1 광 침투는 식물성 플랑크톤에 의한 광합성의 에너지원이다.

햇빛은 감마,엑스,자외선,가시 광선,적외선,마이크로 및 전파를 포함하는 전자기 복사의 전체 스펙트럼으로 구성됩니다. 태양 복사의 주요 부분은 파장에서 변화하는 가시 광선 및 적외선의 형태입니다.

지구 표면에 닿는 햇빛은 흡수되거나 반사된다. 물 표면의 투명도는 다양합니다. 맑은 물,물 표면이 매끄 러울 때,그리고 태양 광선이 지구 표면과 수직에 가장 가까운 중반 아침과 오후 사이에 더 큽니다. 위도와 계절 또한 태양 광선의 각도에 영향을 미칩니다. 태양 광선의 발생 각도가 60 도 이하일 때,입사 햇빛의 10%미만은 일반적으로 물 표면에 의해 반사됩니다.

표면에 의해 반사되는 입사광의 백분율을 알베도라고합니다. 물 기관의 연간 알베도 범위 5 에 7 에 적도에서 퍼센트 12 에 13 에 퍼센트 60 도 위도. 매월 물 알베도는 적도에서 일년 중 시간에 따라 조금씩 다르지만 위도 60 도에서 알베도는 3 월과 9 월의 춘분에서 약 5%,겨울의 시작 부분에서는 약 55%입니다.

빛의 침투

물 표면을 관통하는 빛은 아래쪽으로 지나갈 때 흩어져 흡수되거나 담금질된다. 물 산란 하지만 자외선을 흡수 하지 않습니다. 그것은 적외선을 빨리 흡수합니다-적은 적외선은 2 미터 이상을 관통합니다. 빛은 맑은 물에서도 오히려 빨리 담금질됩니다. 입사광의 약 25%만이 물이 매우 맑은 물인 넓은 바다에서 10 미터의 깊이에 도달합니다.

가시 스펙트럼은 390 에서 750 나노 미터 사이의 파장으로 구성됩니다(나노 미터,표 1). 1 나노미터는 10 억분의 1 미터에 해당합니다. 물 속의 시각적 인 빛 감쇠 속도는 적색 및 주황색 광선에 가장 크고 보라색 광선에 대해서는 적으며 노란색,녹색 및 파란색 광선에 대해서는 가장 적습니다. 녹은 유기물 및 중단한 고체의 존재는 더 가벼운 침투를 방해하고,고체의 다른 유형은 다른 파장에 우선적으로 흡수합니다.

보이드,광선 및 색상의 범주,표 1

전체 스펙트럼 광선 유형	전체 스펙트럼 파장	가시 스펙트럼 광선 색상	가시 스펙트럼 파장
감마	0.01 나노 미만	–	–
	0.01-10.00 나노	바이올렛	390-450 나노
자외선	10.00-389.00 나노	블루	450-495 나노
눈에 보이는	390.00-750.00 나노미터	녹색	495-570 나노미터
적외선	759.00-106 나노	노란색	570-590 나노
마이크로	106-109 나노	오렌지	590-620 나노

표 1. 햇빛의 전자기 스펙트럼의 광선 및 색상의 범주.

식물성 플랑크톤은 스펙트럼의 붉은 색과 오렌지색 부분 내에서 빛을 가장 잘 흡수하지만 다른 색은 덜 흡수합니다. 용해 된 유기물은 청색,보라색 및 자외선을 가장 강하게 흡수합니다. 부유 미네랄 물질은 가시 스펙트럼을 가로 질러 빛을 균일하게 흡수하는 경향이 있지만 용해 된 무기 물질은 물 및 기간에 의한 광 흡수를 방해하지 않습니다. 따라서 염분은 수중 빛에 큰 영향을 미치지 않습니다.

층화

빛의 광자가 물 흡수되면 물기를 데운다. 물으로 나누어 주는 열 양은 증가 깊이에 감소한다. 물,물,대기권에 긴 파도 방사선을 다시 방출 하 고 들어오는 및 나가는 방사선 사이의 평형 24 시간 또는 더 긴 기간 동안 물 온도 변화에 제한을 배치 하는 경향이 달성 될.

많은 수역에서,바람이 흐르는 물 흐름에 의해 더 깊은 물 속으로 섞일 수 있는 물보다 더 빨리 상층에서 열이 얻어진다. 이것은 더 큰 밀도의 더 차가운 물 깊은 층을 오버레이 낮은 밀도의 따뜻한 물 상위 계층 결과. 두 층 사이의 밀도 차이가 너무 커서 물 표면의 깊은 물 바람의 작용에 의해 혼합 될 수 없는 경우 열 층 화 발생 합니다. 열적으로 층화된 물체에서는 상층을 에필리니온이라고 부르고,하층은 하이폴리 니온이라고 부르며,온도가 빠르게 변하는 층을 써모클레인이라고 부릅니다.

표면층이 냉각되고 밀도가 증가하거나 바람과 비가 더 강하게 혼합되면 열 층리가 사라집니다. 물 기관의 특성과 기후 및 기상 조건에 따라 열 층화는 매일,계절 또는 산발적 인 일정에 따라 발전하고 붕괴 될 수 있습니다. 열대 기후의 일부 호수는 매우 오랜 기간 동안 계층화됩니다.

양식 연못은 일반적으로 얕은이며,따뜻한에 개발 층화,조용한 일 밤에 지속되지 않습니다,열이 오버레이 공기에 손실되는 경우. 물론,폭기 된 연못에서는 폭기 장치에서 생성 된 물 흐름이 물들을 완전히 혼합합니다. 열적으로 층화 된 수체의 저압 물에는 종종 용존 산소가 없습니다. 열 파괴-특히 갑작스런 경우-용존 산소 고갈을 유발하고 물고기를 죽일 수 있습니다. 물고기 케이지가 포함 된 호수의 갑작스런 파괴는 심각한 위험입니다.

광합성

물로의 빛 침투는 또한 식물성 플랑크톤 및 기타 수생 식물에 의한 광합성의 에너지 원이다. 식물은 붉은 색과 오렌지색 빛을 가장 잘 사용하지만 가시 스펙트럼의 다른 부분도 사용합니다. 400~700 나노 미터 사이의 파장을 광합성 활성 방사선(파)이라고하며 파를 측정 할 수있는 수중 광 미터를 사용할 수 있습니다.

광합성은 식물 세포에서 엽록소 및 기타 빛에 민감한 안료에 의해 포획 된 빛의 광자로부터의 에너지에 의해 매개되는 화학 반응이기 때문에 광자는 측정 파에서 분자 인 것처럼 취급됩니다.일반적으로 식물성 플랑크톤과 다른 수생식물은 표면에서 받은 빛의 1%미만의 빛 강도에서 생존할 수 없다. 입사광의 1%이상을 수용하는 물 층은 광광 또는 유포 성 영역으로 알려져 있습니다. 빛이 깊이에 따라 기하 급수적으로 급냉되기 때문에 입사 파의 비율은 빠르게 감소합니다(그림 1). 1). 덧붙여,총 빛의 감쇠에 대한 깊이 프로파일은 파에 대한 것과 거의 동일 할 것이다.

도 1 에 도시된 수중 광 프로파일. 1 은 식물성 플랑크톤 꽃이 만발한 열대 양식 연못에서 맑은 날 정오입니다. 다른 깊이로의 빛 침투는 램버트의 법칙 방정식으로 추정되었습니다. 입사광의 20%미만이 0.50 미터에 도달하고,2%가 조금 넘는 것은 1.00 미터에 이르며,광 영역은 단지 1.35 미터 두께–양식 연못에서 상당히 전형적인 상황.

폭기가 있는 연못에서,유도된 물 순환은 계속해서 깊은 물로부터 식물성 플랑크톤을 광 영역으로 가져오고 그 반대도 마찬가지이다. 이 현상은 기본적으로 광 영역의 두께를 증가시키는 것과 동일한 효과를 가지며,물 체의 단위 표면적 당 광합성 양을 증가시킵니다.

호수에서 광 영역의 깊이는 일반적으로 열 층화가 발생하는 깊이에 해당합니다. 용존 산소를 제공 할 수있는 하이폴리 니온에는 광합성이 없습니다. 저임상 용존 산소 고갈이 발생하는 호수는 영양이 부족한 올리고 영양 호수와 달리 영양분이 풍부한 영양소로 분류됩니다.

광 영역의 깊이는 세키 디스크 가시성으로 추정 할 수 있습니다. 1.7 값을 세키 디스크 가시성으로 나눈 값(미터)은 여러 연구자가 램버트의 법칙 방정식에 사용하기 위해 광 소멸 계수를 잘 추정 한 것으로보고되었습니다.

이 방법을 사용하여 램버트의 깊이 1%의 광 침투에 대한 법칙 방정식을 풀면 광 영역의 두께가 세키 디스크 가시성의 약 2.7 배임을 알 수 있다. 광 영역의 깊이는 식물 성장에 대한 연구를 기반으로 한 세키 디스크 가시성의 2~3 배로보고되었지만 2.7 의 값은 일반적인 목적에 적합합니다.

연못에서 식물성 플랑크톤 성장에 의해 생성 된 탁도는 종종 수중 대 식세포의 성장을 피하는 수단이다. 양식 연못에서 40~50 센티미터의 전형적인 세키 디스크 가시성에서 식물 성장을 위해 바닥에 충분한 조명을 피하기 위해 최소 깊이 110 센티미터가 필요합니다.

(편집자 주: 이 문서는 원래 글로벌 양식 옹호의 11 월/12 월 2014 인쇄 판에 출판되었다.)