Atmosfer
Paylaş
Eski Yunanca nefes anlamındaki “atmós” ve küre anlamındaki “sphaîra” sözcüklerinin birleşmesiyle oluşmuş bir sözcük olan atmosfer Dünya’yı çepeçevre saran bir gaz katmanıdır. Bu katman için Türkçede hava küre söz öbeği de kullanlmaktadır.
Atmosfer, içerdiği gazlar aracılığıyla doğrudan doğruya içinde yaşamın gelişmesini sağladığı gibi oluşturduğu başka uygun koşullarla o yaşamın sürmesine de olanak hazırlamaktadır. Bunlara ek olarak atmosfer, Güneş’ten gelen enerjinin hızla uzaya geri dönmesini önleyen bir örtüdür. Bu örtü, oluşturduğu hava akımları ile Güneş alan yerlerin çok sıcak, almayan yerlerin ise çok soğuk olmasını engelleyerek tam bir koruyucu ve düzenleyici örtü durumundadır.
Ayrıca atmosfer yeryüzünde yarı gölge alanların oluşmasını sağlar, eğer atmosfer olmasaydı Güneş gören yerlerin tam aydınlık ve çok sıcak, gölge yerlerin ise tam karanlık ve çok soğuk olması gerekecekti.
Atmosferin İçeriği
Ön Kambriyen (Prekambriyen) Devri‘nin başlarında Dünya’nın atmosferi ilk oluştuğunda yalnızca hidrojen ve helyum içeriyorken zamanla katılaşan yer kabuğu atmosfere su buharı, azot ve karbondioksit saldı. Yaklaşık 2,4 milyar yıl önce denizlerdeki siyanobakterilerin yaptığı fotosentez ise oksijeni açığa çıkardı. Sürekli artan oksijen oranı 2 milyar yıl önce %1’e dek yükseldi. Yaklaşık 800 milyon yıl önce ise atmosferdeki oksijen oranı %21 düzeyine çıktı ve yeryüzünde sonunda daha karmaşık yapıdaki canlılar soluk almaya başladı. Oksijence zengin Ozon Katmanı da yeryüzünü koruyucu bir katman olarak belirdi.
Günümüzde atmosfer sabit ve değişken gazlardan oluşur. Azot ve oksijen, atmosferdeki gazların %99’unu oluşturur. Her ikisi de insan yaşamı için gereklidir. Ancak bu gazların hava ve hava olaylarına etkisi çok azdır.
Atmosferi oluşturan gazların; (su buharı, ozon ve önemsiz değişebilir bileşenler hariç) yerden 80 km’ye dek temel özellikleri değişmez. Bu bölge homosfer olarak adlandırılır. 80 km’nin üzerinde ise atmosferik gazlar molekül ağırlıklarına göre ayrışır, bu katmana da heterosfer denir.
Atmosferin Şekli ve Yapısı
Atmosferin kalınlığı yaklaşık 10.000 km’dir. Ancak atmosferin kesin bir üst sınırı yoktur, atmosferi oluşturan gazlar uzay boşluğuna geçilirken azalarak biter ve yok olur.
Yerküre üzerindeki atmosferde, fiziksel koşullar yüksekliğe bağlı olarak değişir. Atmosfer içerisindeki dikey sıcaklık değişimleri, atmosferin yere yakın 10-12 kilometresinde önemli meteorolojik olaylara neden olur. Bu olayların olduğu yerlerdeki koşullar 20. yüzyılın başından beri düzenli olarak ölçülmektedir. Ozon katmanı ise yerden yaklaşık 25 km yüksekte bulunmakta ve orta atmosferde hızlı sıcaklık değişimlerine neden olmaktadır.
Atmosferin Katmanları
Atmosferin katmanlarını belirleyen en önemli etken sıcaklıktır.
Atmosfer, yerden yükseldikçe sırasıyla troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer ve ekzosfer katmanlarından oluşur.
Troposfer
Yer yüzeyinden 11-12 km yüksekliğe dek sıcaklık, yükseklikle azalır ve bu bölüme troposfer adı verilir. Hava olaylarının büyük bölümü bu katman içerisinde görülür. Kalınlığı(troposferin bittiği seviye “tropopoz”) kutuplarda 8, Ekvator’da 16 km dolayındadır ve mevsimlere göre değişiklik gösterir. Kuvvetli hava akımları yani jet rüzgarları bu yüksekliklerdedir.
Atmosferi oluşturan gazların % 75-80’i bu katman içerisinde yer alır. Yapısı tümüyle yer radyasyonuna bağlı olarak değişir. Su buharının %99’u troposfer katmanında yer alır. Su buharı derişimi enlemlere göre değişiklik gösterir ve büyük bölümü tropik enlemlerde yer alır. Su buharı Güneş enerjisini ve yerden gelen termal radyasyonu soğurarak sıcaklığın ayarlanmasında önemli görev üstlenir.
Sıcak havanın yükselme, soğuk havanın çökme eğiliminde olması troposferde bir noktadaki havanın daha çok hareket etmesi demektir ve bu da türbülans anlamına gelir. Bundan dolayı meteorologlar troposferi mükemmel karışım olarak tanımlarlar. Eğer troposfere kirlilik eklenirse, atmosfere karışan bu kirleticiler birkaç gün ya da birkaç hafta sonra asit yağmurları vb. olarak yere geri dönecektir. Bu troposferin kendi kendini temizleme mekanizmasıdır.
Stratosfer
Stratosfer; atmosferde 11-12 km’den 50 km’ye dek sıcaklık terselmesinin bulunduğu katmandır. Atmosferin %19.9’u bu katman içerisinde yer alır. Bu katmanda sıcak hava, soğuk hava üzerinde uzanır, burada yatay hava akımı vardır, dolayısıyla stratosfer, az karışımlı bir bölge olarak tanımlanır. Troposferden stratosfere geçen parçacıklar uzun süre yeryüzüne dönmeden birkaç yıl orada kalabilir. Örneğin büyük volkanik patlamalardan oluşan küller, stratosferde korunur ve küresel soğuma işlemine neden olur.
Buradaki fırtınaların tepesi, en alçak stratosfer seviyesinin içine dek uzanır. Sıcaklık terselmesinden dolayı oraj içindeki hava yükselmesi durur ve sonuç olarak soğuma çevreden daha fazla olur ve stratosferde havanın yükselmesi son bulur. Yükseklikle sıcaklık artışı stratosfer içinde de sürer. Çünkü ozon katmanı bu katmanda bulunmaktadır. Ozon, Güneş’ten gelen morötesi (UV) ışınları soğurduğundan, bu durum ozon moleküllerinin hareketini yükseltmektedir. Ozon moleküllerinin hava içerisindeki çarpışmaları stratosferdeki sıcaklığı yükseltmektedir.
Ozon katmanının iki önemli işlevi vardır: Birincisi yeryüzündeki temel ısı dengesine yardımcı olmak, ikincisi zararlı morötesi (UV) ışınlrın yeryüzüne ulaşmasına engel olmaktır. Ozon her iki işlemi de stratosfer katmanında gerçekleştirir. Ozonun yok olması ya doğal(morötesi (UV) ışınların veya moleküllerin çarpışması) ya da insan kaynaklıdır(kloraflorakarbonlar, vs.).
Mezosfer
Mezosfer atmosferde 50 ila 80-90 km arasında yer almaktadır. Sıcaklık yükseklikle azalır. Mezosferdeki hava basıncı ve yoğunluğu en düşük düzeydedir(1/1000 yere göre). N2 ve O2 gazları bulunur ancak O3 oldukça azdır. Atmosferin en soğuk bölgesidir, sıcaklık -100 °C’ye dek düşer. Mezosfer katmanı yeryüzünü uzaydan gelen meteorlardan korur, meteorlar bu katmana girdiklerinde sürtünme kuvvetinin etkisiyle yanarlar. Bu katmanda nefes alacak düzeyde oksijen yoktur. Oksijenin atmosferdeki yüzdesi hava ile aynıdır. Mezosferin en alt seviyesini stratosfer ısıtır, ısı yavaş dönüşümle mezosfere geçmektedir.
Termosfer
Termosfer 85-600 km yüksekte bulunur. Bu katmana çıkıldıkça gazlar oldukça seyrelir. Ancak Güneş’ten gelen morötesi ve X ışınlarının soğurulmaya başlaması nedeniyle sıcaklık oldukçta yüksektir. Katmanın alt bölümlerinde -120°C olan sıcaklık, katmanın üst bölümlerinde 2000 °C’ye dek çıkabilmektedir.
Troposfer ve stratosferin tersine termosferdeki sıcaklık, Güneş’teki etkinlik miktarına bağlı olarak yüzlerce °C olarak değişebilmektedir. Bu ekstrem yükseklikte gaz molekülleri ayrışmaktadır, burada moleküler oksijen ve nitrojenden daha fazla atomik oksijen vardır.
Ekzosfer
Atmosferin en dış katmanı olan ekzosfer, 600 km’de başlar ve uzay boşluğuna dek uzanır. Yer çekimi az olduğu için gaz molekülleri ve atomlarının uzaya kaçabildiği bu katmanda iletişim uyduları da bulunur.
Kaynakça
Erol O., (2014), Genel Klimatoloji, (10. Baskı), Çantay Kitabevi, İstanbul.
Ulusal Okyanus ve Atmosfer Dairesi (NOAA)
Ulusal Okyanus ve Atmosfer Dairesi (NOAA)
