包括光从海面向大气的反射、海洋水体向大气的光辐射和海面热辐射，是海洋光学的重要研究内容。海面光辐射和海洋环境特性之间的关系是光学遥感技术探测海洋的主要依据。光在海面的反射和折射服从反射定律和折射定律。垂直偏振光的反射系数和平行偏振光的反射系数随入射角的变化不同(图1[海面的反射系数])，它们遵从A.J.菲涅耳公式式中为水面上的入射角;为相应的折射角。+=90时，=0；此时==53.3，称为布儒斯特角。当漫射光投射于海面时，海面总反射系数为对各个方向反射系数的积分，约为5.2～6.6%。入射角和反射角之间的关系决定于斯涅尔公式sin=sin式中、分别为空气和海水的折射率。因此，天空光通过平静的海面进入水体后，被压缩成48.2的锥形光束。当入射光束的立体角较小时，水面上入射立体角和水面下折散光束立体角之比为由于光束立体角的压缩，使光从空气进入水体后的辐射度增强到倍。海面受风作用时产生随机起伏，这种风生的海面斜率的随机分布属于高斯分布，故海面的均方斜率和风速成正比。在太阳高度角较小或观察角较大的情况下，当风速增加时，海面均方斜率的增加，使海面平均入射角减小，导致海面平均反射系数减小。在太阳高