太陽光的科學：探索鏡面反射效應與天氣現象之間的聯絡

如果你經常看衛星影象或宇航員的攝影作品，你可能已經注意到明亮的光斑，這些光斑可以使某些水體閃耀著不尋常的色彩。 如果沒有，請看看以下鱈魚角的列斯群島周圍水域以及巴西的河流中的這些例子。這種閃光是由太陽光引起的，這是一種光學現象，當太陽光從水面上反射到與衛星感測器相同的角度時，就會出現這種現象。

其結果是太陽光從水面上反射到衛星感測器或宇航員身上，形成鏡面反射。如圖：

太陽光

衛星影象中記錄了太陽在水面上的鏡面反射，如果海洋像鏡子一樣光滑，太陽的一連串近乎完美的反射會沿著衛星的軌道出現在一條線上。然而，由於海洋從來不是完全光滑或平靜的，太陽的反射會變得模糊，因為光線被波浪散射到各個方向。模糊的反射使海洋表面呈現出水洗一樣的外觀：太陽光區。

如果水體是完全光滑的，那麼太陽的一連串近乎完美的反射就會沿著衛星的軌道出現在一條直線上。在現實中，水面是不規則的，並且經常由於波浪和水流而運動，所以太陽光被散射到許多方向，在衛星資料中留下模糊的條紋。例如，注意下面的馬賽克中的太陽光條。所有的資料都是由NASA的Aqua衛星上的中解析度成像光譜儀（MODIS）在2014年7月3日收集的。

克里特島和愛琴海島嶼周圍的太陽光、風的模式和島嶼形狀的結合，使那天的場景特別壯觀。雖然太陽光沖淡了許多特徵，但它也揭示了通常被隱藏的水和大氣環流的細節。在這種情況下，太陽光暴露了由北風和西北風引起的風浪，這些風使克里特島和其他島嶼後面的水面變得粗糙和平滑。

這些島嶼形成了一種風的陰影--阻擋、減緩和改變氣流的方向。這種風，或者說沒有風，在一些地方堆積起波浪和洶湧的水，在另一些地方平靜了水面，改變了光線的反射方式。此外，太陽光顯示，在許多愛琴海島嶼的下風處似乎有大氣重力波。

雖然太陽光經常產生視覺上令人驚奇的影象，但這種現象會給遙感科學家帶來問題，因為它掩蓋了通常可見的特徵。這對於使用衛星研究浮游植物和海洋顏色的海洋學家來說尤其如此。因此，研究人員已經開發了幾種方法，將被太陽光汙染的影象從資料檔案中剔除。

儘管太陽光帶來了挑戰，但這種現象可以提供一些獨特的科學機會。例如，它使檢測水面上的油汙變得更加容易，無論它是來自天然油滲還是人為的溢油。這是因為油層使水面光滑。