Atmosfer ve özellikleri

Oca 19 2008

Atmosfer ve özellikleri

Currently 5.0/5 Stars.
1
2
3
4
5

Rating: 5.0/5 (Toplam Oy: 2)

GenBilim Editor

Cumartesi, 19 Ocak 2008

Okunma: 1747 kez

İklim Geniş bir bölge içinde ve uzun yıllar boyunca değişmeyen ortalama hava koşullarına iklim denir. İklim, coğrafi ortamın oluşması ve şekillenmesi ile insanların yaşantı ve etkinlikleri üzerinde önemli rol oynar. rneğin bir yerdeki doğal bitki örtüsü, akarsuların özellikleri, insanların yaşam tarzları, konut tipleri, ekonomik etkinliklerinin türü,iklimin kontrolü altındadır. İklimi oluşturan çeşitli öğeler vardır. Bunlar sıcaklık, basınç, rüzgarlar, nemlilik ve yağıştır. İklim elemanları adı verilen ve birbirlerini etkileyen bu öğeler arasında ayrılmaz bir ilişki vardır. İklim olayları atmosfer içinde gerçekleştiği için öncelikle atmosfer ve özelliklerinin incelenmesi gerekir.

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 10.000 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 13.00 – 14.00 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.

Kara ve Deniz Dağılışı
Karalar denizlere göre daha çok ve çabuk ısınıp, soğurlar. Bu nedenle, karaların daha fazla yer kapladığı Kuzey Yarım Küre’nin yıllık ortalama sıcaklığı Güney Yarım Küre’den daha fazladır.
Ayrıca her iki yarım kürede kara ve denizlerin dağılışındaki farklılık termik ekvatorun yer ekvatorundan sapmasına neden olmuştur.

Termik Ekvator : Meridyenlerin en sıcak noktalarını birleştiren eğriye termik ekvator denir.

Atmosferdeki Nem Oranı

Atmosferdeki nem;
Güneşten gelen ve yeryüzünden yansıyan ışınları emerek tutar.
Yeryüzünün aşırı ısınıp soğumasını önler.
Isınıp soğumanın yavaş ve dengeli olmasını sağlar. Bu nedenle nemli bölgelerde günlük ve sıcaklık farkları daha azdır.

Okyanus Akıntıları
Enlemin etkisine bağlı olarak, ekvatoral bölgeden gelen akıntılar sıcak su, kutup bölgelerinden gelen akıntılar ise soğuk su taşırlar.
Sıcak su akıntıları geçtikleri kıyılarda sıcaklığı yükseltici, soğuk su akıntıları ise sıcaklığı düşürücü etki yapar.

Rüzgarlar
Rüzgarlar geldikleri yerlerin özelliklerine göre, estikleri bölgelerin sıcaklığını yükseltici ya da düşürücü etki yapar. Bu durum enlemin sıcaklık üzerindeki etkisini gösterir. Örneğin Kuzey Yarım Küre’de yer alan Türkiye’de kuzeyden esen rüzgarlar sıcaklığı düşürücü güneyden esen rüzgarlar sıcaklığı artırıcı etki yapar.

Zeminin Yapısı
Karaları oluşturan taş ve toprakların fiziksel özellikleri (rengi, parlaklığı, gözenekliği gibi özellikleri) yeryüzünde ısınma farklılıklarına neden olur. Ayrıca zeminin bitki örtüsü ile kaplı olup olmaması, bitki örtüsünün yoğunluğu, kar ya da toprak örtüsünün bulunup bulunmaması sıcaklık dağılışı üzerinde etkilidir.

Bu nedenle taş ve toprakların ısınıp soğuma süreleri farklılık gösterir.
Örneğin açık renkli ve gevşek yapıya sahip kumsallarda ısınma ve soğuma çabuk gerçekleşir.

Sıcaklık Kuşakları

Matematik iklim kuşaklarının sıcaklık etmenlerinin etkisi ile değişikliğe uğraması sonucu belirlenmiştir. Kara ve denizlerin dağılışı bu belirlemede temel etkendir.
Kuzey Yarım Küre’de karaların daha geniş yer kaplaması, yaz sürelerinin daha uzun olması, sıcak su akıntılarının daha etkili olması ve Güney Yarım Küre’de buzullarla kaplı, geniş Antartika Kıtası’nın bulunması nedeniyle sıcak ve ılıman kuşak Kuzey Yarım Küre’de, soğuk kuşak ise Güney Yarım Küre’de daha geniştir.

Matematik İklim Kuşakları : Dünya’nın eksen eğikliğine göre belirlendiği için, sınırları dönenceler ve kutup daireleridir.
Sıcak Kuşakların Özellikleri

Matematik Kuşaklarının Özellikleri

Matematik kuşaklarının yer yer değişime uğraması sonucu oluşmuş ve ana çizgileri ile Ekvator‘ a paralel uzanan sıcaklık kuşakları şunlardır:
Sıcak Kuşak :
Sıcak kuşakta bulunan yerlerde,

Güneş ışınları yıl boyunca dik ya da dike yakın açı ile gelmektedir. Dönenceler arasındaki yerlere güneş ışınları yılda iki kez (yerel saat 12.00’de) dik açı ile gelir.
Günlük ve aylık sıcaklık farkları çok azdır. Ancak 30° enlemlerinde gece-gündüz arasındaki sıcaklık farkı çok fazladır.
Aylık ve yıllık sıcaklık ortalamaları 20°C’nin üzerindedir.
Gece – gündüz süreleri yıl boyunca birbirine yakındır.
Alçak yerlerde, yüksek sıcaklık yaşamı olumsuz yönde etkiler. Bu nedenle yaşmaya ve yerleşmeye en elverişli yerler yükseklerdedir.

Ilıman Kuşak :

Ilıman kuşakta bulunan yerlerde,

Güneş ışınları hiçbir zaman dik açı ile gelmez.
Günlük ve aylık sıcaklık farkları belirgindir.
Yıllık sıcaklık ortalaması 20°C’den azdır.
Gece – gündüz süreleri arasındaki zaman farkı artmıştır.
Dört mevsim belirgin olarak yaşanır.

Soğuk Kuşak :

Soğuk kuşakta bulunan yerlerde,

Yıllık sıcaklık ortalaması 10°C’nin altındadır.
Gece – gündüz sureleri arasındaki zaman farkı çok fazla olabilir.
Gece ve gündüzlerin sureleri arasındaki zaman farkı çok fazla olabilir.
Gece ve gündüzlerin suresi 24 saatten uzundur.
Güneş ışınlarının gelme açısı küçüktür.
Kutup noktaları, güneş ışınlarını yıl boyunca en fazla 23°27’ lık açıyla alır.

Sıcaklıkların Gösterimi

Yeryüzünde ölçülen sıcaklıkların dağılışı izotermlerle haritalarda gösterilir.
Aynı sıcaklıktaki noktaları birleştiren eğrilere izoterm (eş sıcaklık) eğrisi denir.
İzoterm (eş sıcaklık) eğrileri karasallığın ve sıcak su akıntılarının etkisiyle enlemlerden sapma gösterir.

İzoterm haritaları ve yer şekillerinin sıcaklık üzerindeki etkisini gösterebilmek için gerçek sıcaklıklar, enlem etksini gösterebilmek için indirgenmiş sıcaklıklar kullanılarak çizilir ve bu bilgi haritalarda belirtilir.

Dünya’da ve Türkiye’de Sıcaklığın Dağılışı

Sıcaklığın yeryüzündeki coğrafi dağılışını ve bu dağılışın nedenlerini yıllık ortalama izoterm haritaları yardımıyla incelemek mümkündür. Aylık ortalama izoterm haritaları ise sıcaklığın aylar arasındaki değişimi hakkında bilgi verir.

Dünya’da Sıcaklığın Dağılışı
Dünya Ocak Ayı Sıcaklık Dağılışı
Kuzey Yarım Küre’de Ocak Ayı Sıcaklık Dağılışı
Ocak ayı kış mevsimine rastlar.

En düşük sıcaklıklar Kuzeydoğu Sibirya ve Kanada’da görülür. Buralardaki sıcaklık değerleri yıl boyunca -20°C’nin altındadır.
Yüksek sıcaklıklar Ekvator ile Yengeç Dönencesi arasında, denizler üzerinde görülür.
İzoterm eğrileri karalar üzerinde güneye, denizler üzerinde kuzeye doğru sapma gösterir. Bu durum, karaların denizlerden daha soğuk olduğunun kanıtıdır.
Güney Yarım Küre’de Ocak Ayı Sıcaklık Dağılışı
Ocak ayı yaz mevsimine rastlar.

En soğuk yer Güney Kutbu’dur.
En yüksek sıcaklıklar Güney Afrika’da Kalahari Çölü’nde, Güney Amerika’da Patagonya Çölü’nde ve Kuzey Avustralya’da görülür.
İzoterm eğrileri karalar üzerinde güneye, denizler üzerinde kuzeye doğru sapma gösterir.
50 – 60° güney enlemleri arasında karaların az yer kaplaması nedeniyle izotermler oldukça düzgün uzanır.

Sonuçlar
Kuzey Yarım Küre’de izotermlerin gidişi enlemlere uyum sağlamaz. Çünkü bu yarım kürede karalar geniş yer kaplar.
Güney Yarım Küre’de izotermlerin gidişi daha düzenlidir. Çünkü bu yarım kürede karalar daha az yer kaplar.
Her iki yarım kürede okyanus akıntıları, izotermlerin enlemlerden sapmasına neden olur.
Dünya Temmuz Ayı Sıcaklık Dağılışı
Kuzey Yarım Küre’de Temmuz Ayı Sıcaklık Dağılışı
Temmuz ayı yaz mevsimine rastlar.
Sıcaklık değerleri yüksektir. Çünkü karalar bu yarım kürede geniş yer kaplar.
En sıcak yerler, 15. ve 40. paraleller arasındaki karalar üzerindedir.
İzoterm eğrileri karalar üzerinde kuzeye, denizler üzerinde güneye doğru sapma gösterir.
0°C izoterm eğrisi, Grönland’ın kuzeyi ve kutup çevresinden geçer.
Güney Yarım Küre’de Temmuz Ayı Sıcaklık Dağılışı
Temmuz ayı kış mevsimine rastlar.
Antartika Kıtası -10°C izoterm eğrisi ile çevrelenmiştir.
50° - 60° enlemleri arasından geçen 0°C izoterm eğrisi oldukça düzgün uzanışlıdır.
İzoterm eğrileri, karalar üzerinde Ekvator’a, denizler üzerinde güneye doğru sapma gösterir.