《水的導讀》：水中顏色變化到底來自水下事件，還是空中動靜？

文：崔斯坦・古力（Tristan Gooley）

水色

想像自己正坐在汪洋中的一條船上，這時朋友問你：「海是什麼顏色？」

你覺得這個問題聽起來真的很蠢，便抬頭環顧四周後，信心滿滿地回答：「藍色啊！等一下，不對。是綠色，還是⋯⋯灰色？」

朋友拿出玻璃杯，彎著腰、一手探入海水中，撈起一杯水，放在你面前。只見眼前杯中的液體澄淨透明，你暗忖自己是否交友不慎。接著你開始思考自己最愛的河川、湖泊與海邊的水又會是什麼顏色？然後發現其實每一處顏色都不太一樣。

變化多端的水色是我們如此愛水的原因之一，但多數人只是樂於欣賞，很少有人深究其中原因。以言語描繪各種水色到底有多困難，凱爾特人顯然十分清楚，他們很狡猾地創造「glasto-」這個字首，用來指稱所有藍色、綠色與灰色的東西。

解析水色這門學問可分為幾個部分，各部分單獨看來都很簡單，但全部兜在一起時卻老愛聯手唬弄人，把事情搞得比實際上複雜許多。我們總共要討論四個部分；水面下方、水裡與水面上各有什麼、光線的影響，以及光線與水的關係。非常深奧而複雜、魅力無窮。

想分析水為什麼是這個顏色，第一件事就是要搞清楚，你看到的到底是水、還是其他東西的倒影？有的時候很好分辨，有時則不然。

站在池塘邊垂直往下看，如果水夠清澈，能看到幾樣東西。你會看到自己的倒影、池底土地，或是棕色泥土顆粒在水中盤旋，後者在有人經過時特別常出現。上述各種景色都有其重要性，但你首先要注意的是，我們往水裡俯視時，之所以能選擇要注視哪個東西，是因為此時的視角夠大、幾乎與水面垂直。可是如果往後退個二十步再看一次，就看不到任何泥土顆粒或水底地面了。應該說，你根本看不到水裡任何東西，只能看到位於水另一側、與你角度相同的東西在水面上的倒影。如果視角太小、從掠射角望向水面時，完全無法看到水裡有什麼。這個道理在分析水色時很重要，因為很多時候我們雖然看著水，看到的卻是位於遠方的其他東西。比如遠眺海面時，多數時候你看到的，其實主要是更遠一方的天空倒影。這就是為什麼晴天時海是藍色，陰天時則變成灰色。

直直俯視池底與遠眺海面正好是兩個極端，且都很容易預測能看見什麼。但如果觀察的水體距離你不遠也不近，就比較複雜了。站在河岸觀察寬廣水面，你至少能看到腳邊這側的水下狀況，但遠方那側，就只會看到水面上的倒影了。這就是為什麼同一條河的兩岸，水色有時截然不同。只有刻意留心觀察，才會看見這個現象，因為人腦已經習慣這件事了，若沒主動細想，並不會發現異狀。

不妨試著從河岸一端細細掃向另一端，看看能不能找到，究竟是從哪裡開始，你能望穿水面上的倒影、看進池內。（清澈的河水比較容易成功看見此現象。）兩者間的轉換地帶並不是固定一個點，因為有好幾個影響因素，包括：來自水面上方與四周光線的射入角度與多寡程度等。你應該會注意到，這個現象在水面上某一區特別明顯（通常是在視角二十到三十度之間，或水面下距離兩到三倍拳頭寬處）。

只要做個簡單的實驗，就能證實光線對人眼所見的水色大有影響。挑個晚上，拿玻璃杯裝水，放在自己面前，接著燈光全關，水會跟著房間裡其他東西一起消失在眼前，變成黑色的！聽起來是不是很理所當然、甚至有點無謂？其實這是有道理的：沒有光線入水，水就沒有顏色。水色來自光線。

開燈，事情比較有趣，比較一下玻璃杯裡的水和浴缸裡的水吧。如果是純白色的浴缸，請開水，直到水深累積幾公分為止，接著看進水裡。你會發現，水完全無色透明，跟玻璃杯裡的水一樣。接著請繼續開水，越滿越好。現在水較深了，有沒有發現水裡開始摻進幾抹藍色？浴缸水看起來有點藍，道理就跟人坐在船上，望進澄澈的深海看見蔚藍是一樣的。

純水本身無色，但會吸收顏色。白光射向水面，部分反射、部分被水分子吸收。進入水中的白光，是由彩虹中所有顏色組合而成，每種顏色吸收程度不一。紅、橙、黃三色比藍色更容易被水吸收，因此白光須穿越的水層越厚、穿透再現的水色就越藍。有沒有注意到，白色物體若掉進清澈的深水中，會先呈現微藍色，最後才消失在視野中？如果是把缸底的白色水塞拔起拉出水面，則情況剛好相反，水塞從淡淡的藍色，變回純白。

小從浴缸，大至泳池，光線需穿透的水越來越多，因此越多的紅橙黃光被吸收，導致泳池底部雖是白色，整體卻呈現淺藍色調。科學家已經研究清楚，在水中被分子吸收前，能跑得最遠的顏色，正是藍綠色。（他們甚至還算出了藍綠色的波長：四百八十奈米！）

Photo Credit: AP/達志影像

接下來該探討的，是水裡到底有什麼。在純白色的浴缸裡做實驗，效果最好，原因很簡單，低頭觀察淺水時，水面下的物體大致上就決定了你會看到什麼水色。站在海灘上，你應該會注意到，在浪花堆起、海水深淺交錯處之後方，水色開始變深。同時我們也習慣在各處海灘所見不同，黛青靛藍、各具獨特色澤。這是因為海床為海水上了色，水越淺，越能凸顯著色。

若是在白色海灘，水深最淺、勉強構著腳背處，水色是白色，但在不遠處開始轉為淺藍色，再過去一點，藍色漸深，望得越遠，海色越深，直到白色海灘再也沒有影響為止。

遇上金色細沙或礫石灘，原理相同，只不過藍黃兩色融合後，呈現的海色較接近藍青色或綠松石色，並隨著水深增加而越來越暗。至於海床的影響，就是簡單的調色盤混色原理，水越深、藍色越多，水越淺，則海床顏色占比越高。

該把以上三個因素結合起來了。站在海水及腳踝處，親自體會一下這個調色過程吧。首先垂直往下直視，接著視線往外移個幾公尺、一路往外看去，試著分別辨析出海水本身的藍、海床的顏色、以及水面天空的倒影。

陽光和煦、晴天積雲（毛茸茸像綿羊般的那種雲）在天邊四散的好日子，利於大家見識天空對水色的影響。比較一下，你會發現太陽高照時，海水看起來比雲塊壟罩上方時藍得多。兩者間的差異非常明顯，常使人誤把雲朵陰影錯當水下動靜。大家常常以為一定是水深突然改變、或是有大批魚群游過，才造成水色突然轉黑。但只要按著性子多觀察一會兒，就會發現，這些暗藍色塊正緩緩隨著上方的雲朵向前移動。

如果你不確定，可試著以太陽為起點拉出一條線，通過一小塊雲朵，連向水面。很難說雲影究竟會距離你多遠，但至少這個方法能把你帶向正確方向。同樣地，看到這類暗沉色塊時，也能往太陽方向拉出一條直線，如果色塊真的來自雲影，則線路必定會經過雲朵。能憑著形狀，找到水裡那塊黑影在空中的本尊雲朵，怪有成就感的。

學會分辨水中顏色變化到底來自水下事件，還是空中動靜，是門需要歷經多年磨練的藝術。而這門藝術在世界上許多角落，像是太平洋，可實用得很。船隻經過珊瑚環礁附近時，最好用的地圖，莫過於周圍海水的色澤變化。即便搬出GPS搭載高科技電子航海圖，仍然比不上當地經驗老道的掌船人臉上，那雙熱切搜尋湛藍大海中任何一絲亮淺色澤的眼睛。跟這些色澤線索相比之下，回聲探測儀等電子深度測量技術顯得可笑，多數只能用來判斷船隻正下方的水深，完全無法顯示船身周圍的水深變化。至於以電子航海圖探測珊瑚環礁，目前技術也仍然極為模糊失準，全然無法與望色定位法相比。

Photo Credit: Reuters/達志影像

經過多年磨練，這些海島航海人能靠著在大片綠松石色澤間找出蜿蜒的深藍線條，穩妥地找到航道，安全通過險惡的珊瑚礁叢。一八八○年代，講到北海航行經驗，一位漁夫這麼說：「只要學會了，光靠水的深度和水下的傢伙們，其他啥都不用，就甭怕在北海迷路了，世界上沒比這更簡單的事啦。」

就是因為深淺之間、海色不同，所以有這麼一個詞：「藍水航行」。如果有人自稱藍水水手，事實真相大概沒有稱號這麼光彩浪漫，這個字其實就是遠海航行的意思，特別常用來指越洋航行。「褐水」一詞現在已不常見，但過去曾用來代稱淺水，泛指深度一百英噚（相當於一百八十二公尺）以下的水，一百英噚以上就是「藍水」。

如果發現海水變色，而且是恆常、靜止不動的一塊，明顯不是雲朵或光影搞的鬼，就表示該處海床可能真的有所不同。不確定到底是什麼的話，就做點調查吧。在地航海人通常知道答案，或你也可以玩場偵探遊戲，找張當地地圖來看看，紙本或線上地圖皆可。若此地就在你家附近、或是你最愛的海岸線，我建議花錢買張區域地圖，因為地圖能提供的資訊實在豐富，足以解開各種最細微的水色變化謎底，要是錯過了，可能得白白困惑上好幾年。圖裡有些縮寫：「S」代表「沙」（sand）、「Sh」代表「貝殼」（Shell）、「M」代表「泥土」（mud）、「Wd」代表「海草」（weed），看起來很厲害的「Oz」則是「軟泥」（ooze）的意思，分別為你指出該處海床的特性，這可是船隻定錨時的關鍵資訊，也有助解開海水顏色的祕密。

某次到多塞特郡英吉利海峽旁的波白克島，我花了點時間在一個叫「藍池塘」的地方附近漫步。那是個晴朗早晨，水色有亮麗的綠松石色，也有較常見的深藍綠色，樹蔭下則呈現更深沉的湖綠色。池塘取這名字，就是因為水色脫出，跟附近其他的池塘與海水都不一樣。但此地的池塘，池底土質都差不多、深度相差不大、上方也是同一片天空，可見藍池塘的獨特色澤，肯定是來自其他因素影響：藍池塘前身是開採黏土用的土坑，現已廢棄。正是水中懸浮的黏土粒子，造就了這般魅惑池色。

相同的，英國西南部康瓦爾地區則有條魅力稍差一些的「紅河」。當年採挖錫礦的全盛時期留下了富含鐵質的尾砂、沖刷入河，故而得名。現因為停止採礦，水便不紅了。這對當地野生動植物倒是好事，甚至多少對礦工有益，因為混濁的紅河水實在太毒，有害生態發展。

Photo Credit: Reuters/達志影像

大自然中所有水體內都有粒子懸浮其中，就連看似最澄澈無暇的淨水也不例外，當中最熱鬧者，湖水中與水面上可能有數以百萬計的微粒。水藻、細菌、塵土、花粉等各種物質齊聚一堂，給水添上各種顏色，時而幽微含蓄，時而狂野奔放。

還記得一次搭飛機，機身在希斯洛機場起飛後不久開始轉彎。望向窗外，我看到機翼下出現整齊對稱的湖泊，它們所有線條都過於筆直，顯然非自然形成。其中，有一口湖竟呈現獨一無二的亮綠色。而這一口湖距離一旁農場最近，也解釋了這幅不尋常景象所來何自。

湖泊池塘等靜水如果不幸遇上科學家稱的「優養化」，也就是水中富含過多營養物質，就會打亂微妙的生態系統平衡。水藻生存需要三樣東西：水、陽光、營養，如果三樣數量剛好，就會盡情繁衍茁壯，澈底改變水的顏色。

水藻繁生，不僅僅是改變湖泊池塘的水色而已，更會顛覆整個生態系統。它們遮蔽多數光線、使其無法進入水中，並大幅消耗溶在水中的氧氣，威脅水中魚兒與其他有機物的生存。這些亮綠色的水雖看著有趣，卻並非適合動植物生長的健康環境。大部分的人也不願意悠游其中，因為感覺就髒髒的、有礙健康。確實，這種水有時挺毒的。

水藻在世界上某些地方，還有更絢麗的演出。亞馬遜河某些部分呈現黃色，在巴西瑪瑙斯市附近，黃色河水與尼格羅河的紅黑色河水相會，好不熱鬧。每種水色都來自水裡不同的藻類與粒子。其中一種「鹽生杜氏藻」（學名：Dunaliella salina）更是神奇，能將鹽水湖，例如：澳洲的希利爾湖及塞內加爾的瑞特巴湖，渲染成不可思議的亮粉紅色。就有人以「紅潮」來形容水因藻類漫生而轉為紅色或紅棕色的現象。一般認為這種現象起因為水中營養濃度與溫度高低產生變化，且可能毒害水中生物與人類生存。

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光譜的另一端，則是湖水「貧養化」，指養分非常貧乏。貧養的水裡藻類無法生存，因此特別清澈誘人。地中海就是一個例子，海水中養分極低，導致藻類極少、水色澄澈剔透，成為度假悠游聖地。

我們在水中看到的許多粒子是無機物，是泥、沙、黏土、淤泥、白堊等各種物質形成的混合物，且各自為水染上不同顏色。低地河尤其明顯，河水不斷擾動河床上的泥沙，呈現混濁的淺棕色。河水支流匯入主流處，如果兩流規模不同，不妨比較一下，你會發現兩條水流顏色通常也不同，因為流經不同地段、因而含有不同的物質粒子。我在婆羅洲時跟著達雅族人，親眼見證他們敏銳的觀察力，水裡任何細節都逃不過他們眼睛，河水交會處的細微色差之於達雅人，就像我們看路標一般，清楚明瞭。

有些匯聚冰河融水的湖泊呈現明亮淡雅的粉藍色，這是水中的「岩粉」所致，也就是冰河移動時，將岩石研磨成細粉並帶入湖中。凡有冰河處，包括加拿大、挪威等地，都能看到這種超凡水景，且雖然顏色豔麗，水質卻乾淨無害。

若有機會，不妨仔細研究一下海上近岸處在暴風雨前後的樣子。洶湧波濤往往將海床攪起，給海水注入新顏色，接著又在一天內緩緩褪去。

我們看到的水色，有時也受水面上的東西影響。漏油漂浮海面是新聞噩耗，但同樣的閃亮虹彩，也能在泡茶時，因為茶中的有機油脂釋出而再現（茶別加奶比較容易看到，觀察時記得要面光、蹲低）。油、塵土與許多水面過客都能改變水的樣貌，多數通常不受歡迎，但其中有位倒是公認為美麗的嬌客。

希臘愛神阿芙蘿黛蒂與羅馬愛神維納斯，都生自海水浪花。畫家波提且利的名作《維納斯的誕生》捕捉了這段神話片刻。多謝波堤且利，為幻想付諸形體，讓我們得以像狗仔隊突擊名人般，窺見這位古典女神最私密的一刻。但波堤且利畫中少了一樣東西，就是浪花，根據古希臘詩人赫西俄德的說法，這是天空神之子克洛諾斯砍下父親烏拉諾斯的生殖器並丟入水中時激起的浪沫。撇開這段略嫌不潔的神話故事不談，浪花背後的科學可是很有趣的。

Sandro Botticelli

河流與海水中流速較快的水流，遇上強風或碎浪，便激起水沫、增添水色，只要你人在地球上，就天天都能看到，確實，這是地球的日常。科學家認為，太陽系裡只有地球上有風吹過開放水域、產生浪花。

就算水不是白色，但我們平常看到的浪花卻一律為白色。事實上，即便水本身為暗沉的泥棕色，水花依舊潔白。就連可口可樂裡的氣泡也是白色的，究竟為何？其實就跟雲是白色的、多數粉狀物也是白色的道理一樣。有沒有注意過，每次把某個有色的東西磨成細粉後，不管本來是什麼顏色，最後粉末往往會變白？

水花其實是一團團微小空氣被水包裹而成。相反地，雲則是一個個微小水滴外包覆著空氣。光線一打上兩者，會遇上一連串不同大小的曲面。光撞上這些大小「球」後反射，不同大小的球反射出不同顏色的光線。所有顏色同時抵達我們的眼睛，於是我們再一次看到五顏六色混雜形成的白光。粉磨得夠細時，也是同樣的機制。但若定睛細看水花，你能看到各種顏色輪番閃現。

水花裡的泡泡往往一下就破滅、水花跟著消失無蹤，大家在海邊踩水時都有看過。若泡沫持續較久，就表示水裡還有其他東西，尤其是「介面活性劑」這種化學物質，肥皂及許多工業用化學藥品都屬此類，能讓泡泡更持久。看到泡沫長久不滅，就知道水一定不乾淨。

浪漫主義者勿看！

我在先前的著作《自然探索者》，提到一個由瑞士旅人兼物理學家班尼迪克．索敘爾發明、稱為「天空藍度計」的工具，基本上就是一組各色色板，能用來比對天空的顏色，衡量天空有多藍。

連天空的藍度都能測量、標號？聽到這，你覺得實證論者太可怕、沒有什麼能阻止他們了嗎？那請真的不要再往下讀了。水科學家也開發出了他們的藍度計，叫做「弗萊爾—烏勒色表」，由瑞士科學家弗朗薩．愛爾豐．弗雷勒與德國地理學家威利．烏勒攜手共同開發。色表使用方式如下：在二十一個小試管中裝入液體並編號，淡藍色是一號，深如可樂般的深棕色是二十一號。

如前面所說，水面上的反射光線能大大影響我們看到的水色。以此原理為據，弗萊爾—烏勒水色測量法首先將一塊白色板子投入水中，直到看不見為止，記下深度後，再把板子拉回一半深處。接著測量者再拿試管組比對板子此時的顏色，色澤最相近的色號，就是這潭水的顏色了。

經過無數測試與研究，我們可得知幾件趣事：第一件事、同時也是最驚人的，是人類客觀對比顏色的能力挺好的，能分辨評斷出頗為準確的色號。第二件事則最實用：最後，符合這個色號的顏色，能大致告訴我們水裡情況究竟如何。

以下列表大致整理出各種水色代表什麼意義，前提是要先釐清眼前的顏色確實是水中粒子帶來的顏色，而非水底土地或水面反光的干擾。

• 靛色到青藍色（FU色表一到五號）：低養分、有機物少。顏色主要來自微型藻類（浮游植物）。
• 青藍色到藍綠色（FU色表六到九號）：水色還是主要來自藻類，但也有部分受到溶於水中的其他物質影響，並可能有些沉積物。接近外海處常為此色。
• 綠色（FU色表十到十三號）：常見於海岸附近，此處不僅養分與浮游植物較多，更有些礦物質與有機物質溶於水中。
• 綠棕色到棕綠色（FU色表十四到十七號）：高養分濃度、浮游植物叢生，沉積物與有機物質也更多了。近岸處與潮埔地多呈此色。
• 棕綠色到可樂深棕色（FU色表十八到二十一號）：水中有超高濃度的腐植酸，常見於河流與河口處。

以上列表為歐盟採用的「水岸海洋肉眼觀測通用指南」。若你有興趣參與相關活動，可以加入市民科學計畫，還有個手機應用程式可用。

書籍介紹

本文摘錄自《水的導讀：如何從小池塘窺見太平洋？教你用五感探索自然》，行人出版

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作者：崔斯坦・古力（Tristan Gooley）
譯者：簡萓靚

從水窪、池塘、湖泊、河川至海洋，超過七百條水提供的線索，領航著我們的目光、喚醒感官，捕捉住自然捎來的重要訊息。作者崔斯坦是赫赫有名的「自然嚮導者」，意即不透過任何電子儀器與高科技設備，僅憑五感與習得的基礎知識架構，找到與自然親密相處的最美方式。

他將生活中的水象，結合人類學、地輿學、民間傳說、美學，透過水的現象，帶入柔軟易讀的基礎水知識，接著再將「鏡頭」對準與此現象息息相關的生物動態與特性，討論如何將一個個有趣的小知識連結起來，成為我們生活之中的「好工具」，例如：在野外露營時，如何觀察一些山間常見野鳥動態，輕鬆地找到清澈水源。

在全書的脈絡下，首先以生活中常見的水體：路邊積水、溪河、湖泊開始，以日常經驗為例，從中找出易見卻易粗糙帶過的水象觀察→分枝討論水科學知識→與此相關產生的人群活動、環境。接著以水的現象：聚焦「水色、光影、聲音」，讀出自然界其他知識，如：憑不同水聲畫出高低起伏的地形地圖，甚至讀出民族文化中與水共處、借助水生存的技法。最後來到海洋，從海岸、沙灘、潮流明白與大海平安寧靜共處的方式，更處處可見得自保妙計。

全書可說是在自然與美感裡流動的科學，如何觀水v.s.觀水的藝術，更是充滿人文精神及豐富、好讀的科普知識，將人－文化－自然三者串聯。台灣四面環海，位處亞熱帶，乃溫暖、潮濕、多雨，生物多樣性的海島國家，也擁有豐富的溪流面貌，島上人們與水環環共生的文史悠久，「水」在我們身周無處不見，故此書更值得台灣讀者一讀，經水的導讀，你將讀見風與光、讀見色譜、讀見伏藏地下的世界、讀見萬物思考，讀見一部情節魔幻絢麗而雋永真實的大自然經典。

Photo Credit: 行人出版社

責任編輯：游家權
核稿編輯：翁世航