strålningsenergi från solen är viktig för flera stora oceaniska processer:
- klimat, vindar och stora havsströmmar är i slutändan beroende av solstrålning som når jorden och värmer olika områden i olika grad.
- solljus värmer ytvattnet där mycket oceaniskt liv lever.
- solstrålning ger ljus för fotosyntes, som stöder hela havets ekosystem.
energin som når jorden från solen är en form av elektromagnetisk strålning, som representeras av det elektromagnetiska spektrumet (figur 6.5.1). Elektromagnetiska vågor varierar i frekvens och våglängd. Högfrekventa vågor har mycket korta våglängder och är mycket höga energiformer av strålning, såsom gammastrålar och röntgenstrålar. Dessa strålar kan lätt tränga in i levande organismer och störa enskilda atomer och molekyler. I den andra änden av spektrumet finns låg energi, långa våglängdsvågor som radiovågor, som inte utgör någon fara för levande organismer.
det mesta av solenergin som når jorden ligger inom synligt ljus, med våglängder mellan ca 400-700 nm. Varje färg av synligt ljus har en unik våglängd, och tillsammans utgör de vitt ljus. De kortaste våglängderna är på den violetta och ultravioletta änden av spektrumet, medan de längsta våglängderna är i den röda och infraröda änden. Däremellan består färgerna i det synliga spektrumet av den välbekanta ”ROYGBIV”; röd, orange, gul, grön, blå, indigo och violett.
vatten är mycket effektivt för att absorbera inkommande ljus, så mängden ljus som tränger in i havet minskar snabbt (dämpas) med djup (figur 6.5.2). Vid 1 m djup kvarstår endast 45% av solenergin som faller på havsytan. Vid 10 m djup är endast 16% av ljuset fortfarande närvarande och endast 1% av det ursprungliga ljuset lämnas vid 100 m. inget ljus tränger in över 1000 m.
förutom den totala dämpningen absorberar oceanerna de olika våglängderna av ljus i olika hastigheter (figur 6.5.2). Våglängderna vid de extrema ändarna av det synliga spektrumet dämpas snabbare än de våglängderna i mitten. Längre våglängder absorberas först; rött absorberas i de övre 10 m, orange med cirka 40 m och gult försvinner före 100 m. Kortare våglängder tränger vidare, med blått och grönt ljus som når de djupaste djupen.
detta förklarar varför allt verkar blått under vatten. Färgerna vi uppfattar beror på ljusets våglängder som tas emot av våra ögon. Om ett objekt verkar rött för oss beror det på att objektet reflekterar rött ljus men absorberar alla andra färger. Så den enda färgen som når våra ögon är röd. Under vatten är blå den enda ljusfärgen som fortfarande finns på djupet, så det är den enda färgen som kan reflekteras tillbaka till våra ögon, och allt har en blå nyans under vatten. Ett rött objekt på djupet visas inte rött för oss eftersom det inte finns något rött ljus tillgängligt för att reflektera av objektet. Objekt i vatten kommer bara att visas som deras verkliga färger nära ytan där alla våglängder av ljus fortfarande är tillgängliga, eller om de andra våglängderna av ljus tillhandahålls konstgjort, till exempel genom att belysa objektet med ett Dykljus.
vatten i det öppna havet verkar klart och blått eftersom det innehåller mycket mindre partiklar, såsom fytoplankton eller andra suspenderade partiklar, och ju tydligare vattnet desto djupare ljuspenetrationen. Blått ljus tränger djupt in och sprids av vattenmolekylerna, medan alla andra färger absorberas; således verkar vattnet blått. Å andra sidan verkar kustvatten ofta grönaktigt (figur 6.5.2). Kustvatten innehåller mycket mer suspenderad silt och alger och mikroskopiska organismer än det öppna havet. Många av dessa organismer, såsom fytoplankton, absorberar ljus i det blå och röda området genom sina fotosyntetiska pigment och lämnar grönt som den dominerande våglängden för reflekterat ljus. Därför ju högre fytoplanktonkoncentrationen i vatten, desto grönare verkar den. Små siltpartiklar kan också absorbera blått ljus, vilket ytterligare förskjuter färgen på vatten från blått när det finns höga koncentrationer av suspenderade partiklar.
havet kan delas in i djuplager beroende på mängden ljuspenetration, som diskuteras i Avsnitt 1.3 (figur 6.5.3). Den övre 200 m kallas den fotiska eller eufotiska zonen. Detta representerar regionen där tillräckligt med ljus kan tränga in för att stödja fotosyntes, och det motsvarar den epipelagiska zonen. Från 200-1000 m ligger den dysfotiska zonen eller skymningszonen (motsvarande den mesopelagiska zonen). Det finns fortfarande lite ljus på dessa djup, men inte tillräckligt för att stödja fotosyntes. Under 1000 m är den aphotiska (eller midnatt) zonen, där inget ljus tränger in. Denna region inkluderar majoriteten av havsvolymen, som finns i fullständigt mörker.
produktion av organiska föreningar från koldioxid och vatten, med solljus som energikälla (5.5)
drivande, vanligtvis encelliga alger som genomgår fotosyntes (7.1)
de övre regionerna i havet där det finns tillräckligt med ljus för att stödja fotosyntes; ungefär 0-200 m; även kallad eufotisk zon (1.2)
de övre delarna av havet där det finns tillräckligt med ljus för att stödja fotosyntesen; ca 0-200 m; även kallad den fotiska zonen (1.2)
det övre lagret av vatten (0 till 200 m) i områden i det öppna havet (1.3)
djup av vattenspelaren där det finns viss ljuspenetration, men inte tillräckligt för att stödja fotosyntes; motsvarar den mesopelagiska zonen, 200-1000 m. även känd som skymningszonen (1.3)
djup i vattenpelaren där det finns viss ljuspenetration, men inte tillräckligt för att stödja fotosyntes; motsvarar den mesopelagiska zonen, 200-1000 m. även känd som den dysfotiska zonen (1.3)
den övre mittzonen i det öppna havet sträcker sig från 200 till 1000 m djup (1.3)
djup över 1000 m där det inte finns någon ljuspenetration (1.3)