這并不是因?yàn)樗麄兿嗷ポx映，它們呈現(xiàn)藍(lán)色因?yàn)橥耆灰粯拥膬蓚€原因。
如果你對你生活的世界產(chǎn)生好奇，你很有可能在想為什么天是藍(lán)色的。人們經(jīng)?；卮鸬腻e誤原因有：
雖然每一個回答都是錯誤的，但是最后一個回答引出一個人們經(jīng)常懷疑的相關(guān)問題：為什么海洋是藍(lán)色的？
從太空看，地球總是被描述為一個淡藍(lán)色的點(diǎn)。但只有海洋才呈現(xiàn)這種深淺不一的藍(lán)色。大陸，云層和冰蓋根本不呈現(xiàn)藍(lán)色。是海洋，而不是大氣給予地球這樣的外表膚色。
數(shù)千年中，人們被迫簡單地接受世界的這些屬性來作為事實(shí)。但隨著現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步，我們理解了它們呈現(xiàn)藍(lán)色的原因。
圖解：當(dāng)太陽高懸在頭頂，對著天頂?shù)奶炜粘尸F(xiàn)更深的藍(lán)色，而對著地平線的天空是更淺更亮的青色。這是大量的大氣和低角度可見的散射光引起的。(KARSTEN KETTERMANN / PIXABAY)
與你之前讀到的相反，并沒有一個單一的原因?qū)е绿炜粘尸F(xiàn)藍(lán)色。天并不是因?yàn)樘柊l(fā)出藍(lán)光而變藍(lán)，我們的太陽發(fā)出各種不同波長的光，疊加起來是白色。氧氣自身并非藍(lán)色，而是在光線下無色透明。然而，在大氣層中有很多分子和大一些的粒子發(fā)揮作用，以不同的數(shù)量散射不同波長的光。海洋對天空的顏色沒有任何影響，而我們眼睛的敏感程度是絕對的：我們不能直接看到現(xiàn)實(shí)，而是通過我們的感官來感知它，大腦來解釋它。
這三個因素 - 太陽的光線，地球大氣層的散射效應(yīng)，以及人眼的反應(yīng) - 都使天空產(chǎn)生藍(lán)色。
圖解：連續(xù)光束被棱鏡散射的動畫示意圖，如果你有能看到紫外線和紅外線的眼睛，你就能看到紫外線比紫光/藍(lán)光彎曲更多，而紅外線比紅光彎曲更少。(LUCASVB / WIKIMEDIA COMMONS)
當(dāng)我們通過棱鏡傳遞陽光時，我們可以看到它如何分成各個部分。最高能量光也是最短波長（和高頻）光，而能量較低的光具有比其高能量光更長的波長（和低頻）。光色散是因?yàn)椴ㄩL是決定光與物質(zhì)相互作用的關(guān)鍵屬性。
微波爐中的大孔允許短波長可見光進(jìn)出，但保持更長波長的微波光進(jìn)入并反射它。太陽鏡上的薄涂層反射紫外線，紫光和藍(lán)光，但允許更長波長的綠色，黃色，橙色和紅色通過。構(gòu)成我們大氣層微小而不可見的粒子 - 氮，氧，水，二氧化碳和氬原子等分子 - 散射所有波長的光，但優(yōu)先散射更藍(lán)，更短波長的光。
圖解：瑞利散射對藍(lán)光的影響比紅光更多，在可見波長中，紫光分散最多。只是由于我們眼睛的敏感性，天空呈藍(lán)色而不是紫色。最長波長和最短波長的可見光經(jīng)歷瑞利散射出現(xiàn)整數(shù)量級的差異。
這背后存在一個物理原因：構(gòu)成我們大氣的所有分子的大小都小于人眼所能看到的各種波長的光。更接近分子大小的波長將被更有效地散射；從數(shù)量上講，它遵循的規(guī)律被稱為瑞利散射。
在可見光范圍內(nèi)的紫光比另一端的紅色長波長光散射的頻率高出九倍。這就是為什么，在日出、日落和月食期間，紅光仍然可以有效地穿過大氣層，但更波長更長的光實(shí)際上是不存在的，它們被優(yōu)先散射掉了。
圖解：如圖，一些乳白色材料，與大氣具有相似的瑞利散射特性。從右上方照射這塊石頭的白光，石頭本身散射藍(lán)光，但允許橙色/紅色光優(yōu)先穿過不受阻擋。
由于更藍(lán)的光更容易散射，任何直射進(jìn)入的陽光都會變得越來越紅，越過它通過的大氣層越紅。然而，天空的其余部分將被間接的陽光照亮：光照射到大氣層然后重新被你的眼睛看到。絕大多數(shù)光線的波長為藍(lán)色，這就是白天天空是藍(lán)色的原因。
在有足夠的大氣將藍(lán)光散射到你的眼睛之前，它只會呈現(xiàn)更紅的色調(diào)。如果太陽低于地平線，所有的光必須通過大量的大氣。更藍(lán)的光線向各個方向散射，而更紅的光線更不容易散射，這意味著它需要更直接的路徑到達(dá)你的眼睛。如果你在日落之后或日出之前曾經(jīng)坐過飛機(jī)，你可以看到這種壯觀景象。
圖解：在高海拔地區(qū)，日出前或日落后天空上，可以看到一系列的顏色，這些顏色是陽光由大氣層多次散射造成的。從地平線附近的直射光變得很大，在遠(yuǎn)離太陽的情況下，散射光僅呈藍(lán)色。
這可以解釋為什么日落，日出和月食是紅色的，但可能會讓你想知道為什么天空呈現(xiàn)藍(lán)色而不是紫色。事實(shí)上，來自大氣的紫光比藍(lán)光更多，但也有其他顏色的混合。因?yàn)槟愕难劬χ杏腥N類型的視錐細(xì)胞（用于檢測顏色），以及單色視錐，所以當(dāng)你要分辨顏色時，這四種視錐的信號都需要你的大腦來解釋。
每種類型的視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞對不同波長的光敏感，但所有這些細(xì)胞都受到天空的某種程度的刺激。我們的眼睛對藍(lán)色，青色和綠色的光的反應(yīng)比對紫光的反應(yīng)更強(qiáng)烈。即使有更多的紫光，但它還不足以壓制我們大腦提供的強(qiáng)烈藍(lán)色信號，這就是為什么天空在我們眼中呈現(xiàn)藍(lán)色。
圖解：人類第一次看到地球從月球邊緣升起，用人類的眼睛從太空中發(fā)現(xiàn)地球，仍然是人類歷史上最具標(biāo)志性的成就之一。1968年12月的阿波羅8號是成功登月的重要先驅(qū)任務(wù)之一，它將在今年7月慶祝登月50周年。注意地球的藍(lán)色是由于海洋而不是大氣。（NASA）
另一方面，海洋是一個完全不同的事。如果你從整體上看這個星球，從太空中看，你會注意到我們所擁有的水體并不是統(tǒng)一的藍(lán)色，而是根據(jù)水的深度有所不同。較深的水域是深藍(lán)色；較淺的水域是淺藍(lán)色。
如果你仔細(xì)觀察下面的照片，會注意到，與大陸接近的水域（沿著大陸架）是比深海黑暗的深藍(lán)更淺，更偏綠的藍(lán)色。
圖解：地球的海洋呈現(xiàn)藍(lán)色，但沿著大陸架，它們看起來比海洋最深處的藍(lán)色更淺。這不是圖像構(gòu)建方式的導(dǎo)致的錯誤，而是一種真實(shí)的現(xiàn)象，它詳細(xì)描述了不同深度的海洋本身吸收和反射陽光的差異。 （NASA / MODIS / BLUE MARBLE PROJECT）
如果你想要一個更直接的證據(jù)表明海洋本身看起來是藍(lán)色的，你可以嘗試潛水并記錄你所看到的東西。當(dāng)我們在自然光下拍攝水下照片 - 即沒有任何人造光源 - 我們可以立即看到一切都呈藍(lán)色調(diào)。
當(dāng)我們越潛越深，達(dá)到30米，100米，200米的深度時，一切都會出現(xiàn)藍(lán)色。水就像大氣一樣，也是由有限大小的分子制成的：比我們能看到的任何光的波長都要小，這很有意義。但是在這里，在海洋的深處，散射的物理性質(zhì)有些不同。
圖解：如果你下潛到一個水體中，只允許周圍的自然光照射你周圍的環(huán)境，你會發(fā)現(xiàn)一切都呈現(xiàn)藍(lán)色，因?yàn)榧t光是第一個被完全吸收的光。
光通過大氣時，大氣的主要作用是散射，光通過水中時，水主要吸收（或不吸收）光。水和所有分子一樣，對它能吸收的波長有所偏好。水不是具有直接的波長依賴性，而是最容易吸收紅外線、紫外線和紅色可見光。
這意味著如果你下潛到達(dá)一個適度的深度，你將不會感受到太陽的溫度，你將免受紫外線輻射，隨著紅光被帶走，事物將開始變成藍(lán)色。向下走一點(diǎn)，橙色也會消失。
圖解：在更深的深處，當(dāng)海水被來自上方的自然陽光照射時，不僅是紅色，橙色和黃色也開始消失。即使是綠色也會被吸收，只留下微弱的藍(lán)光。 （DENNIS JARVIS OF FLICKR）
再向前，黃色，綠色和紫色開始被吸收。當(dāng)我們再下潛幾公里的深度時，連藍(lán)光也會消失，盡管這將是最后一次。
這就是為什么最深的海洋呈現(xiàn)深藍(lán)色：因?yàn)樗衅渌ㄩL都被吸收了。最深的藍(lán)色，它在水中所有波長的光中都是獨(dú)一無二的，具有被反射和重新發(fā)射回來的最高概率。目前，地球的全球平均反照率是0.30，這意味著30％的入射光被反射回太空。但如果地球完全是深水海洋，我們的反照率將只有0.11。海洋事實(shí)上非常適合吸收陽光！
圖解：2001年和2002年拍攝的中分辨率成像光譜輻射計(jì)（MODIS）數(shù)據(jù)的兩半球全球復(fù)合材料，請注意，正是我們的海洋，僅僅是我們的海洋，使我們的星球從太空中呈現(xiàn)出藍(lán)色。（NASA）
若是因?yàn)榉瓷?，天空和海洋不會呈現(xiàn)藍(lán)色；它們都是藍(lán)色的，但都是它們自己的原因。如果你將我們的海洋完全帶走，人在地面上仍然能看到藍(lán)色的天空，如果你設(shè)法把我們的天空帶走（但仍然以某種方式給了表面的液態(tài)水），我們的星球仍然會呈現(xiàn)藍(lán)色。
在天空中，藍(lán)色光散射的更快，陽光從云層的裂縫中直接照向我們；在海洋中，較長波長的可見光更容易被吸收，因此，光照射的越深，更深的藍(lán)色光就逐漸出現(xiàn)。別的星球可能也有藍(lán)色大氣層，比如天王星和海王星。但是地球是唯一一個我們知道的擁有藍(lán)色表面的星球?；蛟S有一天，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)另一個表面同樣覆蓋著大量液態(tài)水的星球的時候，我們就不再孤單了！
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. 唐時風(fēng)- medium-Ethan Siegel
