Прозрачность (гидрология)

У этого термина существуют и другие значения, см. Прозрачность.

Чёрно-белый диск Секки

Прозрачность — показатель, характеризующий способность материала пропускать свет.

Прозра́чность воды в гидрологии и океанологии — это отношение интенсивности света, прошедшего через слой воды, к интенсивности света, входящего в воду. Прозрачность воды — величина, косвенно обозначающая количество взвешенных частиц и коллоидов в воде.

Прозрачность воды определяется её избирательной способностью поглощать и рассеивать световые лучи и зависит от условий освещения поверхности, изменения спектрального состава и ослабления светового потока, а также концентрации и характера живой и неживой взвеси. При большой прозрачности вода приобретает интенсивный синий цвет, который характерен для открытого океана. При наличии значительного количества взвешенных частиц, сильно рассеивающих свет, вода имеет сине-зелёный или зелёный цвет, характерный для прибрежных районов и некоторых мелководных морей (например, Азовское море). В местах впадения крупных рек, несущих большое количество взвешенных частиц, цвет воды принимает жёлтые и коричневые оттенки. Речной сток, насыщенный гуминовыми и фульвокислотами, может обуславливать темно-коричневый цвет морской воды (характерный, например, для вод Белого моря).

Прозрачность определяется качественно и количественно. Качественно прозрачность определяется путем сравнения испытуемой пробы воды с дистиллированной водой. При количественном определении прозрачности питьевой воды по «кресту» или по «шрифту», в лабораторных условиях за прозрачность принимается толщина слоя воды в градуированной стеклянной трубке или цилиндре Снеллена, через который различим стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм или юстировочная метка (определение по кресту)^[1][2]. Если шрифт не виден, высоту столба воды в цилиндре уменьшают, выпуская воду через нижнюю трубку с зажимом, пока шрифт не станет видимым. Высота столба воды в сантиметрах, при которой возможно чтение шрифта, выражает прозрачность воды по методу Снеллена. Между прозрачностью по кресту, прозрачностью по шрифту и содержанием взвешенных веществ существует определенная взаимосвязь, позволяющая приблизительно определеть концентрацию взвеси в воде^[3] Этот же метод используется и при полевых исследованиях вод суши, особенно при санитарно-гигиенических исследованиях и оценке эффективности очистки воды. Однако, согласно ГОСТ 3351-74^[4], вместо измерений прозрачности для питьевой воды стандартными являются фотоколориметрические измерения мутности.

Классический полевой метод определения прозрачности в глубоких водоемах — по глубине исчезновения из вида плоского диска белой или чёрно-белой окраски диаметром 20-40 см (диска Секки), предложенного как стандартный метод итальянским священником и астрономом Анджело Секки. Его опускают на такую глубину, чтобы он полностью исчез из виду, эта глубина и считается показателем прозрачности в гидрологии и океанологии. Для более точного определения записывают два отсчета: глубину исчезновения и глубину появления диска вновь при поднятии троса. Средняя величина этих значений принимается за относительную прозрачность воды в данном районе.

Два типа дисков Секки

Диск Секки для измерения прозрачности был впервые применён капитаном Чиальди (итал. Alessandro Cialdi), командующим Папским флотом 20 апреля 1865 года^[5]. Однако, первые регулярные измерения прозрачности морской воды были сделаны в Тихом океане во время русской кругосветной экспедиции на бриге «Рюрик» (1815 — 1818 годы) под командованием лейтенанта О. Е. Коцебу путем опускания на глубину белой тарелки на тросе^[6]. В настоящее время диск Секки используется при рутинных измерениях, несмотря на то, что существуют и широко применяются также электронные приборы для измерения прозрачности воды (трансмиссометры).

Максимальная величина прозрачности океанических вод (80 м) отмечена в море Уэдделла у берегов Антарктиды осенью (антарктической весной) 1986 г. немецкими учёными в экспедиции на научно-исследовательском ледоколе «Полярная звезда» («Поларштерн»)^[7]. Наибольшие измеренные величины прозрачности в Саргассовом море (Атлантический океан) — 66 м, в Индийском океане 40-50 м, в Тихом океане 62 м^[8], восточной части Средиземного моря — 53 м^[9].

Теоретически, в дистиллированной воде диск Секки должен исчезать из вида на глубине около 80 м^[10][11].

См. также

• Прозрачность среды
• Мутность воды

Ссылки

1. ↑ Мутность и прозрачность
2. ↑ Методические рекомендации. Определение температуры, запаха, окраски (цвета) и прозрачности в сточных водах, в том числе очищенных сточных, ливневых и талых. ПНД Ф 12.16.1-10
3. ↑ Прозрачность
4. ↑ «ГОСТ 3351-74. Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности»
5. ↑ Tyler, J. E. The Secchi disc (англ.) // Limnology and Oceanography. — 1968. — Vol. 13. — P. 1-6.
6. ↑ Союз Кругосветчиков России. Хроника кругосветок россиян 1806—1821 г.г.
7. ↑ Gieskes, W. W. C., Veth, C., Woehrmann, A., Graefe, M. Secchi disc visibility world record shattered (англ.) // EOS. Transactions, American Geophysical Union. — 1987. — Vol. 68(9). — P. 123. — DOI:10.1029/EO068i009p00123-01
8. ↑ Маньковский В. И. Элементарная формула для оценки показателя ослабления света в морской воде по глубине видимости белого диска (рус.) // Океанология. — 1978. — Т. 18(4). — С. 750–753.
9. ↑ Berman, T., Walline, P. D., Schneller, A. Secchi disk depth record: A claim for the eastern Mediterranean (англ.) // Limnology and Oceanography. — 1985. — Vol. 30(2). — P. 447-448.
10. ↑ Парсонс Т. Р., Такахаши М., Харгрейв Б. Биологическая океанография. — Москва: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. — С. 432.
11. ↑ Smith, R. C., Baker, K. S. Optical properties of the clearest natural waters (200-800 nm) (англ.) // Applied optics. — 1981. — Vol. 20(2). — P. 177-184. — DOI:10.1364/AO.20.000177