鄉村
[拼音]：haiyang guangxue
[英文]：marine optics
研究海洋的光學性質、光在海洋中的傳播規律和運用光學技術探測海洋的科學。它是海洋物理學的分支學科，又是光學的分支學科。
發展簡史
早在19世紀初，就有人用透明度盤目測自然光在海中的鉛直衰減。從19世紀末開始，海洋學家才比較注意研究海洋的光學性質，並結合海洋初級生產力的研究，用光電方法測量海洋的輻照度。到了20世紀30年代，瑞典等國的科學家設計製造了測定海水的線性衰減係數、體積散射係數和光輻射場分佈的海洋光學儀器，進行了一系列現場測量。從第二次世界大戰後到60年代中期，是海洋光學的發展時期：1947～1948年，瑞典科學家在環球深海調查中（“信天翁”號），首次將海洋光學調查列入重要的海洋調查計劃，測量了輻照度、衰減和散射等；1950～1952年，丹麥人在環球深海調查中，致力研究了重要海區的初級生產力和光輻照之間的關係；1957～1958年，在國際地球物理年(IGY)的調查中，測量了北大西洋的水文要素和光學引數，並研究其相互的關係；美國、蘇聯、法國等國，相繼建立了實驗基地，詳盡研究了海水固有光學性質和海洋表觀光學性質之間的關係；美國R.W.普賴森多費爾提出了比較系統的海洋光學理論，發展了海洋輻射傳遞理論；一些學者對水中能見度理論、海洋光學測量模型、光輻射場與海水固有光學性質之間的關係，進行了比較系統的研究。60年代中期以後，隨著近代光學、鐳射、電腦科學、光學遙感和海洋科學的發展，海洋光學得到了進一步的發展，特別是結合資訊傳遞的要求，用蒙特卡羅方法較好地解決了鐳射在水中的傳輸、海面向上光輻射與海水固有光學性質之間的關係等問題，使海洋光學從傳統的唯象研究轉入物理的和技術的研究。
研究內容和方法
基礎研究中包括實驗和理論兩方面。實驗方面主要運用現場和實驗室的測量方法進行海洋光學性質的研究。可見光波段是能透入海中的電磁波的主要波段，其傳播規律決定於海洋水體的散射和吸收等性質。各海區的光學性質和海洋水體的組分密切相關，因此海洋光學調查是研究區域海洋光學性質的主要手段。在理論研究方面，海洋輻射傳遞理論是海洋光學的主要理論基礎，從輻射傳遞方程出發，主要運用隨機模擬方法和蒙特卡羅法，建立各種輻射傳遞模型，包括分層結構海洋水體、均勻海洋水體、海洋－大氣系統、窄光束水中傳輸等模型，再選擇水質穩定的海區進行海中輻射場的精確測定，研究其變化規律。
海面光輻射研究
主要研究日光射入海洋後，經過輻射傳遞過程所產生的、由海洋表層向上的光譜輻射場。它是光學遙感探測海洋的主要資訊來源，是建立光學海洋遙感模型的重要依據（見海面向上光輻射）。
水中能見度
主要研究水中的視程和圖象在水中的傳輸問題。由海洋輻射傳遞方程出發，可匯出水中對比度傳輸方程和水中圖象傳輸方程，用以研究水中的圖象系統（見水中能見度）。
鐳射與海水的相互作用
主要研究鐳射在水中受到的散射、吸收及其所遵循的傳輸過程。70年代以後對海水鐳射熒光和海水受激拉曼散射的研究，為鐳射測水深、海水的化學分析和海洋的溫度、鹽度按深度的分佈，打下了基礎。
海洋水體的光學傳遞函式
用線性系統理論研究海洋水體對光的散射和吸收的過程。主要研究海水點擴充套件函式、海水光學傳遞函式與海水固有光學引數的關係。它是建立海洋鐳射雷達方程和水中圖象系統質量分析的重要依據。
與其他學科的關係
海洋光學與物理海洋學的研究密切相關。測定海水的光學性質，為研究海流、上升流、海洋鋒、水團、海洋細微結構等提供了另一種有效的手段；隨機海面的光學研究，為遙測海浪方向譜建立了物理模型，併為現場測定海浪要素提供了快速而又有效的手段。海洋生物初級生產力（見海洋生物生產力）的研究和調查，與海中輻照度的分佈、海水輻射能密度分佈、海中輻射能的貯存等有直接的關係，例如輻照度為海洋初級生產力方程的主要引數。探測海洋的光學遙感感測器的波段、視場角和動態範圍等引數，都要根據海面光譜輻射的資料來確定（見海洋光學技術）。海洋輻射傳遞理論，是水色光學遙感方法的基礎。海洋光學的發展目的與近代光學的發展密切相關：光電子學方法是海洋光學測量的主要手段，鐳射技術的發展，例如可調諧鐳射、水中新型藍-綠鐳射、高時間解析度鐳射技術等，已成為海水鐳射光譜研究的重要手段，是發展海洋探測鐳射雷達的技術基礎。近代光學資訊處理和資訊傳遞理論，為海洋中光資訊傳遞的研究及隨機量的統計分析研究奠定了基礎。
展望
海洋光學中，不少課題有待於深入研究：
（1）基礎理論方面。鑑於單色光輻射傳遞模型已不能滿足多光譜水色遙感的要求，必須進一步研究海洋輻射傳遞的逆問題，尤其是淺海和表層光譜輻射傳遞、非均勻水體光譜輻射傳遞、海－氣系統光譜輻射傳遞逆問題的物理模型和計算方法。鐳射在水中單程的平衡態的傳輸過程的研究，已不能滿足鐳射雷達探測海洋的要求，必須深入研究窄光束反向多次散射的輻射傳遞和非平衡態輻射傳遞模型及其計算方法。
（2）實驗技術方面。傳統的船測方法已不能滿足近代海洋光學發展的要求，必須發展海洋光學引數的遙測方法，研究新的海洋光學測量模型，以發展新的測量技術和測量儀器。同時，應著重加強應用研究，在海洋光學中不斷引入近代光學方法和鐳射新技術，繼續開拓海洋光學在海洋開發、海洋要素的探測及海洋技術中的應用。