Úvod do oceánografie

zářivá energie ze Slunce je důležitá pro několik významných oceánských procesů:

• klima, větry a hlavní oceánské proudy jsou v konečném důsledku závislé na slunečním záření, které se dostává na Zemi a zahřívá různé oblasti v různé míře.
• sluneční světlo ohřívá povrchovou vodu, kde žije mnoho oceánského života.
• sluneční záření poskytuje světlo pro fotosyntézu, která podporuje celý oceánský ekosystém.

energie dosahující země ze Slunce je forma elektromagnetického záření, která je reprezentována elektromagnetickým spektrem (obrázek 6.5.1). Elektromagnetické vlny se liší svou frekvencí a vlnovou délkou. Vysokofrekvenční vlny mají velmi krátké vlnové délky a jsou velmi vysokými energetickými formami záření, jako jsou záření gama a rentgenové záření. Tyto paprsky mohou snadno proniknout do těl živých organismů a interferovat s jednotlivými atomy a molekulami. Na druhém konci spektra jsou nízkoenergetické vlny s dlouhou vlnovou délkou, jako jsou rádiové vlny, které nepředstavují nebezpečí pro živé organismy.

většina sluneční energie dosahující na Zemi je v rozsahu viditelného světla s vlnovými délkami mezi asi 400-700 nm. Každá barva viditelného světla má jedinečnou vlnovou délku a společně tvoří bílé světlo. Nejkratší vlnové délky jsou na fialovém a ultrafialovém konci spektra, zatímco nejdelší vlnové délky jsou na červeném a infračerveném konci. Mezi barvami viditelného spektra patří známý“ROYGBIV“; červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá, indigo a fialová.

voda je velmi účinná při absorpci přicházejícího světla, takže množství světla pronikajícího oceánem rychle klesá (je oslabeno) s hloubkou (obrázek 6.5.2). V hloubce 1 m zůstává pouze 45% sluneční energie, která dopadá na povrch oceánu. V hloubce 10 m je stále přítomno pouze 16% světla a pouze 1% původního světla je ponecháno na 100 m. žádné světlo neproniká nad 1000 m.

kromě celkového útlumu oceány absorbují různé vlnové délky světla různými rychlostmi (obrázek 6.5.2). Vlnové délky na krajních koncích viditelného spektra jsou zeslabeny rychleji než vlnové délky uprostřed. Delší vlnové délky jsou absorbovány jako první; červená je absorbována v horních 10 m, oranžová asi 40 m a žlutá zmizí před 100 m. Kratší vlnové délky pronikají dále, modré a zelené světlo dosahuje nejhlubších hloubek.

to vysvětluje, proč se vše pod vodou jeví modře. Barvy, které vnímáme, závisí na vlnových délkách světla, které naše oči přijímají. Pokud se nám objekt jeví červeně, je to proto, že objekt odráží červené světlo, ale absorbuje všechny ostatní barvy. Takže jediná barva, která dosahuje našich očí, je červená. Pod vodou je modrá jediná barva světla, která je stále k dispozici v hloubce,takže je to jediná barva, která se může odrážet zpět do našich očí, a vše má pod vodou modrý nádech. Červený objekt v hloubce se nám nezobrazí červeně, protože není k dispozici žádné červené světlo, které by odráželo objekt. Objekty ve vodě se objeví pouze jako jejich skutečné barvy poblíž povrchu, kde jsou stále k dispozici všechny vlnové délky světla, nebo pokud jsou ostatní vlnové délky světla poskytovány uměle, například osvětlením objektu potápěčským světlem.

voda v otevřeném oceánu se jeví jako čistá a modrá, protože obsahuje mnohem méně částic, jako je fytoplankton nebo jiné suspendované částice, a čím jasnější je voda, tím hlubší je pronikání světla. Modré světlo proniká hluboko a je rozptýleno molekulami vody, zatímco všechny ostatní barvy jsou absorbovány; voda se tak jeví jako modrá. Na druhé straně se pobřežní voda často jeví nazelenalá (obrázek 6.5.2). Pobřežní voda obsahuje mnohem více suspendovaného bahna a řas a mikroskopických organismů než otevřený oceán. Mnoho z těchto organismů, jako je fytoplankton, absorbuje světlo v modrém a červeném rozsahu prostřednictvím svých fotosyntetických pigmentů a zanechává zelenou jako dominantní vlnovou délku odraženého světla. Čím vyšší je koncentrace fytoplanktonu ve vodě, tím je zelenější. Malé částice bahna mohou také absorbovat modré světlo, což dále posouvá barvu vody od modré, když jsou vysoké koncentrace suspendovaných částic.

oceán může být rozdělen do hloubkových vrstev v závislosti na množství pronikání světla, jak je popsáno v oddíle 1.3 (obrázek 6.5.3). Horních 200 m je označováno jako fotická nebo eufotická zóna. To představuje oblast, kde může proniknout dostatek světla pro podporu fotosyntézy, a odpovídá epipelagické zóně. Od 200-1000 m leží dysfotická zóna nebo Zóna soumraku (odpovídající mezopelagické zóně). V těchto hloubkách je stále nějaké světlo, ale nestačí na podporu fotosyntézy. Pod 1000 m je afotická (nebo půlnoční) zóna, kde neproniká žádné světlo. Tato oblast zahrnuje většinu objemu oceánu, který existuje v úplné tmě.