁殖而呈现红褐色。红藻大量繁殖时会暴发赤潮，使海水变红。此外，红海沿岸的红色岩石和沙漠中的红黄色沙尘，也可能使海水呈现红色。

白海

白海位于北冰洋边缘，深入俄罗斯西北部内陆，纬度高，气候寒冷，周围冰雪覆盖，因此呈现白色。

“海火”

夜晚，海洋并非完全黑暗。海发光的现象，也被称为“海火”，是海洋生物发光造成的。许多深海动物和浅海浮游藻类可以发光。例如，我国近海的夜光藻在受到海浪拍打或船体撞击时会发出蓝色冷光，形成“蓝眼泪”现象。然而，这种现象并非好事，它预示着赤潮的暴发，会对海洋生态造成严重危害。

海洋的颜色背后蕴含着丰富的科学知识，了解这些知识对于探索海洋科学奥秘和保护海洋资源具有重要意义。让我们成为海洋的“知心朋友”，共同走向美好的未来！

（作者单位：上海海洋大学）

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