Atmosfer Ve Atmosferin Katmanları

Atmosfer ve Atmosferin Katmanları

Atmosfer
Dünya’yı çepeçevre saran gaz örtüsüne atmosfer denir Atmosferin alt sınırı, kara ve deniz yüzeyleriyle çakışır Üst sınırını ise yerçekiminin etkisi belirler Ekvator’dan kutuplara doğru yerçekimi arttığı için atmosferin şekli Dünya’nın şekli gibi küreseldir

Atmosfer’in Katları
Atmosfer kendini oluşturan gazların karışımı ve gidişindeki farklılıklar nedeniyle çeşitli katlara ayrılmıştır Bu katlar yeryüzünden yukarılara doğru troposfer, stratosfer, şemosfer, iyonosfer ve ekzosfer şeklinde sıralanır

Troposfer
Atmosferin, yeryüzüne temas eden, alt bölümüdür
Tüm gazların % 75’inin bulunduğu bu katmanda yoğunluk en fazladır
Troposfer, yerden havaya yansıyan ışınlarla alttan yukarıya doğru ısınır Bu nedenle alt kısımları daha sıcaktır Yerden yükseldikçe sıcaklık her 100 m’de yaklaşık 0,5°C azalır
Su buharının tamamı troposferde bulunduğu için tüm meteorolojik olaylar burada oluşur
Güçlü yatay ve dikey hava hareketleri görülür
Yerden yüksekliği 6 – 16 km arasında değişir

Stratosfer
Troposferin üstündeki katmandır
Yatay hava hareketleri görülür
Su buharı hemen hemen hiç bulunmadığı için dikey hava hareketleri oluşamaz Bu nedenle sıcaklık dağılışı oldukça düzgündür
Sıcaklık her yerde yaklaşık -50°C’dir
Üst sınırı yerden 25 – 30 km yüksekliktedir

Şemosfer
Stratosfer ile İyonosfer arasındaki katmandır
Stratosfer ile Şemosfer arasındaki 19-45 km’ler arasında oksijen azot haline gelerek ultraviyole ışınlarını tutar
Üst sınırı yerden 80 – 90 km yüksekliktedir

İyonosfer
Mor ötesi (ultraviyole) ışınlarının, molekülleri parçalayarak iyonlar haline getirdiği katmandır
Yerçekimi azaldığı için iklim üzerinde belirgin bir etkisi yoktur
Radyo dalgalarını yansıtır
Üst sınırı yerden 250 – 300 km yüksekliktedir

Eksosfer (Jeokronyum)
En üst tabakadır
Yerçekimi çok azaldığından gazlar çok seyrektir
Hidrojen ve helyum gibi hafif gazlar bulunur
Atmosfer ile uzay arasında geçiş alanıdır
Kesin sınırı bilinmemekle birlikte üst sınırının yerden yaklaşık 10000 km yükseklikte olduğu kabul edilmiştir

Atmosferde Bulunan Gazlar
Atmosferde bulunan gazların % 75’i ve su buharının tamamı troposferde bulunur İklim yönünden daha çok atmosferin alt katları önemli olduğundan burada troposfer ve stratosferin alt katlarının bileşimi incelenecektir

Her zaman bulunan ve oranı değişmeyen gazlar; % 78 oranında azot, % 21 oranında oksijen, %1 oranında asal gazlar (Hidrojen, Helyum, Argon, Kripton, Ksenon, Neon) dır
Her zaman bulunan ve oranı değişen gazlar; su buharı ve karbondioksittir
Her zaman bulunmayan gazlar; ozon ve tozlardır

Su buharı : Yere ve zaman göre oranı en çok değişen gazdır Yeryüzünün aşırı ısınıp, soğumasını engeller Yağış, bulut, sis gibi hava olaylarının doğuşunu sağlar

Karbondioksit : Atmosferin güneş ışınlarını emme ve saklama yeteneğini artırır Havada karbondioksit (CO2) miktarının artması sıcaklığı artırıcı, azalması ise sıcaklığı düşürücü etki yapar

Ozon : Hava içindeki oksijen (O2) mor ötesi (ultraviyole) ışınlarının etkisi altında ozon (O3) haline geçer Ozon gazı, içinde hayatın gelişmesine olanak vermez ancak atmosferin üst katmanlarında ultraviyole ışınlarını emerek yeryüzündeki yaşam üzerinde olumlu bir etki yapar Yeryüzünden 19 – 45 kilometre yükseklikler arasında bulunan ozon katının son yıllarda inceldiği hatta yer yer delindiği belirlenmiştir Özellikle buzdolabı, soğutucu, araba ve spreylerden çıkan gazların (kloroflorokarbon) neden olduğu anlaşılmış ve bu gazların kullanımına kısıtlamalar getirilmiştir

Yeryüzüne ulaşan mor ötesi ışınlardaki artış, sıcaklıkların artmasına, buna bağlı olarak buzulların erimesine, bitki örtülerinde değişimlere neden olabilecektir

Sıcaklık

Güneş Işınlarının Atmosferde Dağılışı
Yeryüzünün ısınmasında ana enerji kaynağı Güneş’tir Dünya, Güneş’in uzaya yaydığı enerjinin ancak iki milyonda birini alır Güneş’ten gelen bu enerji güneş sabitesi (solar konstant) ile belirlenir Atmosferin üst sınırında 1 cm2’ye 1 dakikada gelen kalori miktarına güneş sabitesi (solar konstant) denir

Atmosferin etkisiyle, Güneş’ten gelen ışınların tamamı yere ulaşmaz Atmosfer güneş ışınlarını çeşitli oranlarda tutar ve dağıtır Bu nedenle yeryüzü Güneş’ten gelen ışınlardan çok atmosfer tarafından tutulan ışınlarla ısınır

Sıcaklık Etmenleri
Atmosferin ısınması çeşitli etmenlerin etkisi altındadır

Güneş Işınlarının Yeryüzüne Değme Açısı
Belirli bir yüzeye dik ve yatık gelen ışınların getirdikleri enerji miktarları arasında belirgin bir fark vardır

Çünkü bir ışın demeti dik geldiğinde daha dar bir yüzeyi aydınlatırken, aynı ışın demeti yatık geldiğinde daha geniş bir yüzeyi aydınlatır

Ancak ışınların yere değme açısı daraldığı için etkisi azalır Bu nedenle Güneş ışınlarının yere değme açısı büyüdükçe yeryüzünü ısıtma gücü de artar

Güneş ışınlarının yeryüzüne değme açısını etkileyen etmenler şunlardır:

Dünya’nın Şekli
Dünya’nın küreselliğinin bir sonucu olarak, Ekvator’dan kutuplara doğru güneş ışınlarının yere değme açısı küçülür Buna bağlı olarak her iki yarım kürede Ekvator’dan kutuplara doğru sıcaklık azalır Bu durum enlemin sıcaklık üzerindeki etkisini gösterir

Dünya’nın Eksen Eğikliği ve Yıllık Hareketi
Dünya’nın eksen eğikliği nedeni ile Güneş çevresindeki dönüşü (yıllık hareket) sırasında güneş ışınlarının yere değme açısı değişir

Yeryüzündeki bir noktanın güneş ışınlarını yıl içinde farklı açılarla alması ısınma farklılıklarına neden olur

Dünya’nın Günlük Hareketi
Dünya’nın günlük hareketi nedeniyle güneş ışınlarının bir noktaya değme açısı sabahtan öğleye kadar artar Öğleden akşama kadar ise azalır Günün en yüksek sıcaklığı, ışınların en büyük açı ile geldiği öğle saati değil, depolanan enerjinin en fazla olduğu 1300 – 1400 saatleri arası ölçülür Çünkü öğleye kadar yerde biriken enerji, ışınların gelme açısının daralmasıyla birlikte ışıma ile atmosfere iletilir Işıma gece boyu devam eder, yer soğur Güneş’in doğuş saatinde ışıma sona erer ve yerde enerji depolamaya başlar Işımanın sona erdiği anda günün en düşük sıcaklığı yaşanır

Işıma
Yeryüzü kazandığı enerjinin bir bölümünü atmosfere geri verir Buna yer ışıması denir Güneş ışınlarının yeryüzüne ulaşamadığı saatlerde (gece) ve güneş ışınlarının yere değme açılarının küçüldüğü aylarda yer ışıması artar Ayrıca, zeminin yapısı da yer ışıması üzerinde etkilidir Örneğin yeryüzünün bitki ile kaplı alanlarında yer ışıması az ve yavaşken çılak arazilerde ısı kaybı daha hızlı ve fazla olur

Eğim ve Bakı
Geniş bir bölgeye düşen birbirine paralel ışınların yere düşme açıları, yamaç eğimine ve bakı durumuna (Güneş’e dönüklüğe) göre değişir Bu durum yerel ısınma farklarına yol açar Kuzey Yarım Küre’de güney yamaçlar, Güney Yarım Küre’de ise kuzey yamaçlar güneş ışınlarını yıl boyunca daha büyük açı ile aldığından daha sıcak olur

Ekvator çevresinde bakının etkisi tüm yamaçlarda görülür

Bakının Etkisi
Güneşe dönük olan eğimli yamaçlarda;

Sıcaklık daha yüksektir
Güneşlenme süresi daha uzundur
Karların yerde kalma süresi daha kısadır
Kalıcı karların başlama yüksekliği daha fazladır
Tarım ürünlerinin olgunlaşma süresi daha kısadır
Ormanların yükselti sınırı daha fazladır

Yükselti
Deniz seviyesinden yükseldikçe atmosferin yoğunluğunun ve içindeki su buharının azalması ile troposferin daha çok yerden yansıyan ışınlarla ısınması nedeniyle sıcaklık, her 100 m’de yaklaşık 0,5°C azalır Bu nedenle enlemi aynı olan iki farklı noktadan daha yüksekte olan, diğerine göre her zaman daha soğuk olur Örneğin deniz seviyesinden 155 m yükseklikteki Bursa’da sıcaklık 25°C iken aynı enlemde bulunmasına karşın 2543 m yükseklikteki Uludağ’da sıcaklığın 12°C olması yükseltinin sıcaklığa etkisini gösterir

İndirgenmiş Sıcaklık
Yeryüzünde sıcaklığın enleme bağlı dağılışını gösteren haritalar çizilirken yükseltinin sıcaklık üzerindeki etkisini ortadan kaldırmak için indirgenmiş sıcaklık değerleri kullanılır

Bir yerin yükseltisinin sıfır (0 m) kabul edilerek hesaplanan sıcaklığına indirgenmiş sıcaklık denir

Bir yerin indirgenmiş sıcaklığını hesaplamak için yükseltiden kaynaklanan sıcaklık farkı hesaplanır

Bu fark o yerin gerçek sıcaklığına eklenir

Örnek :
900 m yükseklikteki Ankara’da Ocak ayı ortalama sıcaklığı -2°C’dir Ankara’nın deniz seviyesine indirgenmiş sıcaklığı kaç °C dir?

Çözüm :
100 m’de sıcaklık 0,5°C azalırsa

900 m’de X°C azalır

X=900 x 0,5 / 100 = 4,5 °C’dir

İndirgenmiş Sıcaklık = Gerçek Sıcaklık + Sıcaklık Farkı

İndirgenmiş Sıcaklık = -2 +4,5

İndirgenmiş Sıcaklık = 2,5°C’dir