|
|
Гидрооптические характеристики делятся на первичные и вторичные. Первичные представляют собой физические величины, характеризующие оптические свойства природных вод. Они определяются их химическим составом, термодинамическим состоянием, наличием в воде оптически активных примесей в виде растворов и взвесей. Вторичные характеристики используют для описания состояния светового поля в водоемах. Они зависят от оптических свойств вод, то есть от первичных характеристик, и от геометрической структуры светового поля в водоеме, создаваемого прямым и рассеянным в воде излучением солнца.
При оценке гидрооптических характеристик используют натуральные и десятичные показатели, которые связаны между собой соотношением: N(ln) = 2,3N(lg). В справочнике используются десятичные показатели.
Все гидрооптические характеристики являются спектрально зависимыми величинами, то есть в каждом случае должна указываться длина волны, к которой они относятся. В данном разделе, для упрощения, индекс λ, обозначающий длину волны, при гидрооптических характеристиках опущен.
Характеристики оптических свойств вод
Характеристики светового поля в водоемах
| Наименование | Обозна-чение | Формула | Единица измерения | Определение |
| Показатель поглощения излучения | κ |  |
м-1 | Величина, обратная расстоянию L, на котором поток монохроматического излучения F, распространяющегося в воде в виде практически параллельного пучка, ослабляется за счет поглощения в десять раз |
| Показатель рассеяния излучения | σ |  |
м-1 | Величина, обратная расстоянию L, на котором поток монохроматического излучения F, распространяющегося в воде в виде параллельного пучка, ослабляется за счет рассеяния в десять раз |
| Показатель ослабления излучения | ε |  ;  |
м-1 | Величина, обратная расстоянию L, на котором поток монохроматического излучения F, распространяющегося в воде в виде параллельного пучка, ослабляется в результате суммарного действия поглощения и рассеяния в десять раз |
| Прозрачность воды | T |  |
– | Коэффициент пропускания излучения слоем воды толщиной один метр |
| Вероятность выживания фотона | Λ |  |
– | Отношение показателя рассеяния σ к показателю ослабления ε |
| Показатель рассеяния излучения в данном направлении | σ(γ) |  |
м-1 ср-1 | Сила излучения I(γ), рассеянного в данном направлении элементарным объемом воды dν, отнесенная к его нормальной облученности En и к величине объема |
| Показатель рассеяния вперед | δ |  |
м-1 | Суммарное рассеяние света в переднее полупространство |
| Показатель рассеяния назад | β |  |
м-1 | Суммарное рассеяние света в заднее полупространство |
| Общий показатель рассеяния | σ |  |
м-1 | Суммарное рассеяние света во всех направлениях |
| Индикатриса рассеяния | σ |  |
ср-1 | Угловое распределение рассеянного света, описываемое функцией σ(γ), нормированное на общий показатель рассеяния σ
Примечание: часто под индикатрисой рассеяния понимают функцию σ(γ) |
| Коэффициент асимметрии индикатрисы рассеяния | K |  |
– | Отношение показателя рассеяния вперед δ к показателю рассеяния назад β |
| Средний косинус индикатрисы рассеяния | <cosγ> |  |
– | Средневзвешенная на косинус угла индикатриса рассеяния |
| Средний угол рассеяния | <γ> |  |
градусы | Средневзвешенная на угол рассеяния индикатриса рассеяния |
| Средний квадрат угла рассеяния | <γ2> |  |
градусы2 | Средневзвешенная на квадрат угла рассеяния индикатриса рассеяния |
| Вытянутость индикатрисы рассеяния | S(0,25;90) |  |
– | Отношение показателя рассеяния света на угле γ = 0,25 градусов к показателю рассеяния на угле γ = 90 градусов |
| Наименование | Обозначение | Формула | Единица измерения | Определение |
| Облученность горизонтальной площадки | E |  |
Вт м-2 | Поток излучения F, приходящий сверху (снизу) на единицу поверхности горизонтально расположенной площадки S на глубине Z |
| Квантовая облученность горизонтальной площадки | Q |  |
кванты м-2с-1 | Суммарная облученность в спектральной области 350–700нм нисходящим потоком солнечного излучения горизонтально расположенной площадки на глубине Z |
| Показатель вертикального ослабления облученности | α |  |
м-1 | Вертикальный градиент облученности горизонтально расположенной площадки сверху (снизу) на глубине Z
Примечание: Z2>Z1; Z=(Z2–Z1)/2 |
| Коэффициент диффузного отражения толщи вод | R |  |
– | Отношение облученности горизонтально расположенной площадки снизу к облученности ее сверху на глубине Z |
| Коэффициент яркости толщи вод | ρтв |  |
– | Отношение яркости диффузного излучения (под поверхностью на глубине Z=0 м), выходящего из водоема в результате рассеяния солнечного излучения в толще его вод, в направлении, определяемом вертикальным Θ и азимутальным φ углами, к яркости идеального рассеивателя B↓0, освещенного излучением солнца, падающим на поверхность водоема |
| Коэффициент яркости поверхности океана | ρпо |  |
– | Отношение яркости диффузного излучения, вышедшего из водоема, в направлении, определяемом вертикальным Θ и азимутальным φ углами, к яркости идеального рассеивателя B↓0, освещенного излучением солнца, падающим на поверхность водоема |
| Эффективная длина волны восходящего излучения | λэфф |  |
нм | Средневзвешенная на длину волны спектральная яркость выходящего из моря излучения |
| Индекс цвета воды | Iцв(λ1/λ2) |  |
– | Отношение яркости диффузного излучения (под поверхностью на глубине Z=0 м), выходящего из воды в зенитном направлении, в двух спектральных участках |
| Глубина видимости белого диска (относительная прозрачность) | Zб | – | м | Глубина, на которой белый стандартный диск (диаметр 30 см) при погружении в воду становится невидим невооруженным глазом. За величину Zб берется средняя величина глубин: исчезновения диска при опускании и его появления при подъеме |
| Цвет воды | Nцв | – | баллы | Номер образца стандартной шкалы, цвет которого совпадает с цветом белого диска, погруженного в воду на глубину Zб/2 |
| Доминирующая длина волны в цвете воды | λдом | – | нм | Длина волны монохроматического излучения, которое необходимо смешать в определенной пропорции с белым излучением солнца, чтобы получить ощущаемый глазом цвет диффузного излучения, выходящего из воды |
| Чистота цвета воды | P(λ) | – | % | Пропорция, необходимая для смешения монохроматического излучения длины волны λ с белым излучением солнца, чтобы получить ощущаемый глазом цвет диффузного излучения, выходящего из воды |
| Биолюминес-центный потенциал | Eлюм |  |
мкВт см-2 | Средняя облученность, создаваемая биолюминесцентным свечением морских организмов за время t |
| Глубина эвфотической зоны | H(ФАР)эвф | – | м | Глубина, на которой суммарная облученность в спектральной области 350–700 нм (фотосинтетически активная радиация, ФАР) горизонтально расположенной площадки составляет 1% от облученности поверхности водоема |
| Глубина зоны фотосинтеза | H(ФАР)ф-синт | – | м | Глубина, на которой суммарная облученность в спектральной области 350–700 нм (фотосинтетически активная радиация, ФАР) горизонтально расположенной площадки составляет 0,1% от облученности поверхности водоема |
|
|