Güneş Radyasyonu - Atmosfer ve Katmanları

advertisement
GÜNEŞ RADYASYONU
Dr. Yetkin Dumanoğlu
Radyasyon (Işınım)
• Maddenin yapı taşı atomdur. Atom ise proton ve
nötronlardan oluşan bir çekirdek ve çekirdeğin
etrafında dönen elektronlardan oluşmaktadır.
Eğer herhangi bir maddenin atom çekirdeğindeki
nötronların sayısı proton sayısından fazla ise
çekirdekte kararsızlık oluşur ve fazla nötronlar
parçalanır. Bu parçalanma sırasında ortaya çıplak
gözle görülmeyen bazı ışınlar çıkar. Bu ışınlara
“radyasyon” denir.
Radyasyon Türleri
Radyasyonu temel olarak iki şekilde sınıflandırabiliriz.
Bunlar “parçacık” ve “dalga” tipi radyasyonlardır.
• Parçacık radyasyonu; belli bir kütle ve enerjiye sahip
çok hızlı hareket eden minik parçacıkları ifade eder.
• Dalga tipi radyasyon; belli bir enerjiye sahip ancak
kütlesiz radyasyon çeşididir. Bunlar, titreşim yaparak
ilerleyen elektrik ve manyetik enerji dalgaları gibidir.
İyonlaştırıcı Radyasyon
Parçacık ve dalga tipi radyasyonları da yine iki gruba ayırmamız
mümkündür. Bunlar, “iyonlaştırıcı” ve “iyonlaştırıcı olmayan”
radyasyonlardır.
• İyonlaştırıcı radyasyon, çarptığı maddede yüklü parçacıklar
(iyonlar) oluşturabilen radyasyon demektir.
• İyon meydana gelmesi yani iyonizasyon olayı herhangi bir
maddede meydana gelebileceği gibi insanlar dahil tüm
canlılarda da oluşabilir.
• İyonlaştırıcı radyasyonlar, önlem alınmadığı takdirde tüm
canlılar için zararlı olabilecek radyasyon çeşitleridir.
• Başlıca beş iyonlaştırıcı radyasyon çeşidi vardır. Bunlar, Alfa
parçacıkları, Beta parçacıkları, X ışınları, Gama ışınları ve
Nötronlardır.
• Alfa parçacığı: İki proton ve iki nötrondan oluşmuş bir helyum
çekirdeğidir ve pozitif yüklüdür. Alfa parçacıklarını çok küçük
kalınlıklardaki maddelerle (örneğin ince bir kağıt tabaka ile) durdurmak
mümkündür. Bunun sebebi, diğer radyasyon çeşitlerine göre sahip
oldukları nispeten büyük elektrik yükleridir. Sahip oldukları bu elektrik
yükü, alfa parçacıklarının herhangi bir madde içerisinden geçerken
yolları üzerinde yoğun bir iyonlaşma meydana getirmelerine ve bu
yüzden de enerjilerini hızla kaybetmelerine yol açar. Bu nedenle,
enerjilerini bu şekilde hızla kaybeden alfa parçacıklarının erişme
uzaklıkları da çok kısadır.
• Beta ışını: Çekirdekteki enerji fazlalığı çekirdek civarında, E = mc2
eşitliğiyle açıklanabilen, bir kütle oluşturur. Bu kütle çekirdekteki fazla
yükü alır ve dışarıya bir beta ışını olarak çıkar. Beta parçacıkları da alfa
parçacıkları gibi belli bir yük ve kütleye sahip olduklarından madde
içerisinden geçerken yolları üzerinde iyonlaşmaya sebep olurlar. Ancak
bu iyonlaşma, alfa parçacıklarının oluşturduğu iyonlaşmadan daha azdır.
Bunlardan korunmak için ince alüminyum levhadan yapılmış bir zırh
malzemesi yeterlidir.
• X ışınları: Röntgen ışınları olarak ta bilinir. Bir atoma dışarıdan gelen veya
gönderilen yüksek enerjili elektronlar o atomun ilk halkalarından elektronlar
koparırlar. Atomdan kopan bu elektronun yerine daha yüksek seviyelerden (üst
halkalardan) elektronlar atlayarak kopan elektronun yerindeki boşluğu
doldururlar. Bu sırada ortaya çıkan enerji fazlalığı X ışını şeklinde dışarı salınır.
• Gama ışınları: Kaynağı atomun çekirdeğidir. Bu ışınlar atom çekirdeğinin enerji
seviyelerindeki farklılıklardan meydana gelir. Çekirdek bir alfa veya bir beta
parçacığı saldıktan sonra genellikle kararlı bir durumda olmaz. Fazla kalan
çekirdek enerjisi bir elektromanyetik radyasyon halinde yayınlanır. Gama
ışınları, beta ışınlarından daha yüksek enerjili ve dolayısıyla daha nüfuz edici
ışınlardır. Gama ve X ışınlarının, alfa ve beta parçacıklarına göre madde içine
nüfuz etme kabiliyetleri çok daha fazla, iyonlaşmaya sebep olma etkileri ise çok
daha azdır. Ancak birkaç santimetre kalınlığındaki kurşun levhalarla ve sadece
belli bir kısmı durdurulabilir.
• Nötronlar: Yüksüz parçacıklardır. Bu özelliklerinden dolayı herhangi bir madde
içerisine kolaylıkla nüfuz edebilirler. Doğrudan bir iyonlaşmaya sebep olmazlar.
Ancak atomlarla etkileşmeleri, iyonlaşmaya neden olan alfa, beta, gama veya x
ışınlarının ortaya çıkmasına neden olabilir. Nötronlar sadece kalın beton, su
veya parafin kütleleriyle durdurulabilirler.
İyonlaştırıcı Olmayan Radyasyon
• Optik Radyasyon: Ultraviyole ışınları buna en iyi örnektir. Asıl
kaynağı güneştir. UV ışınları güneş tam doğarken bolca
yayılmaktadır. UV’nin derine inmesi (giriciliği) az olduğu için
büyük oranda deri ve gözleri etkilemektedir. Bu nedenle deri
kanserlerinin %80’i UV ışınlarından kaynaklanmaktadır.
• Elektromanyetik Nitelikli Radyasyonlar: Radyo dalgaları,
mikrodalgalar, mobil ve cep telefonları, FM radyo ve TV
vericileri, radarlar, trafolar, bilgisayarlar, akım taşıyan kablolar
bu gruba girmektedirler.
Işık
• Işık; doğrusal dalgalar halinde yayılan
elektromanyetik radyasyona verilen
addır.
• Karanlık bir yerde göremeyiz; tıpkı
Albert Einsteinin dediği gibi "Karanlık
diye bir şey yoktur, karanlık ışığın
yokluğudur".
• Işık kaynakları olmadan ışık da olamaz.
Karanlık cisimler, ışık kaynağından çıkan
ışınların yansıması sonucu bize görünür.
Renk Spektrumu (Tayfı)
• Beyaz ışık kırıldığı zaman çeşitli renklere
ayrılır. Bu olayın nedenini 1666’da ünlü İngiliz
bilim adamı Isaac Newton açıklamıştır.
Newton bir Güneş ışını demetini karanlık bir
odada bir prizmadan geçirdiğinde, bildiğimiz
beyaz ışık cam prizmanın öbür yüzünden
çıkarken mor, lacivert, mavi, yeşil, sarı,
turuncu ve kırmızı renkli ışınlara ayrıldığını
görmüştür. Gene Newton’ un deneylerine
göre bu ışık tayfı tersine çevrilmiş ikinci bir
prizmadan geçirildiğinde yeniden beyaz ışık
demetine dönüşüyordu. Ama tayftaki
renklerden yalnızca biri, örneğin kırmızı
prizmadan geçirildiğinde hiçbir değişikliğe
uğramıyordu.
Renk Spektrumu (Tayfı)
• Bu deneyde beyaz ışığın bileşenlerine
ayrılmasının sebebi, yapısındaki her rengin
değişik açılarda kırılmasıdır. Işık, kırıcılık
katsayıları farklı olan saydam bir maddeden
(hava) bir başka saydam ortama (cam)
geçtiği zaman kırılır. Kırılma miktarı ışığın
dalga boyuna bağlıdır. Dalga boyu ne kadar
kısa ise kırılma da o kadar büyük açı ile olur.
Örneğin mavi ışınlar kırmızı ışınlara göre
daha büyük bir açıda kırılır çünkü mavi
ışığın dalga boyu kırmızınınkine göre çok
daha küçüktür. Gökkuşağı da bu yolla
oluşur. Havadaki her bir yağmur damlası
prizma görevi görerek ışığı renklerine
ayrıştırır.
Güneş Spektrumu
• Güneşten yayılan ve bilinen farklı dalga boylarındaki tüm
elektromanyetik radyasyonun bütünü Elektromanyetik Güneş
Spektrumu olarak isimlendirilir. Anılan bu spektrumda, güneş
ışınımı dalga boylarına göre sıralanır ve aşağıda verilen temel
gruplar ile ifade edilir.
• Bunlar;
 Gama Işınları
 X- Işınları
 Ultraviyole (mor ötesi)
Işınlar
 Görünür (Visible) Işık
 Kızıl Ötesi (Infrared) Işınlar
 Radyo Dalgaları’dır.
Dalga Boyu
• Durgun yüzeye sahip bir göle bir
taş attığımızı varsayalım. Taşın
suya çarpması ile birlikte göl
yüzeyinde bir takım su
kabarmaları ve bunların da
arasında çöküntüler görülecektir.
İşte su yüzeyindeki bu düzenli
kabarma ve çalkantılara DALGA
denir. Dalgalar bütün katı, sıvı ve
gazlarda görülebilir, ör. hava, su,
toprak, vs.
Güneş Spektrumunda Farklı Dalga Boyları
• Görünür ışık dalga tipi radyasyonun bir çeşididir.
• Gözlerimizin fark edebileceği en yüksek enerjili ışık mor
renkli ışıktır. Radyasyonun enerjisi arttıkça ışık rengi mor
renk ötesine gider ve morötesi olarak adlandırılır.
• Morötesi ışığı göremez veya hissedemeyiz, ancak ortamda
mevcuttur ve eğer şiddeti büyükse ciltte bırakacağı güneş
yanığına benzer yanık izleri ile varlığı hissedilir.
Ultraviyole (Morötesi) Işınlar
• Ultraviyole radyasyon, güneş
spektrumunun özel bir bölümüdür.
• Güneşten yayılan enerjinin yaklaşık % 9'u
ultraviyole radyasyonudur.
• Ultraviyole radyasyonları, foto-kimyanın
bir bölümünü teşkil eden bazı kimyasal
reaksiyonların gerçekleşmesini sağlar.
• Ultraviyole ışınların biyolojik etkileri de
vardır. Bu ışınlar insan cildinde güneş
yanığı meydana getirir.
Görünür (Visible) Işınlar
• Ultraviyole Radyasyondan biraz daha uzun dalga
boyuna sahip görünür ışık, elektromanyetik
spektrumun dar bir bölümünde yer almaktadır.
• Göz retinasındaki renk pigmentleri ile direk
ilişkili olduğundan, bizim görmemize yardımcı
olur.
• Görünür radyasyon iyonize değildir. Farklı
maddeler değişik dalgaboylarındaki fotonları
emer veya yansıtır ve yansıttıkları
dalgaboyundaki renkte görünürler.
• İnsan gözü 400 - 700 nm aralığındaki
elektromanyetik radyasyona duyarlıdır. Bütün
renkler bu dalga boyu aralığında görünen
gökkuşağında bulunur (menekşe, çivit, mavi,
yeşil, sarı, turuncu ve kırmızı).
Kızılötesi (Infrared) Işınlar
• Infrared ışınların enerjileri elektronların
enerjilerini değiştirmek için çok küçüktür.
Fark edilmeleri ancak ortaya çıkardıkları ısı
sonucu olur.
• Kızılötesi ışınlar kısa menzillidir (birkaç
metre), ve elektronik cihazların iletişim
kurabilmesi için kullanılır.
• 37 oC sıcaklığa sahip olan vücudumuz 900
nanometrelik kızılötesi ışıma yapar.
Radyo Dalgaları
• Spektrumda en uzun dalga boyları Radyo
dalgalarıdır.
• İsminden de anlaşılacağı gibi; elektromanyetik
spektrumun bu bölümünü radyo
haberleşmesinde, televizyon yayınlarında ve
radarda kullanılır.
• Radyo dalgaları elektromanyetik spektrumun
geniş bir bölümünü kapsar. Genelde UHF, VHF,
televizyon, radar, mikrodalga olarak alt
bölümlere ayrılır, bu isimler kullanım alanına
göre değişir.
Güneş Enerjisi
• Güneşin yaydığı ve dünyaya ulaşan enerji, Güneş'in
çekirdeğinde yer alan füzyon (iki hafif elementin
nükleer reaksiyonlar sonucu birleşerek daha ağır
bir element oluşturması) süreci ile açığa çıkan
ışınım enerjisidir.
• Füzyon tepkimeleri Güneş'te her an doğal olarak
gerçekleşmektedir. Güneş'ten gelen ısı ve ışık,
hidrojen çekirdeklerinin birleşerek helyuma
dönüşmesi ve bu dönüşüm sırasında kütle kaybı
karşılığı enerjinin ortaya çıkması sayesinde
meydana gelmektedir.
• Dünya atmosferinin dışında Güneş ışınımının
şiddeti, aşağı yukarı sabit ve 1370 W/m2
değerindedir; ancak yeryüzünde 0-1100 W/m2
değerleri arasında değişim gösterir.
Yerkürenin Güneş Enerjisi Bilançosu
• Güneş enerjisi çeşitli dalga boylarında titreşen
enerji paketçiklerinden meydana gelen bir ışın
demeti ile iletilir.
• En çok enerji yerküreye gözle görünen ışığın
dalga boyları olan 400-700 nm bölgesinde taşınır.
Güneşin yüzey sıcaklığı yaklaşık 5700°C’dir.
• Yerküre ise 4-100 µm dalga boyunda ışınlar yayar
ve ortalama yüzey sıcaklığı 15°C civarındadır.
• Yılda 54,4x1020 kJ enerji yerküreye ulaşmakta,
bunun %51’i yerkabuğu tarafından yutulup
ısınmaya yol açmaktadır.
Yerkürenin Enerji Bilançosu
Albedo
• Yeryüzünün güneş ışığını yansıtma yüzdesine denir.
• Albedo, cismin yüzey dokusuna, rengine ve alanına
bağlı olarak değişir.
• Uzaydan dünyamıza bakıldığında, bulutlar parlak,
okyanus yüzeyi ise genelde koyu olarak görünür.
Beyaz bulutlar üzerlerine düşen ışığın büyük
bölümünü yansıtırlar; yani albedoları yüksektir.
Deniz yüzeyi ise üzerine düşen ışığın büyük
bölümünü emer, ancak çok küçük bölümünü
yansıtır; yani albedosu düşüktür.
• Gezegenimizin yüzeyinde en yüksek albedo oranına
sahip olan cisimler arasında kar ve kum sayılabilir.
En düşük albedo değerlerine ise yeni sürülmüş
nemli topraklarda ve ormanlık alanlarda rastlanır.
Albedo
• Denizlerin ışığı geri yansıtma
oranı ekvatorda ve ılıman
bölgelerde % 6-10; soğuk
kutup denizlerinde % 15-20
ve buzlarla kaplı kutuplarda
% 80 kadardır.
• Çöllerin albedosu da
yüksektir: %25-40 kadar.
Atmosfer ve Katmanları
Dr. Yetkin Dumanoğlu
Atmosfer
Atmosfer
• Dünya’da uzaydaki diğer gezegenlerden
farklı olarak yaşam bulunmasının
sebebi etrafını saran atmosferdir.
• İklim ve hava olaylarının görülmesi ile
yeryüzünde yaşamın bulunmasını
sağlayan faktör atmosferin varlığıdır.
• Atmosfer; yerçekiminin etkisi ile
yeryüzünü çepeçevre saran gaz
kütlesidir. Eski Yunancada atmos: nefes,
sphere: küre demektir. Atmosfer ise
nefes küre ya da hava küre anlamına
gelir.
Atmosfer
• Yerçekimi sayesinde yerkürenin üstünde
tutulan atmosfer, büyük ölçüde gezegenin iç
katmanlarından kaynaklanan gazların
yanardağ etkinliği ile yüzeye çıkması sonucu
oluşmakla birlikte, gezegenin tarihi boyunca
dünya dışı kaynaklardan da beslenmiş ve
etkilenmiştir.
• Basınç ve yoğunluk açısından diğer
gezegenlerden Mars'a göre yaklaşık 100 kat
büyük, Venüs'e göre ise yaklaşık 100 kat
küçük bir gaz kütlesini ifade eder. Ancak
bileşim açısından bu iki gezegenin
atmosferlerinden çok farklı olduğu gibi,
Güneş Sistemi içinde bir benzeri yoktur.
Atmosfer
• Atmosfer saydam ve renksizdir.
• Ancak atmosferin içerisinde bulunan
su buharı Güneş'ten gelen ışınları bir
prizma gibi kırarak beyaz ışınların en
küçük dalga boylu ve en çok kırılan
mavi renkli ışınlardan dolayı mavi
görünmesine sebep olur.
• Atmosferin bu mavi görünümü
okyanus ve denizlerin üzerine
yansıyarak aslında renksiz olan su
kütlelerinin de mavi görünmesine
sebep olur.
Atmosferde bulunan gazlar
• Atmosferde devamlı bulunan ve çoğunlukla
miktarları değişmeyen gazlar
– azot, oksijen ve diğer asal gazlar
• Atmosferde devamlı bulunan ve miktarları
yere ve zaman göre değişen gazlar
– karbondioksit, su buharı, ozon
• Atmosferde her zaman bulunmayan gazlar
– kirleticiler
Atmosferin Bileşimi
Atmosferin Katmanları
• Yerküreyi saran gazların yoğunlukları
ve bileşimleri birbirinden farklı olduğu
için yerçekiminin de etkisiyle
atmosfer iç içe kürelerden oluşan
farklı katmanlardan oluşur.
• Atmosferin temel olarak 5 katmanı
bulunur:
–
–
–
–
–
Troposfer
Stratosfer
Mezosfer
Termosfer
Ekzosfer
1. Katman - Troposfer
•
•
•
•
•
•
Atmosferin yere temas eden en alt katmanıdır. Gazların
%75′i, su buharının ise tamamı bu katmanda bulunur.
Ekvator üzerindeki kalınlığı 16–17 km, 45° enlemlerinde
12 km, kutuplardaki kalınlığı ise 9–10 km’dir.
Katman kalınlığının ekvatorda ve kutuplarda farklılık
göstermesinin nedeni, ekvatorda ısınan havanın
hafifleyerek yükselmesi ve merkezkaç kuvvetinin
bulunması, kutuplarda ise havanın soğuyarak çökmesi
ve merkezkaç kuvvetinin bulunmamasıdır.
Hava akımları, bulutluluk, nem, yağışlar, basınç
değişiklikleri gibi bilinen bütün meteorolojik olaylar bu
katmanda meydana gelir.
Güçlü yatay ve dikey hava hareketleri bu katmanda
oluşur.
Troposfer genellikle yerden yansıyan güneş ışınlarıyla
ısınır bu nedenle alt kısmı daha sıcaktır ve yerden
yükseldikçe sıcaklık azalır.
2. Katman - Stratosfer
•
•
•
•
•
Troposferin bittiği yerden itibaren 50 km yükseliğe
kadar uzanır.
Yatay hava hareketleri (rüzgarlar) görülür. Su
buharı bulunmadığı için dikey hava hareketleri
oluşmaz.
Yalnızca yatay hareketlerin olması diğer tabakalar
ile arasında bir taşınım olmamasına sebep olur. Bu
durum hava kirliliği açısından çok tehlikeli olabilir,
örneğin bir yanardağın patlamasından ortaya
çıkan küller troposferi aşıp stratosfere ulaşırsa
burada birikir ve kalıcı bir kirlilik oluşturabilir.
Stratosferde yerçekimi azaldığı için cisimler gerçek
ağırlıklarını kaybederler. Bu nedenle bazı uçuşlar
bu katmanın alt kısımlarında gerçekleşir.
Bu katmanın özellikle alt kısımlarında ozon gazı
yoğun olarak bulunur ve güneş ışınlarını (özellikle
mor ötesi) emen bu gaz katmanın ısınmasına
neden olur.
3. Katman - Mezosfer
• Stratosferden itibaren 80 km
yüksekliğe kadar uzanır.
• Mezosferde atmosfer
yoğunluğu deniz düzeyindekine
göre 1/1000-1/1.000.000
kadardır.
• Ancak bu seyrek gaz kütlesi de
yeryüzündeki yaşam açısından
önemlidir. Küçük boyuttaki
göktaşları, hızla girdikleri bu
katmanda sürtünme etkisi ile
buharlaşarak yok olurlar.
4. Katman - Termosfer
• Mezosferden itibaren 400 km
yüksekliğe kadar uzanan
katmandır.
• Bu tabakadaki gazlar ultraviyole
ışınlarının etkisi ile iyonlara
ayrılmıştır. İyonlaşma sırasında
açığa çıkan enerji ile sıcaklığı
yükselmiştir. Sıcaklığı güneşin
etkisine göre 200 ile 1600°C’dir.
• Bu katmanda gazlar iyon halinde
bulunur ve iyonlar arasında
elektron alışverişi oldukça
fazladır. Bu nedenle haberleşme
sinyalleri ve radyo dalgaları bu
katmandan yansıtılarak
iletilebilir.
5. Katman - Ekzosfer
• Atmosferin en üst katıdır.
• Az miktarda hidrojen ve
helyum atomlarından oluşur.
• Kesin sınırı bilinmemekle
birlikte üst sınırının yerden
yaklaşık 10.000 km yükseklikte
olduğu kabul edilmiştir.
• Bu katmandan sonra artık bir
sınır olmadığı için boşluğa geçiş
başlar.
• Yapay uydular bu katmanda
bulunurlar, yerçekimi çok
düşüktür ve gazlar çok
seyrektir.
Sıcaklık Gradyanı
• Neme doygun olmayan kuru hava
yükseldikçe basınç azaldığı için
adyabatik olarak (yani dışarıyla ısı
alışverişi yapmaya fırsat bulamadan)
soğur. Bu şekilde belirlenen eğriye
teorik hesaplarla bulunmuş kuru
havanın adyabatik termal değişim
eğrisi (profili) denir.
• Kuru havayı ideal gaz gibi düşünerek
hesaplanan eğrinin eğimi yükselme
sırasında yaklaşık 1oC/100 m’dir.
• Nemli (veya gerçek) havada termal
gradyanın eğimi sadece 0.3 – 1 oC /
100 m kadardır. Basınç, ortam
sıcaklığı gibi gerçek koşullara da bağlı
olmakla birlikte gerçekte ölçülen
değer ortalama 0.6oC/100 m
civarındadır.
Atmosferde
Düşey Sıcaklık
Profili
Katmanlardaki Sıcaklık Değişimlerinin Nedeni
• Güneşten gelen X-ışınları, UV-ışınları gibi yüksek enerjili
ve düşük dalga boylu ışınlar, atmosferin üst
katmanlarındaki gazlarla gerçekleşen tepkimelerle
soğurulurken, görünür bölge ve kızılötesi ışınları yer
kabuğuna kadar ulaşırlar. Bir kısmı yeryüzünde
tutulurken bir kısmı yansıtılır. Yeryüzünden yayılan bu
ışınlar ve enerji troposfer tabakasındaki su buharı ve
gazlar tarafından tutulduğundan yer kabuğuna yakın
yerlerde atmosfer daha sıcaktır. Yer kabuğundan
yükseldikçe gaz yoğunluğu azaldığından sıcaklık
yükseldikçe düşer.
Katmanlardaki Sıcaklık Değişimlerinin Nedeni
• -56oC ‘lik minimum sıcaklık
kuşağı olan tropopoz geçiş
tabakası bu düşük sıcaklık
sayesinde su buharının donup
kristalleşmesine ve troposfere
geri dönmesine neden olur.
Böylece su varlığının
buharlaşarak daha fazla
yükselip belki de dünyayı
terkedip uzayda kaybolması
önlenmiş olur.
Katmanlardaki Sıcaklık Değişimlerinin Nedeni
• Stratosferde alt ve üstteki atmosfer
tabakalarının hiç birinde görülmeyen
zengin bir ozon varlığına rastlanır. Bu
ozon (O3), oksijen molekülü (O2) ve
atomik oksijen (O) parçacıklarının
çarpışmaları ile meydana gelir.
Bilindiği gibi oksijenin foto-ayrışma
ürünü olan (O), stratosferin altında
pek az morötesi ışıma
bulunduğundan dolayı aşağılarda
fazla oluşamaz. Daha yükseklerde ise
hava öylesine seyreltiktir ki, oluşan
(O) parçacıkları çarpışma şansını dahi
yakalayamazlar.
Katmanlardaki Sıcaklık Değişimlerinin Nedeni
• Oluşumu sırasında ozon yakın morötesi (UV)
bölgesindeki güneş ışınlarını soğurarak ısıya
dönüştürmektedir. Böylece ozon stratosferdeki
yükseklik-sıcaklık profilinde bir kırılma
sağlamaktadır. Daha yüksek yerlerde de ozonun
varlığı nedeniyle stratosferde hava yükseldikçe
ısınmaktadır. Böylece yaklaşık olarak yerden 50
kilometrelere kadar olan stratosfer katmanı içinde
sıcaklık –56 C’den –2 C’ye kadar yükselmektedir.
Katmanlardaki Sıcaklık Değişimlerinin Nedeni
• Stratosferden daha yukarılara
çıkıldığında güneş ışınlarını
soğurup ısınmaya yol
açabilecek hava molekülleri
kalmamıştır. Bu yüzden 5085’inci km’ler arasında yeralan
mezosfer de troposfer gibi,
içerisinde yükseldikçe sıcaklığı
azalan bir tabakadır. Mesosfer
içerisinde yükseldikçe hava
–2’den –92 C’ye soğur.
Katmanlardaki Sıcaklık Değişimlerinin Nedeni
• Daha yukarılara çıkılırsa, Güneş'ten kaynaklanan güçlü
enerji yayılımı, molekülleri ayrıştırır. Böylece elektronlar
ve iyonlar oluşur. Bu nedenle, 80 km'nin üstündeki bu
tabaka; iyonosfer, ya da termosfer, olarak adlandırılır.
Termosferde, Güneş'ten gelen elektromanyetik dalgalar,
yansıtılır. Bu katmandaki tüm hareketler, Güneş'ten
gelen elektrik yüklü parçacıklardan kaynaklanır. Ne
kadar yükseğe çıkılırsa, Güneş ışınlarının etkisi de, o
kadar artar. 600 km yükseklikte, sıcaklık da, yaklaşık
1000°C'dir. Termosferin ötesinde, seyrelme devam eder
ve gezegenler arası gazlarla karışır.
Atmosferin yeryüzü açısından önemi
• Canlı yaşamı için gerekli gazları ihtiva eder.
• Güneş’ten gelen zararlı ışınları tutar.
• Dünya’nın aşırı ısınmasını ve soğumasını
engeller.
• Canlı yaşamı için önemli olan iklim olaylarını
meydana getirir.
• Dünya ile birlikte dönerek sürtünmeden
doğacak yanmayı engeller.
• Uzaydan gelen meteorların büyük bölümünün
parçalanmasını/yanmasını sağlar ve yeryüzüne
ulaşmalarını engeller.
• Güneş ışınlarının dağılmasını sağlayarak,
gölgede kalan kısımların da aydınlanmasını
sağlar. Bir başka ifade ile gölgelerin tam
karanlık olmasını önler.
• Işığı, sesi, sıcaklığı geçirir ve iletilmesini sağlar.
• Hava akımları nedeniyle gündüz olan bölgelerin
aşırı sıcak, gece olan bölgelerin de aşırı soğuk
olmasını engeller.
Download