ATMOSFER

ATMOSFER; Alm. Atmosphäre, Fr. Atmosphère,
İng. Atmosphère. Bâzı gök cisimlerinin
etrâfmı saran gaz tabakasına verilen ad. Bu gaz tabakası,
o gök cisminin çekim kuvveti sebebiyle
uzaya yayılmaz.
Dünyâ atmosferi (Hava): Atmosfer, yeryüzünden
başlar ve takriben 3200 km yüksekliğe
sâhiptir. Üst seviyesi kesin olarak sınırlandırılamamaktadır.
Bir hava deryâsı altında yaşamaktayız.
Havanın yoğunluğu ilk 100 kilometrede daha
fazladır. Yukarılarda ise hafif gaz tabakaları vardır.
Havanın yoğunluğunun yükseklikle değiştiğini
ilk defâ keşfeden, İslâm âlimlerinden İbn-i Heysem’dir
(965-1038).
Atmosfer, canlıların yaşaması için lüzumlu
oksijen, karbondioksit ve azot kaynaklarını geniş
ölçüde sağlar. Hayâtın mevcûdiyeti için suyu temin
eder. Endüstrinin ve canlı organizmaların artıklarını
yok eder. Fotosentez için lüzumlu güneş ışınını
geçirir. Aynı zamanda öldürücü ultraviyole ışınlarından
ve kozmik ışınlardan, uzaydan yağan meteorlardan,
dünyâyı korur. Haberleşme için de lüzumludur.
Sesi ve elektromagnetik (ışık ve radyo)
dalgalarını iletir ve atmosferin üst kısmında elektriği
ileten bir tabaka, radyo dalgalarını yansıtır.
Böylece ufkun sınırının ötesinde haberleşmeyi ve
hava araçlarının uçuşunu özel durumlar hâriç
mümkün kılar.
Güneş enerjisi dünyâya geldikçe, atmosferin
değişik hareketlerini devâm ettirir. Dünyâ üzerinde
yüzlerce km yüksekte yörüngede dönen hava
uydularından, çalkantılı havayı belirten, karmaşık
ve devamlı değişken bulut yapıları gözlenebilir.
Bulutların bir kısmı kilometrelerce uzakta, bir kısmı
daha yakın, bâzıları basit yapılı, bâzıları da
daha teferruatlı yapıdadır.
Fizikî özellikleri: Okyanusların sekiz yüz
metre derinliğinde yaşayan balıklar, havaya çıkarılmcaparçalandığı gibi, insanlar da hava basıncı
altından çıkarılınca yaşayamaz. Hava, deniz kenarında,
bir santimetrekare yüzeye yaklaşık olarak
bir kilogram basınç yapmaktadır. Bu basınç miktârına,
“bir atmosfer” denir ki 76 cm yüksekliğindeki
civa sütununun basıncına eşittir. Civanın özgül
ağırlığı 13,6 gr/cm3 olduğu için, bin otuz üç
santimetre (76×13,6=1033,6) suyun basıncı, yâni
10 m ve 33 cm yüksekliğindeki suyun basıncı bir
atmosferdir. însan derisinin yüzölçümü, ortalama
bir buçuk metre kare olduğuna göre, hava hepimizi
on beş ton kuvvetle ezmektedir. Bu büyük kuvvet
altında, pestil hâline gelmeyişimiz, solunum sâyesindedir.
Solunum yolları, akciğer keseleri, kapiller
ve kan damarları ile vücudumuzun bütün
hücrelerine hava gittiğinden, içimizde de, hâriçteki
basınca eşit bir basınç mevcuttur. Sıcak havada basınç
azalır, barometre düşer. Soğukta ise yükselir.
Bu basınç değişmesi, sıhhatimiz için de çok mühimdir.
Bu değişme olmasaydı, bildiğimiz hastalıkların
dörtte biri mevcut olmazdı. Sıhhî iklimler;
kırların ve kışın yaylaların, ilkbaharda ekvator
adalarının iklimleridir.
Hava ile yeryüzü, elektrik bakımından birbirine
karşı, bir pilin kutuplan vaziyetindedir. Hava artı,
yeryüzü eksi yüklüdür. Bu iki kutup arasında yaşamakta
olan insan elli litre tuzlu su taşıdığından,
kuvvetli bir iletkendir. Üzerimiz yüzbinlerce kıl ile
örtülü olduğundan bir verici istasyonu hâlindeyiz
Dâimî Atmosfer Gazlarının Konsantrasyonu
Gaz Yüzdesi
Azot (N2) …………………………………………78,1100
0ksijen(02) ………………………………………20,9530
Argon (Ar)…………………………………………0,9340
Neon (Ne)…………………………………….18,^ İ O -4
Helyum (He)…………………………………. 5,24xl0’4
Kripton (Kr)……………………………………I,14xl04
Ksenon (Xe)………………………………… 0,087×10‘4
Hidrojen (H2) ……………………………………0,5×10’4
Metan (CH4)………………………………………..2×10’4
Azotdioksit (N02) …………………………….0,5xl04
Atmosferin terkibi: Atmosfer, aynı vasıfta
kalan gazların karışımından (özellikle azot ve oksijen),
değişken gaz konsantrasyonlarından (su
buharı gibi), iyonlardan (elektrik yüklü atom ve
moleküllerden) ve havada dağılmış çeşitli katı ve
sıvı parçacıklardan meydana gelir.
Atmosferin büyük bir bölümünde dünyâ yüzeyinden
80-90 km yüksekliğine kadar dâimî gazlar,
kısa dönemlerdeki küçük değişmeler ve sınırlı
bölgelerin üzeri hâriç, aynı tarzda karışmıştır.
Yüz litre havada, yetmiş sekiz litre azot, yirmi
bir litre oksijen, bir litre argon gibi asal gazlar ve
0,03 litre karbondioksit gazı (C02) bulunur. Hava bugazların karışımıdır. Havada gaz hâlinde bulunan
azot, yumurta akı, ekmek, et gibi cisimlerin yapı
maddesidir. Böyle azottan yapılmış maddelere “protein”
diyoruz. Proteinler, aminoasitlerin peptitleşmesinden
hâsıl olan polipeptit yapıdadır. Bunlar
protoplazmanın yapı taşı olduğundan, proteinsiz, yâni
azotsuz yaşanmaz. Yalnız yağ, şeker, nişasta gibi
azotsuz gıdâlarla beslenen bir hayvan yaşayamaz.
İnsan hergün gıdâlardan 8 gr azot almak mecbûriyetindedir.
Lâkin ne insan ve ne de hayvan ve bitkiler
havadaki azotu doğrudan doğruya alamaz. Zîrâ,
azot moleküllerindeki ikişer atom, birbiri ile
kuvvetli bağ yapmış olup, kolay ayrılmaz.
Canlıların en büyük dertlerinden biri de açlıktır.
Her sene milyonlarca hayvan ve bitki açlık
derdinden ölmektedir. Her an milyonlarca aç insan
mevcut olup, doyasıya yemeğe muvaffak olamamaktadırlar.
Bu açlar, bilhassa pahalı olan protein
maddelerine, yâni içinde yüzdükleri azot deryâsına,
ciğerlerine kadar girmiş iken, istifâde etmekten
âciz olduklarından açtır. Bu hâl, insanların
aczini göstermeye kıymetli bir misâl teşkil etmektedir.
Zîrâ teneffüs yoluyla oksijen gazını alıp
kanımıza kattığımız gibi, azot gazını da tutmak
hassası kanımıza bahş edilmiş olsaydı, yeryüzündeki
açlık ihtiyâcı bir soluma ile temin edilebilecekti.
Böylece aç kimse kalmayacak, açlık sona
erip, milyonlarca canlı açlık sıkıntısından kurtulacak,
açlık dolayısıyla ekmek ve et için insanlar
birbirlerine saldırmayacak, yeryüzü bir harp sahası
hâlinden çıkarak, bir Cennet bahçesi hâline dönecekti.
Bunların hepsi, insanın ciğerlerine her gün
giren bin litre azottan, sekiz gramını (yedi litre) kanına
alabilmesi ile mümkün olacaktı.
Değişken Atmosfer Gazlarının
Konsantrasyonu
Gaz Yüzdesi
Su (H2O)………………………………………………..0-7
Karbondioksit (CO2) …….. 0,01-0,1 (Ort: 0,032)
Ozon ( O 3 ) ………………….. 0-0,1 (30 kilometrede)
Sülfürdioksit (SO2) ………………………….0-0,0001
Azotdioksit (NO2)………………………….0-0,00002
Su atmosfere, dünyâ üzerinde buharlaşarak karışır
ve yoğunlaşarak kar ve yağmur yağışı şeklinde
geri döner. Karbondioksit; bitkiler hâriç, canlıların
nefes vermesi ve yanma olayı ile atmosfere karışır
ve fotosentezle temizlenir. Çok miktarda karbondioksit,
okyanus içindeki küçük bitkiler tarafından
emilir ve bırakılır. Ozon; oksijen atomlarının
ve moleküllerinin, atmosferin 20-50 km yüksekliğinde,
güneş ışınlarındaki ultraviyole ışınlarım absorbâsyonu
ile meydana gelir. Meydana gelen ozon,
diğer güneş ışınlarını absorbe ederek tekrar atomik
ve moleküler oksijene dönüşür.Ozon hâriç, hemen hemen bütün oksijen gazı
yeryüzünden îtibâren 80 kilometreye kadar diatomik
(iki atomlu) hâldedir. 100 kilometrenin yukarısında
ise ultraviyole güneş ışığının absorbasyonu
oksijeni tek atomlu hâlde tutar. Dünyâ yüzeyinde
80-300 kilometre yükseklikteki bölgede
ise önemli elektrik ve manyetik etkileri sağlayacak
yeterli oksijen iyonları vardır. 500 kilometrenin
üzerinde helyum muhtemelen esas atmosfer gazıdır.
Helyum 3000 kilometreden îtibâren gezegenler
arası gazlar ile karıştığı yere kadar yavaş yavaş
hidrojene yer verir.
Atmosferdeki dağınık katı ve sıvı parçacıklar
çok değişik kaynaklardan gelir. Bu parçacıklar
yeryüzünden sürüklenerek veya deniz yüzeylerinin
buharlaşmasından meydana gelebilir. Yanardağlar
ve yangınlar, toz ve duman parçacıklarını
ortaya çıkarır. İnsanlar da yakıtları yakma ve endüstri
artıklarını havaya karıştırmakla atmosferin
terkibine tesir ederler.
Dünyâ yüzeyine varmadan buharlaşan meteorlar,
her gün atmosfere yaklaşık olarak bir ton
madde ilâve eder. Bu materyalin çoğu, sonunda
dünyâ üzerinde birikir.
Güneşten gelen maddeler, atmosferin dış bölgesine
girer. Güneş rüzgârı olarak bilinen yüklü
parçacıklar, güneşten her yöne doğru devamlı akar.
Parçacıklar (proton ve elektronlar) güneşin ve
dünyânın magnetik alanıyla birlikte etkileşirler.
Netîcede güneş rüzgârının şiddeti düzensiz olarak
değişir ve hâliyle dünyânın magnetik alanının çekimini
etkiler. Zerrecikler dünyânın yüzeyine erişmezler.
Bunun yerine dünyânın mağnetik alanı
tarafından saptırılır veya dünyâyı 3.000-30.000
km yükseklikte saran Van Ailen radyasyon kuşağı
tarafından tutulur.
Atmosfer uzaydan devamlı çok yüksek enerji
yağmuru (genellikle protonlar) alır. Kozmik ışm
denen bu parçacıklar, dünyânın magnetik alanı
tarafından kısmen yansıtılır. Fakat atmosferi geçip
yeryüzüne çıkacak kadar enerjisi vardır.Atmosferden
geçerken hava molekülleriyle çarpışırlar.
Bunun sonucu yeryüzüne varabilecek çok miktarda
ikinci kozmik ışınları üretilir.
Bu sûretle atmosferin bütün terkibi, işlemlerin
karmaşık dengesiyle belirlenir. Bu işlemler; bitkiler
tarafından karbondioksitin absorbesini ve oksijenin
verilmesini, diğer canlılar tarafından oksijenin
alınıp karbondioksitin verilmesini, yanardağlardan
gazların boşalmasını, suyun buharlaşmasını ve
yoğunlaşmasını, fotokimyâsal işlemi, dünyâ yüzünden
ve uzaydan parçacıkların ilâvesini ihtivâ
eder. İnsanlar da kezâ gazları ve havayı kirleten
maddeleri atmosfere karıştırır. Ekzosferden (atmosfer
basıncı en az olan en yüksek tabaka) hafif
gazların (esâsen hidrojen ve helyum) atomlarınınkaçışından dolayı biraz madde kaybı vardır. Atmosferin
toplam ağırlığında kazanç veya kayıp
olup olmadığı net belli değildir.
Atmosferin yapısı: Atmosfer, farklı ısı dağılımıyla
karakterize edilen bir çok tabakalara ayrılır.
Bunlar sırasıyla; troposfer, stratosfer, mezosfer,
termosferdir. İlk üç katmanı birbirinden ayıran
üst sınırlar; tropopoz, stratopoz, mezopoz adlarını
alırlar. Atmosferin en alt tabakası “troposfer”dir.
“Tropo” kelimesi dönen veya değişen mânâsmdadır.
Çünkü bu tabaka, hava şartlan dediğimiz değişken
atmosferik şartların meydana geldiği tabakadır.
Troposfer : Tropikal bölgelerde 16-18 km, kutuplara
yakın bölgelerde 8-10 km yüksekliğe kadar
çıkar. Atmosferin ağırlığının beşte dördü buradadır.
Yükseklik arttıkça, sıcaklık düşer. Troposferin
üst sınırında, (buraya trapopoz da denir)
sıcaklık -51°C’den -79°C’ye kadar değişir.
Stratosfer: Troposferin üzerindeki hava tabakası.
Bu tabakanın alt kısımlarında sıcaklık hemen
hemen yükseklikle hiç değişmez. Fakat daha
yukarılara doğru sıcaklık yükseklik ile artar. Yaklaşık
50 km yükseklikte ısı maksimum 7°C’ye varır.
Bu stratopoz’un (Stratosfer ile Mezosfer arasındaki
tabaka) işâretidir. 80 km yükseklikte sıcaklığın
-73°C civânna düştüğü “Mezosfer”, Stratosferin
yukarısında olur.
Termosfer: Mezosferin üst tabakalarında bulunur.
Burada sıcaklık tekrar yükseklikle berâber
1232°C’ye kadar artar. Termosferdeki gece ve gündüz
arasındaki sıcaklık değişimi belki de bir kaç
yüz derecedir.
50 kilometrenin yukarısındaki ekzosfer diye
bilinen kısım üç bölgedir. Burada dünyânın atmosferi
uzayın gazlarıyla karışır. Bu bölgede dünyânın
yerçekimi alanından kurtulan gaz molekülleri,
özellikle hidrojen atomları yukarı doğru hızla
uzaklaşırlar.
Atmosfer, elektrikî hususiyetleri açısından da
bölgelere ayrılabilir. 80 kilometrenin altında atmosfer
hareketleri, yerçekimi tarafından ve basınç
kuvvetleriyle kontrol edilen, başlıca nötr yüksek
hava moleküllerinden meydana gelir. Burada
yaklaşık 400.000 volta varan gerilim farkı veya dikey
potansiyel dünyâ (negatif) ve iyonosfer {pozitif)
arasında muhâfaza edilir. Dünyâda meydana
gelen fırtınalar bu potansiyel farkını meydana getirir
ve devâm ettirir. 80 km yükseklikten 480
km’ye kadar atmosfer, nötr molekülleri olduğu
kadar, elektrik yüklü parçacıkları veya iyonları
da ihtivâ eder. Bu bölgeye bu yüzden “iyonosfer”
denir. Radyo haberleşmesinde, radyo sinyallerini
uzak mesâfelere yansıtır.
480 kilometrenin üzerinde “magnosfer” denilen
bölge vardır. Böyle isimlendirilmesinin seebi,
burada iyonların ve atomik parçaların hareketleri
hemen hemen tamâmıyla dünyânın mağnetik
alanı tarafından kontrol edilir. 3000-30.000
km arası, yüksek enerjili iyonize edilmiş parçacıkları
ihtivâ eden, ışın bölgesidir. “Van Ailen Işın
(Radyasyon) Kuşağı” denilen bu bölge ilk defâ
Amerikalı James A. Van Ailen ve Rus Sergei Vernov
tarafından sun’î uydulardan sağlanan bilgilerin
analiziyle tespit edildi.
Bulutlar: Hemen hemen bütün bulutlar, troposferin
alt yarısmdadır. Küçük su damlacıklarından ve buz kristallerinden meydana gelir. Yatay
ve dikey görünümlerinin çok değişik şekilleri vardır.
Kümülüs, kümülünbüs ve diğer küçük çaplı
bulutlar, yeryüzünden bakan biri tarafından rahatça
tespit edilebilir. Daha değişik şekillerdeki ve
büyük bulut tipleri atmosferin dışından uydularla
çekilen fotoğraflarla tespit edilebilir. Bulutlar, kuru
hava ve su buharı karışımının çiğ taneciklerinin
meydana gelebileceği sıcaklığa kadar soğuması
neticesi teşekkül eder. Umûmiyetle soğuma, sıcak
hava, alçak basınç alanlarına yükselip genişlediği
zaman olur. Bulutu meydana getiren su buharı,
yaş topraklardan ve su yüzeyindeki buharlaşmadan
kaynaklanır. Buharla zenginleşen hava
genellikle yeryüzünden çok yukarılardaki doyuma
ulaşacağı bir yüksekliğe kadar çıkar. Bulutun şekli,
onun meydana gelmesine sebep olan atmosfe-,
rik olayları açığa çıkarır. Yüksek ve dalgalı bulutlar
konveksiyon birimlerinde (bir gaz veya sıvının
ısınarak hafifleyip yükselmesi ve başka bir yerde
soğuyup ağırlaşarak aşağı inmesine konveksiyon
denir.) veya sür’atle havanın yükseldiği uzun bacalarda
teşekkül eder. Böyle bulutlardan farklı
olarak gelecek yağış, havanın yükselmesinin ve soğumasının
sür1 ati sebebiyle ağırdır. Geniş alanlara
yayılan düz tabakalı bulutlar, yavaş olarak çok
kademeli eğilimle yükselen hava içerisinde teşekkül
eder. Aralarında açık boşluklar bulunan sıralı
bulutlar ve atmosferik dalgalarla meydana gelen
bulutlar genellikle tepelerin veya dağların rüzgâr
almayan yerlerinde sık sık görülür. Fakat böyle
engellerden uzakta da meydana gelebilir.
Enerji dönüşümü: Dünyânın çevresi, içinde
karmaşık enerji dönüşümünün devamlı meydana
geldiği bir yerdir. Bu dönüşümler; atmosferin, havanın
ve iklimin hareketlerini belirtir. İnsanların
hayâtını devâm ettirmesi için bağlı olduğu biyolojik
gelişmeleri de belirler.
Güneş enerjisi: Güneş, hakikatte atmosferdeki
büyük hava akımlarını meydana getiren enerjinin
kaynağıdır. Atmosferin üstünde güneş ışınlarına
dik bir santimetrekarelik yüzeye düşen enerji,
yaklaşık dakikada 2 kaloriye kadar çıkar. Buna
!’güneş sâbiti” denir. Bir kenarı 50 km olan bir
kare yüzeye, bir dakikada gelen enerji, küçük bir
atom bombasının patlamasıyla açığa çıkan enerjiye
eşdeğerdedir.
Atmosferik absorbasyon ve yayma: Dünyâ
yüzeyinde santimetrekareye gelen enerji, güneş
sâbitinden oldukça azdır. Bu enerji yükseklikle, güneşin
açısı (mevsim, enlem derecesi, vakit), güneş
enerjisi ile hareket eden havanın miktârıyla ve
bulut örtüsünün miktânyla değişir. Atmosfere gelen
güneş enerjisinin ortalama % 18’i atmosferde
absorbe edilir ve yaklaşık % 35’i ise; bulutlar,
dünyânın yüzeyi ve atmosferin kendisi tarafındangeriye, uzaya yansıtılır. Güneş enerjisinin geriye
kalan %’47’si dünyâ yüzeyi tarafından absorbe
edilir.Dünyâ ve atmosferi tarafından absorbe edilen
ışık, okyanus dalgalarını ve rüzgârları meydana
getiren ayrıca dünyâdaki bütün biyolojik faâliyetleri
sağlayan enerji kaynağıdır. Güneş enerjisinin
yansıtılması ve absorbe edilmesine âit değerlerin
(ortalama yüzdelerin) büyük değişimi,
enlem derecelerindeki, mevsimlerdeki, günün vakitlerindeki,
yeryüzünün şeklindeki ve bulut şartlarındaki
farklılıklardan ileri gelir.
Deniz ve kara, güneş ışığını absorbe etmede
farklılık gösterir. Deniz yüzeyi, gelen ışının hemen
hemen bütününü absorbe eder ve bu enerji, yeterli
olarak, bölgesel akımlarla karışır. Böylece sıcaklıkta
küçük genel değişiklikler olur. Öte yandankuru kara yüzeyi, gelen ışınla derhâl ısınır. Bu
ısınma, ince bir yüzey tabakasından öteye gitmez.
Bu farklılık, ılıman deniz iklimi ile, sert kara iklimi
arasındaki aşırı zıtlığı açıklar.
Dünyânın yüzeyi sıcaklıkla artan bir oranda
yukarıya doğru ışın yayar. Infrared (kızılötesi)
denen bu ışın gözle görülemez. Fakat yayılan enerji
güneşten alınan enerjiyle karşılaştırılabilir. Açık
havada dünyâ yüzeyi tarafından yayılan ışının %
60-70’i atmosferdeki su buhan ve karbondioksit tarafından
tutulur. Kalan doğrudan uzaya kaçar. Absorbe
edici gazlar tuttukları enerjiyi hem dünyâya,
hem de uzaya geri yayar. Dolayısıyla su buharı ve
karbondioksit, battâniye vazifesini görür. Dünyâ
yüzeyinde atmosfer olmasaydı, yeryüzü mevcuttan
yaklaşık 36°C daha sıcak olurdu. Bulut tabakaları
gelen kızılötesi ışınların hemen hepsini tutar
ve bu enerjiyi geri yayar. Bu şekilde dünyâ
yüzeyini tecrit ederler. Bu hâdiseye “Sera etkisi”
denir.Terim aslında yanlış olarak kullanılmaktadır.
Çünkü bu olay öncelikle konvekteyi (bir gaz veya
sıvının ısınarak yükselmesi ve başka bir yerde soğuyup
ağırlaşarak aşağı inmesini) engelliyerek
ısısını muhâfaza* eder. Işınla ısınmanın ve soğuAtmosfer
olaylarının en şiddetlisi hortumlardır. Fırtına
alanı içerisindeki havanın dönüşüyle meydana gelen bu
hortumlar tıpkı bir baca gibi gökyüzüne doğru uzanırlar
(üstte).
Yağmur, kar, şimşek ve fırtına gibi çıplak gözle görebildiğimiz
bütün atmosfer olayları Troposfer tabakasının
ilk yarısında meydana gelir. Allahü teâlanın sonsuz
kudretiyle meydana gelen bu olaylar insanı daima
yaradana sığınmaya sevkeder (sağda).
manın net mikdârı genellikle ışının tutulduğu ve
yayıldığı oranlar arasındaki küç.ük farklılıklara
bağlı olduğundan, ışının etkilerinin sebebini îzâh
etmek veya tahmin etmek çok zordur.
Enerji dönüşümünün etkileri: Açık bir gecede
arâzi üzerindeki nemli havada veya soğuk havada
sıcak suyun üzerinde buharın meydana gelmesi
gibi hâdiselerde enerji dönüşümünün etkileri
açıkça görülebilir. Fakat nisbeten bu basit misâllerde
bile enerji dönüşümünün gelişimi öyle
boyut kazanır ki, buhar meydana gelmesine âit
tahminler belirsizleşir.
Denizin veya karaların yüzey tabakası enerjiyi
bir mevsim veya daha fazla müddet depo edebilir.
Sonunda tutulan enerji, değişik usûllerde
serbest bırakılır. Okyanus akıntıları, enerjiyi tropikal
bölgelerden daha yüksek enlem derecelerine
taşır. Dünyânın yüzeyinden alman ışının bir
kısmı kızılötesi ışını şeklindedir. Bu enerjinin bir
kısmı atmosfere geçer ve bir kısmı dünyâ yüzeyinden
buharlaşan su buharıyla birleşen latent ısısı
(donmuş bir maddenin erimesi veya bir sıvının
buharlaşması için gerekli olan ısı miktarı) olarak
dönüşür. Isının taşınması ve buharlaşma, karmaşıkbir şekilde, dünyâ yüzeyinin tabiatına ve yüzeye
yakın havadaki rüzgâr hızının ve sıcaklığının dikey
dağılımına bağlıdır. Bütün bu te’sirler hava
akımlarını etkiler ve bu akımlar da, ısı ve su buharını
dünyâ yüzeyinden yukarıya taşıyan ana mekanizmadır.
Okyanuslarda buharlaşma esnâsmda açığa çıkan
enerji, kara parçalarındaki buharlaşma enerjisinden
çok daha fazladır. Kara kesimlerinde daha
az buharlaşma vardır. Bu buharlaşma en fazla
ekvator bölgesindeki ormanlarda ve kara kesimlerindeki
ormanlık bölgelerde gerçekleşir. Kara
kesimlerinde yağış, buharlaşmadan çok daha fazladır.
Böylece atmosfer, denizdeki suyun karalara
taşınmasına sebeb olmaktadır. Ayrıca suptropikal
bölgelerde (yaklaşık 30 enlem derecesi) okyanuslardaki
buharlaşma, yağıştan fazladır. Yaklaşık
50 enlem derecesinde ve ekvatorda ise buharlaşma,
yağıştan daha azdır. Böylece, orta enlem derecelerine
ve ekvator bölgelerine su, rüzgârlar vâsıtasıyla
ulaştırılmış olur.
Atlas Okyanusundaki Gulf Streariı ve Kurashio,
Büyük Okyanustaki Japon akıntıları, ısı enerjisini
nakletmekte de önemli rol oynarlar. Bu akıntılar
kuzey yarım kürede iklim üzerinde önemli tesirler
gösterirler. Ancak taşıdıkları enerjinin toplamı, atmosfer
tarafından taşman enerjiden daha azdır.
Atmosferik hareketler: Enerji dönüşümünün
en önemli etkilerinden biri, rüzgâr sistemlerini
ve fırtınaları meydana getirmektir. Meydana gelen
bu rüzgârlar aynı zamanda enerji (ısı) dönüşümüne
yardım eder. Bu da atmosferdeki karışık hâdiseleri
îzâh etmeye yarar. Atmosferde meydana gelen
hareketler; sürtünme, yerçekimi, basınç ve
elektromanyetik kuvvetlere (iyonosfer ve magnetosferde)
tepki olarak meydana gelir. Bu kuvvetlere
merkezkaç ve Coriolis kuvvetleri de ilâve etmek
gerekir. 100 kilometreye kadar olan yükseklik
ve yeryüzü sathı yakınları hâriç, sürtünme kuvveti
ihmâl edilir. Ancak, küçük çaplı hareketler ve
hava akımlarında sürtünmenin mühim bir rolü
vardır. Elektromanyetik kuvvetlerin atmosferik
hareketler üzerindeki tesiri iyonosfer tabakasının
altındaki kısımlarda pek önemli değildir, ihmâl
edilebilir. Yer çekimi kuvveti dünyânın merkezine
doğru yâni düşey istikâmettedir. Bu sebeple
atmosfer, dünyâya doğru basınç uygular. Güneşin
ve ayın, atmosfere uyguladıkları çok küçük bir
çekim kuvvetleri de vardır. Bu kuvvet, güneşin
ve ayın yüzeyinde alınan bir kıyas noktasına göre
değişiklik gösterir.
Atmosferdeki diğer kuvvetler olan basınç ve
coriolis kuvvetleri yatay olarak hareket edebilir. Bu
durum, rüzgârların meydana gelmesinde mühim rol
oynar. Atmosfer içinde bir noktadaki basınç, o
noktadan atmosferin tepesine kadar uzanan havakolonunun ağırlığıyla orantılıdır. Paralel pasınç
kuvvetleri bu yüzden, hav# kolonlarının ağırlıklarındaki
farklılıklardan ileri gelir. Bu farklılıklar
ısıdaki paralel farklılıkları temsil ederler. Hava sıcaklıkları
değiştikçe, bu yüzden paralel basınç
kuvvetlerinde farklılıklar olur.
Coriolis kuvveti, dönen bir platformun karşı tarafına
yürümeye çalışan biri tarafından anlaşılabilir.
Yürümek istediği tarafa doğru dik açıyla itildiğini
görür. Benzer şekilde, dönen yer kürenin yüzeyi
üzerinde hareket eden hava, kuzey yarım kürede
hareket yönünün sağma, güney yarım kürede
soluna saptırır. Bu saptırma gücüne “coriolis kuvveti”
denir.
Büyük çaplı atmosfer haraketleri: Kuzey
kutbunun üstünden dünyâya bakan bir gözlemci-!
ye göre, dünyâ ve atmosferi, kutup ekseni etrâ-;
fında, saat yelkovanının ters istikâmetinde 24 sa- ,
atte bir .defâ döner. Güney kutbunun üzerinde dönüş,
saat yelkovanının istikâmetinde görünür. Atmosfer
genellikle yer küreden biraz daha fazla
dönüş hızına sâhiptir. Bu yüzden hava kutuplarda
büyük bir girdap içinde akar.
Gezegen dalgaları: Hayanın hızı ve hızların ,
dağılımı,, üç boyutlu uzayda (enlem, boylaıiı ve
yükseklik) devamlı değişir. Lâkin gezegen dalgalan
diye bilinen atmosferik dalgalar devamlı olarak
dünyânın her yerinde aynı şiddette vukû bulur.
Bu dalgalar, müthiş tropikal fırtınalara sebep olurlar.
Bu tropikal fırtınalar da tropikal bölgelerden
başka diğer bölgelerin kış iklimine tesir ederler.’
Dalgalar binlerce kilometre karelik alanı te’siri
altına alır ve ortaya çıkması birkaç gün sürer. Genellikle
kutuplarda bir enlem dâiresine dağılan 2-
3 ve 45° enlemi etrâfmda ise 8-10 gezegen dalgalan
vardır. En yoğun dalgalar 60° enlemi etrâfmdaki
dalgalardır.
Gezegen dalgalarının başka bir husûsiyeti de
havanın sıcaktan soğuğa, yâni ekvatordan kutba
akarken yükselmesi ve tersi istikâmette akarken alçalmasıdır.
Dikey hızı kuzey-güney hızının %
Tinden daha azdır. Bir yandan dikey hızı yükselen
hava (güney rüzgârlan) bölgesinde bulutlan meydana
getirirken, öte yandan alçalan hava, kuzey
rüzgârlan bölgesinde de parlak gökyüzü meydana
getirmek için yeterlidir. Gezegen dalgaları, alçak
enlemlerin fazla su buharı ve ısısını yüksek enlemlere
taşımada te’sirli bir mekanizmadır. Ekvator
bölgesinde bulunan, sıcak ve daha az yoğun
olan hava, kutuplara doğru yükselerek ilerlerken,
kutuplar bölgesindeki daha yoğun ve soğuk hava
ise, alçalarak ekvatora doğru harekete geçer. Böylece
gezegen’dalgaları meydana gelir. Bu gelişmeler
esnâsmda sistemlerin potansiyel enerjisinin
bir kısmı dalga hareketinin kinetik enerjisine
çevrilir. Bu enerji dönüşümü neticesinde 5000 kmgezegen dalga boyu meydana gelir. Bu büyüklükteki
dalgalar neticede atmosfere hâkimdir. Büyük
yükseklikteki gezegen dalga boylan, orta enlem jet
akmları diye bilinen kuşaksal atmosferik akımların
kinetik enerjisine de katkıda bulunur.
Kasırgalar: Bir merkez etrâfında kabaca dâirevî
veya hortumvârî olarak havanın aktığı atmosferik
rüzgâr sistemlerinin çok sayıda misâli
vardır. Bu sistemler çöl bölgelerinde görülen küçük
toz fırtınalarını, orta ve yüksek enlemlerin kış fırtınalarını,
kasırgalarını ve boralarını ihtivâ eder.
Tropikal dışı siklonlar: Orta veya yüksek
enlemlerde cereyân eden büyük rüzgâr sistemleridir.
Yukarıda görüldüğü gibi kuzey yarım kürede
meydana gelen kasırgalar saat yelkovanının tersi yönünde,
güney kutbunda da saat yelkovanı istikâmetinde
eser. Tropikal hârici siklonların serileri
genellikle bir tek gezegen dalgasıyla birleşir. Bu siklonların
en yoğunu dünyâ yüzeyinden stratosfere kadar
yayılan çok büyük toz fırtınalarına dönüşür.
Aşağıdakiler tam gelişmiş tropikal siklon yapılarının
özellikleridir. Rüzgâr, alçak hava basıncının
merkezî bölgesi etrâfında saat yelkovanı istikâmetinde
eser. Kasırgaların doğu tarafındaki
sıcak nemli hava yükselir. Yayılarak soğur ve sonra
su buharını yağmur veya kar yağışı şeklinde
bırakır. Batı tarafındaki soğuk hava alçalır. Sıkışma
ile ısınır. Böylece orada açık kuru hava meydana
gelir. Kasırga geliştikçe, sıcak ve soğuk hava
arasındaki sınırlar gittikçe kesinleşir. Bu safhada
soğuk ve sıcak cepheler meydana gelir. Neticede
sıcak ve soğuk havaların bu karşılaşmalarında diğer
kasırgalar meydana gelir. Gelişimin daha sonraki
safhasında sıcak hava, sıcak ve soğuk hava kesimlerinin
aşınması veya absorbesiyle yukarıya
itilir. Tropikal kasırgalar: Daha küçük veya yoğun
kasırgalardır. Tropikal kasırgalar yazın ve
sonbahar başlannda genellikle okyanuslann batı taraflarında
gelişirler. Atlas Okyanusu’nda ise nâdiren
hâsıl olurlar. Fırtınalar, kuzey ve güney yarım
kürelerde bir kuşak şeklinde rüzgârların meydana
geldiği tropik okyanuslar üzerinde, doğu rüzgârlarındaki
karışıklıklardan dolayı gelişirler.
Tropikal kasırgalar belki de atmosferik olayların
en yıkıcılandır. Dünyâ yüzeyinin yakınında
rüzgârlarının hızı saatte 160 kilometreyi aşar. Fırtınanın
yolundan yüzlerce kilometre uzaktaki alçak
adaları kaplayacak dev okyanus dalgalarını
meydana getirirler. 50 santimetreye varan yağış
miktarına her zaman rastlanabilir. 250 santimetreye
varanı da bildirilmiştir. Bu fırtınalar içerisindeki
yoğunlaşmada bulunan günlük enerji dönüşümü,
termonükleer patlama sonucu ortaya çıkan enerjiden
kat kat fazladır.Küçük çaplı atmosfer hareketleri: Atmosfer,
tropikal hârici ve tropikal kasırgalardan çok daha
küçük ölçekteki hareketlerde havayı hissedilir derecede
etkiler. Bu küçük çaplı sistemlere şimşekli
fırtınalar, imbat meltemleri, yerçekimi dalgaları
ve şiddetli fırtınalar da dâhildir. Bu sistemlerde
rüzgâr hızları genellikle daha büyük kasırgalannki
kadar, bâzan da onlardan daha büyüktür. Fakat
10 kilometrelik veya daha az sınırlı yatay yayılmalarından
dolayı bu küçük olaylar atmosferik
çevrimde doğrudan önemli bir rol oynamaz.
Bulutlar genellikle çok şiddetli yukarı yükselişlerin
(bir gaz veya sıvının ısınarak hafifleyip
yükselmesi ve başka bir yerde soğuyup ağırlaşarak
aşağıya inmesinin) konveksiyon hücreleridir. Eğer
konveksiyon hücreleri yeterine^ yukarıya yayılırsa,
muhtemelen üst kısımda buz kristalleri meydana
gelir. Bu durum, elektrik yüklerinin bulut
içerisinde ayrılması ve şimşek* Veya yıldırımın
oluşması için gerekli şartları hazırlar. İmbat meltemleri
çok küçük ölçüde dünyâ yüzeyine farklı
ısınma etkilerinin bir misâlidir. Gün boyunca karalar
ısındığında, denizin üzerindeki soğuk hava,
yükselip denize doğru hareket eden sıcak havayla
yer değiştirir. Yerçekimi dalgaları genelde sıcak
havanın altındaki soğuk hava tabakaları içerisinde
teşekkül eder. Bir gözetleme noktası üstünden
geçerlerken basınçtaki âni artışla tesbit edilirler.
Atmosferik olayların en şiddetlisi hortumlardır.
Hortumlar 100 m çapında baca şeklinde bulutlardır.
Hortumlar, muhtemelen fırtına alanı içindeki
hava kütlelerinin büyük çapta dönüşüyle birlikte,
kuvvetli dikey konveksiyon akıntılarının neticesiyle
meydana gelirler. Konveksiyon hücresine
doğru içeriye hava aktıkça daha hızlı döner.
Merkezkaç etkisi hortumun donmasını önler ve
dakikalarca varlığına izin verir.
Çalkantılı hava hareketleri: Bunlann iki görevi
vardır.Dünyâ yüzeyi yakınında serbest havaya
(atmosfere) ısı, enerji ve madde transferinin
esas mekanizmasıdır. Aynı zamanda atmosferik
hareketlerin kinetik enerjisinin dağılma şeklidir.
Yâni enerji daha büyükten daha küçük hareketlere
ve sonunda ısı (termal) enerjisini meydana getiren
molekül hareketlerine geçer. Çalkantılı hava,
genellikle dalgalı yüzeyler üzerinde akan havada
veya rüzgâr hızının âni değiştiği yerlerde meydana
gelir. Sıcaklık değişimleri büyük şehirler üzerinde
olduğu zaman yer yüzeyi yakınında dumanı
ve buharı yakalar. Çalkantılı hava, bulutların husûsiyetlerine
nüfûz etmede kısmen önemlidir. Yoğunlaşma
ve buz teşekkülü çalkantıyla gerçekleşir
ve büyük hava hacimleri içine dağıtılır.
Diğer atmosferik olaylar: Atmosfer bâzan
güzel ve görünmeye değer, bâzan da gizli ve fark
edilemeyen görüntüler ve seslerle doludur. Normalolarak atmosfer; yıldızlardan, aydan ve güneşten
dünyâmıza ulaşan ışıkları kırar. Işık ışınlarının
buz kristalleri tarafından kırılması neticesinde,
ışık kaynağı etrâfında, ışık halkaları meydana gelir.
Su damlalarıyla kırılma neticesinde alışılagelmiş
gökkuşağı meydana gelir. Şimşek veya yıldırımlar,
ultraviyole (morötesi) den çok uzun radyo
dalgalarına kadar değişen elektromanyetik dalgalar
teşekkül ettirir. Dünyânın manyetik alanıyla ilgili
olaylar henüz açıklığa kavuşmamıştır. Manyetik
alan kaynağı yerkürenin içerisinde olup,
uzaya doğru binlerce km uzanır. Proton ve elektron
akımı olan güneş rüzgârı, güneşe yakın kenardaki
jeomanyetik sâhayı baskı altına alır. Ultraviyole
güneş ışınlarının tutulmasıyla açığa çıkan atmosferdeki
daha az enerji yüklü iyonlar, dünyânın
manyetik alanı tarafından etki altına alınırlar. Yerkürenin
üzerinde 100-300 km arasındaki bölgede,
o bölgeyi elektrikî olarak iletken hâle getirebilecek
yeterli iyon vardır. Bu tabakadaki nötr moleküller
çok daha fazladır. Lâkin onlar atmosferin
gel-git hareketlerine iştirâk ederler.
İyoîılar, atmosferik gel-git boyunca taşınırlar.
Fakat manyetik kuvvet hattını geçtiklerinde,
gel-git hareketine dik açılarla hareket etmeye zorlanırlar.
Bu şekilde yaklaşık 60.000 amperlik iyonosfer
akımı üst atmosferde akıtılır. Ultraviyole güneş
ışınlarının dünyâ atmosferi üzerindeki başka etkisi,
80-110 km arasındaki yüksekliklerde, oksijen
ve azot ihtivâ eden fotokimyâsal reaksiyonların neticesinde
havanın (zayıfça) parlamasıdır
Atmosferik değişiklik: Tarlaların sulanması,
orman ve yeşil bölgelerin temizlenmesi, petrolün
yakılması ve bunun gibi çok geniş faâliyetler
daha şimdiden atmosferi önemli bir şekilde
değiştirmiştir. Meselâ atmosferin karbondioksit
muhteviyâtı bu yüzyılda % 25 arttı ve artmaya
devâm edebilir. Havayı kirleten maddeler, daha
ziyâde büyük şehirler üzerinde atmosfere karışmaktadır.