Друзья, к нашей серии уроков про Прозрачность побережья я попробовала сделать схему "Немного физики для художников", чтобы вы понимали, как меняются цвета объектов под водой, почему мы видим больше холодных оттенков и меньше теплых.

Солнечный свет состоит из волн разной длины, и вода поглощает их по-разному. Длинноволновый свет — прежде всего красный, а затем оранжевый и жёлтый — поглощается быстрее, поэтому с глубиной эти цвета исчезают из видимого спектра. Сине-голубая часть спектра поглощается медленнее и при хорошей прозрачности воды проникает значительно глубже. Именно поэтому чистая океаническая вода обычно воспринимается как синяя: красные оттенки поглощаются, а синий свет остаётся в воде дольше и рассеивается. Глубина проникновения света в воду напрямую зависит от длины волны (цвета спектра).

Глубина исчезновения цветов в чистой воде

Красный свет (620–750 нм): поглощается сильнее всего. Уже в первых метрах теряется значительная часть энергии красного света. На глубине около 5–10 метров красные предметы могут выглядеть серыми, тёмными или почти чёрными.

Оранжевый свет (590–620 нм): поглощается в верхних слоях воды и значительно ослабевает примерно к 15–20 метрам.

Жёлтый свет (570–590 нм): проникает глубже, но постепенно ослабевает из-за поглощения и рассеяния, сохраняя заметное присутствие примерно до 40–50 метров.

Зелёный свет (495–570 нм): способен проникать значительно глубже — примерно до 100 метров в очень чистой воде. В водах с большим количеством фитопланктона именно зелёная часть спектра может преобладать, придавая воде зеленоватый оттенок.

Фиолетовый свет (380–450 нм): также ослабевает с глубиной. Его распространение зависит от оптических свойств воды и может достигать значительных глубин в очень чистой воде.

Синий и голубой свет (450–495 нм): в чистой воде обладают одной из лучших проникающих способностей и могут сохраняться на глубинах в сотни метров. Поскольку сине-голубой свет поглощается медленнее других видимых длин волн и активно рассеивается, именно он преобладает в спектре света, возвращающегося из толщи чистого океана, поэтому открытый океан кажется нам синим.

Важное исключение: открытый океан и прибрежные воды

Описанная выше схема характерна прежде всего для очень чистой, прозрачной океанической воды. В прибрежных водах, реках и озёрах ситуация может существенно отличаться.

Вода там содержит больше фитопланктона, растворённого органического вещества и взвешенных частиц — песка, ила и глины. Эти компоненты дополнительно поглощают и рассеивают свет, поэтому его интенсивность значительно быстрее уменьшается с глубиной.

Хлорофилл фитопланктона особенно активно поглощает синий и красный свет, поэтому в водах с высокой концентрацией фитопланктона относительно сильнее сохраняется зелёная часть спектра. В некоторых мутных водоёмах максимальная глубина проникновения может приходиться на зелёный или желтовато-зелёный свет, а общая видимость под водой может составлять всего несколько метров.

Важно помнить, что указанные на схеме глубины являются ориентировочными. Фактическая глубина проникновения света зависит от прозрачности воды, её способности поглощать и рассеивать свет, количества взвеси, растворённой органики, концентрации фитопланктона и других оптических свойств водоёма.

Именно поэтому один и тот же объект под водой может выглядеть совершенно по-разному в зависимости от глубины и типа воды: его цвет постепенно меняется, становится холоднее и менее насыщенным, а контраст и видимость деталей уменьшаются.