海が青いのは、青が他の色と比べて拡散されやすいため。
波がおきるのは、風が吹くから。
海が青いのに波が白いのは、空気の泡だから。
波を唐草仕立てにしてみました。
海水温が上がっているとはいえ、
波を見ると涼し気な感じがします。
ー海はどうして青くみえるのか
海が青く見える理由は、主に光の吸収と散乱に関連しています。
太陽光は全ての色の光を含んでおり、それぞれの色には異なる波長があります。
海水は赤から紫までの波長を異なる程度で吸収しますが、青色の波長が最も散乱され、強調されるため、海は青色に見えます。
海の深さが増すと、青色も吸収され、緑色や青緑色に変化することもあります。
ー波はどうしておきるのか
波が起こる理由は、主に風の力に関連しています。
風がふきはじめると、小さくてこまかい「さざ波」が立ちはじめます。
風がさらに強まると、大きく高い「風浪（ふうろう）」、さらに波の先の方がくだけて白くなる「白波（しらなみ）」となります。
風がおさまると、波も小さくなりゆるやかな丘のような「うねり」となって、海面をゆっくりと動いて遠くまで広がっていきます。
波は海岸に打ちよせる「磯波（いそなみ）」となってくずれてなくなります。
ー波はどうして白いのか
波が白くみえる理由は、主に光の乱反射に関連しています。
波は、海の水が上から落ちて空気を巻き込み、泡となったときに白く見えます。
泡とは、液体の膜で覆われた空気の集まりです。
光は泡の表面と内部で反射を繰り返しますが、この乱反射が均一おこるほど、人の目には白く見えます。
ーーー
太陽光はさまざまな波長の光で構成されており、その中でも青色の光は水中で特に散乱しやすい特性を持っています。
この現象はレイリー散乱として知られており、空が青く見える理由と同様のメカニズムです。
水分子は太陽光の赤色や黄色の波長を効率的に吸収します。
一方で、青色の波長はあまり吸収されずに散乱されるため、水面に反射して目に入る光は青色が強調されます。
この吸収特性は、純粋な水でも自然に青みを帯びる原因となります。
レイリー散乱は、光が小さな粒子や分子によって散乱される現象です。
海水中の水分子は、このレイリー散乱を引き起こし、青色の光が他の色よりも多く散乱されます。
その結果、私たちの目には海が青く見えるのです。
ー日本の研究機関による最新の科学研究
日本のさまざまな研究機関では、海の青色に関する詳細な研究が行われています。
これらの研究は、海水の化学組成や気象条件が青色の見え方にどのような影響を与えるかを解明することを目的としています。
例えば、国立海洋研究開発機構（JAMSTEC）では、海水中の微量元素の役割についての研究が進められています。
沖縄地方 浅海域が多い 鮮やかなターコイズブルー
北海道沿岸 深海域が広がる 濃い青色から紺色
ー海の波が白い理由は３つ！キミが心の底からわかるまで解説するよ
・波の白い部分は空気の泡だから
波が泡立っていない状態では海の水は白くはみえません。
たしかに海の水をバケツに入れてしばらく置いたところで白くはみえません。
波が白くみえるのは海の水が波として上から落ちて巻き込んだときに空気が入り、それが泡になったときだけ。
海水に空気が混ざって泡になっているからこそ白くみえるんですね。
・せっけんの泡が白いのと同じ原理
日本海の青黒い海から南のエメラルドグリーンの海まで、ひとくちに『海』といってもいろんな色がありますよね。
なのに波はどんな海でも白くみえます。
これはせっけん自体がどんな色でも泡は白くみえるのと同じことなんですね。
「たしかにせっけんの泡って白い！」
でもそれがなぜなのかは説明しづらいと思います。
なのでつぎのところでは空気を含んだ泡がなぜ白くみえるのか解説します。
・泡が白く見えるのは光の乱反射のため
乱反射とは光がいろんな方向に反射することをいいます。
この乱反射している光は圧倒的に白色なんですね。
なので海の泡が乱反射している限り、その波の色は白くみえるということになります。
逆に夜など光がいろんな方向に散ることができない状態で海の波に赤や青のライトを当てれば波も赤や青にみえるというわけです。
乱反射ができない状態では海の波も白くはみえないということになりますね。
ー砕波
風浪が発達すると波長も波高も増大しますが、波高の増加率の方が大きいため、波の形状は次第に急峻になります。また、沖合から浅海域に進入した波も浅水変形により波高が増大する一方で波長は短くなるために急峻な波形となります。急峻な波形が限界を超えると、前方に飛び出すように崩れ落ちて白波が発生します。この現象を砕波と呼びます。
風が強い場合には、波の頂上部が波速を超える速度で吹き飛ばされることにより、強制的に砕波が起こることもあります。
また、浅水変形等の浅海効果で砕波が起こる場合、これを磯波と呼ぶことがあります。磯波発生時の水深や波高は波の元々の周期や海底の勾配によって変化しますが、砕波した時の波高が沖合での波高の2倍以上になる場合もあります。
ー波の種類
波についてもう少し深掘りしてみましょう。そもそも波には「風浪」と「うねり」の2種類があります。
「うねり」は聞き慣れた言葉かもしれませんが、「風浪」というのは一般的にはちょっと聞きなれない言葉かと思います。
「風浪」
そこで、まずは風浪という言葉から解説していきたいのですが、風浪というのは主に風の力で海面が揺れ動いて発生した「波」のことを指します。細かく規則的に訪れるところが特徴といえます。
風の強さ（風速）によって波の高さが決まるので、ある程度大きさも予想がしやすく、風が強い日に起こる「白波」はまさしくこの風浪の代表例でしょう。
「うねり」
ある場所で風浪が発生し、段々とそのポイントから波自体が離れていくとほかの波と一緒になっていきます。こうして波と波同士が混ざり合い、また違う波として海面を移動することを「うねり」といいます。
風浪が、発生した場所から近距離のみであることに対して、うねりは数百キロ離れた海域まで伝播されていきます。
普段、私たちが海で見ている波というのは、この風浪とうねりが合わさったものとなりますが、その区別を明確に付けることは非常に難しいとされています。
遠くの海上で台風などが発生して、力の強い風浪がいくつも重なりあった結果、うねりとして日本の海岸にやってくることがありますが、その代表的な例が「土用波」です。
うねりによる波というのは、頂点が丸みを帯びていてさらに波長が長いものといわれています。
また、風浪がある程度一定のリズムで訪れるのに対して、うねりによる波はやや規則性に欠ける部分があり、磯釣りをしている時に急に大きな波が来たりするのがまさしく「うねり」です。
ーーーー
https://www.data.jma.go.jp/kaiyou/db/wave/comment/elmknwl.html
https://www.kaijipr.or.jp/mamejiten/shizen/shizen_13.html
https://oyakitabeyo.com/ocean-waves-white-why/
https://tsurinews.jp/199938/