Atmosfer

Yeryüzünü saran hava tabakasına atmosfer denir. Atmosferin kalınlığı yerden itibaren 560 km’ye kadar uzanır. Atmosferin tabakalarını belirleyen en önemli faktör sıcaklıktır. Yer çekimi dolayısıyla havanın yeryüzüne yaptığı ağırlık “hava basıncı” olarak tanımlanır. Atmosferi oluşturan hava kütlesinin %99’u 32 km’nin altındadır.

Atmosferin Tabakaları

Atmosferin tabakaları birçok özelliğe göre sınıflandırılır. Sıcaklığa göre olanı şekil-2’deki gibidir. Atmosferin sıcaklığa göre sınıflandırılmasında dört tabaka vardır. Sırasıyla, Troposfer. Stratosfer, Mezosfer ve Termosferdir.

Troposfer

Troposfer yeryüzüne en yakın içinde yaşadığımız tabakadır, kalınlığı 6-20 km dolayındadır. Kutuplarda daha ince ekvatorda kalın olan troposferde, şiddetli hava olayları tropiklere yakın alanlarda gerçekleşmektedir. Troposfer tabakası içerisinde yükseklikle sıcaklık her 100 metrede 0.65 derece azalır ve tabakanın sonunda -56.5 dereceye kadar düşer.

Su buharının %99’u troposfer tabakasında yer alır. Su buharı konsantrasyonu enlemlere göre değişiklik gösterir ve büyük bölümü tropik enlemlerde yer alır. Su buharı solar enerjiyi ve yerden gelen termal radrasyonu absorbe ederek sıcaklığın ayarlanmasında önemli rol oynar.

Sıcak hava yükselme, soğuk hava çökme eğiliminde ise bu toposferde bir noktadaki daha fazla hava hareketi demektir ve bu da türbülans anlamına gelir. Bundan dolayı meteorolojistler troposferi mükemmel karışım olarak tanımlarlar. Eğer troposfere kirlilik ilave edilirse, 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 tabakası ise 11-50 km arasında yer alır. Atmosferdeki gazların yüzde 19 ile çok az miktarda su buharı bu tabakada bulunmaktadır. 20 ila 50’nci km’ler arasında bizleri güneşin zararlı etkilerinden koruyan ozon gazı tabakası bulunur.

Ozon güneşten gelen UV radrasyonlarını absorbe ettiğinden, bu durum ozon moleküllerinin hareketini yükseltmektedir. Ozon moleküllerinin hava içerisindeki çarpışmaları statosferdeki sıcaklığı yükseltmektedir.

Ozon tabakasının iki önemli işlevi vardır: Birincisi yeryüzündeki temel ısı dengesine yardımcı olmak, ikincisi zararlı UV radrasyonunun yeryüzüne ulaşmasına engel olmak.

Mezosfer

Mezosfer tabakası ise atmosferin en soğuk katmanıdır. Sıcaklık -120 dereceye kadar düşer. Tabakanın üst sınırı ise 85 km’ye ulaşmaktadır. Bu tabakadaki gazların kalınlığı uzaydan gelen meteorları yavaşlatıp yakacak kadar kalındır.

Mezosfer tabakası yeryüzününü uzaydan gelen meteorlardan korur, meteorlar bu tabakaya girdiklerinde yanarlar. Bu seviyede nefes alacak oksijen yoktur. Oksijenin atmosferdeki yüzdesi hava ile aynıdır. Mezosferin en alt seviyesini stratosfer ısıtır, ısı yavaş dönüşümle mezosfere geçmektedir.

Termosfer

Termosfer 80- 90 km’nin üzerinde uzanır. Hava çok incedir. Sıcaklık yükseklikle artar, sıcaklık çok yüksektir, burada ultraviyole radrasyonu ısıya dönüşmektedir. Bu tabakada sıcaklık 2000 dereceye kadar ulaşmaktadır. 100-200 km’lerde atmosferdeki temel bileşenlerden nitrojen ve oksijen bulunmaktadır. Oksijen UV radrasyonunu absorbe etmektedir ve büyük miktarda kinetik enerji ortaya çıkmaktadır.

Troposfer ve stratosferin aksine termosferdeki sıcaklık, solar aktivite miktarına bağlı olarak yüzlerce derece olarak değişebilmektedir. Bu ekstrem yükseklikte gaz molekülleri ayrışmaktadır, burada moleküler oksijen ve nitrojenden oldukça fazla atomik oksijen vardır. Termosfer tabakası ikiye ayrılır: İyonosfer ve Eksosfer.

İyonosfer

Bu tabaka termosferin alt bölümüdür, 80 ila 550 km arasında yer alır. Gaz partikülleri güneşten gelen ultraviyole ve X-ray radrasyonunu absorbe eder. Gaz partikülleri elektrik yüklenir (ionlar). Radyo dalgaları bu seviyeden yeryüzüne döner. Elektron yoğunluğuna bağlı olarak iyonosfer tabakası üçe ayrılır: D tabakası (60-90 km), E tabakası (90-140), F tabakası (140 km. nin üzerinde)

Eksozfer

Eksozfer yer yüzeyinden oldukça uzak mesafede bir bölgedir. 550 km’den binlerce kilometreye kadar uzanır, genellikle uydular bu bölgede bulunur. Bu bölge yeryüzü atmosferi ile gezegenler arası uzayda bir geçiş zonu olarak adlandırılır.

Atmosferin Fiziksel Davranışı ve Gaz Kanunları

Atmosferde bulunan gazların birbiriyle olan ilişkilerinde ve tanımlamalarda; sıcaklık, basınç, yoğunluk ve hacim önemlidir.

  1. Eğer sıcaklık sabit ise, gazın yoğunluğu basınçla doğru orantılıdır, hacim ise basınçla ters orantılıdır. Bundan dolayı basınç yükseldikçe yoğunluk artar ve hacim azalır.
  2. Eğer hacim sabit olursa, gazın birim kütlesindeki basınç sıcaklıkla doğru orantılıdır. Sıcaklık artarsa hacim sabit olduğu için basınçta artacaktır.
  3. Eğer basınç sabit ise; gazın sıcaklığı hacimle doğru orantılı yoğunlukla ters orantılı olacaktır. Birim hacimdeki gazın sıcaklığı yükseltilirse hacim artar,yoğunluk azalır.

Atmosferik Basınç

Yer çekimi bütün atmosferik işlemlere etki etmektedir. Havanın ağırlını oluşturan basınç ortalama deniz seviyesinde 1013 milibardır. Görüldüğü gibi basınç ve yoğunluk yükseklikle azalmaktadır.

Yükseklikle Basınç Değişimi

Basınç, genellikle yükseklikle azalır ve yere yakın seviyelerde hızla artar. Eğer atmosfer içinde yukarıya doğru çıkarsak, havanın bizim üzerimizdeki ağırlığı azalır. Basınç yere yakın seviyelerde hızla artar, bunun nedeni yer çekiminin etkisi ile yere yakın seviyelerdeki gazların artışıdır.

Kuraklık ve Çölleşme
İklim Değişikliği
Küresel Isınma
Yenilenebilir ve Temiz Enerji
Biyolojik Çeşitlilik