海洋光學(xué)是光學(xué)與海洋學(xué)之間的邊緣科學(xué)。它主要研究海洋的光學(xué)性質(zhì)、光輻射與海洋水體的相互作用、光在海洋中的傳播規(guī)律,以及和海洋激光探測(cè)、光學(xué)海洋遙感、海洋中光的信息傳遞等應(yīng)用技術(shù)有關(guān)的基礎(chǔ)研究。
A+}4N%kh 海洋光學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史
\c\=S 早在19世紀(jì)初,就有人用透明度盤目測(cè)自然光在海中的鉛直衰減。不過直到19世紀(jì)末,海洋學(xué)家才開始注意研究海洋的光學(xué)性質(zhì),并結(jié)合海洋初級(jí)生產(chǎn)力的研究,用光電方法測(cè)量海洋的輻照度。到了20世紀(jì)30年代,瑞典等國(guó)的科學(xué)家設(shè)計(jì)制造了測(cè)定海水的線性衰減系數(shù)、體積散射系數(shù)和光輻射場(chǎng)分布的海洋光學(xué)儀器,進(jìn)行了一系列現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。
p{,fWk 從第二次世界大戰(zhàn)后到20世紀(jì)60年代中期,是海洋光學(xué)的形成時(shí)期,人們研制了各種測(cè)定海洋水體光學(xué)性質(zhì)的海洋光學(xué)儀器,對(duì)各大洋光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和調(diào)查。
+]e4c;`ko} 1947~1948年,瑞典科學(xué)家在環(huán)球深海調(diào)查中,首次將海洋光學(xué)調(diào)查列入海洋調(diào)查計(jì)劃,測(cè)量了海水中光的輻照度、衰減和散射等;1950~1952年,丹麥人在環(huán)球深海調(diào)查中,致力研究了重要海區(qū)的初級(jí)生產(chǎn)力和光輻照之間的關(guān)系;1957~1958年,在國(guó)際地球物理年的調(diào)查中,測(cè)量了北大西洋的水文要素和光學(xué)參數(shù),并研究其相互的關(guān)系;美國(guó)普賴森多費(fèi)爾提出了比較系統(tǒng)的海洋光學(xué)理論,發(fā)展了海洋輻射傳遞理論;一些學(xué)者對(duì)水中能見度理論、海洋光學(xué)測(cè)量模型、光輻射場(chǎng)與海水固有光學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系,進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究。
Y~:7l5C 20世紀(jì)60年代中期以后,是海洋光學(xué)的發(fā)展階段。隨著近代光學(xué)、激光、計(jì)算機(jī)科學(xué)、光學(xué)遙感和海洋科學(xué)的發(fā)展,開拓了海洋光學(xué)研究的新領(lǐng)域。特別是結(jié)合信息傳遞的要求,理論上用蒙特-卡羅法定量地計(jì)算各種復(fù)雜模型的海洋輻射傳遞過程,使海洋輻射傳遞基礎(chǔ)研究日趨完善,并較好地解決了激光在水中的傳輸、海面向上光輻射與海水固有光學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系等問題。
Rd$<R 目前,海洋光學(xué)已發(fā)展成為一門內(nèi)容豐富、有相當(dāng)應(yīng)用價(jià)值的光學(xué)分支學(xué)科,使海洋光學(xué)從傳統(tǒng)的唯象研究轉(zhuǎn)入物理的和技術(shù)的研究。
X@G`AD'.M 海洋光學(xué)的研究?jī)?nèi)容
jFc{$#g- 海洋光學(xué)主要研究海洋水體對(duì)光輻射的散射、吸收、光譜等性質(zhì)及光輻射在海洋中的傳播規(guī)律。海水對(duì)光具有強(qiáng)散射和強(qiáng)吸收,其散射系數(shù)比大氣約高4~6個(gè)數(shù)量級(jí)。其散射函數(shù)前向性很強(qiáng),海水的光譜透射分布主要決定于吸收。
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