Atmosfer

atmosfer, h a v a y u v a r i olarak da bilinir,
Yer’i çevreleyen gaz (hava) örtüsü. Temel
olarak azot, oksijen, argon, karbon dioksit
ve daha az oranlardaki çeşitli gazlardan
oluşur. Deniz düzeyinde cm2’ye ortalama
1,033 kg’lik bir basınç uygular; bu da 760
mm yüksekliğindeki cıva sütununun uyguladığı
basınca eşittir.
Kabaca 1.000 km olarak kabul edilen bu
hava örtüsünün derinliğini kesin olarak
belirlemek olanaksızdır. Çünkü, yükseklik
arttıkça atmosfer giderek incelir ve sınırlan
belirsizleşir; öyle ki çok yükseklerde eser
halindeki bazı atmosfer gazlanndan başka
bir şeye rastlanmaz. Atmosferin ağırlık
olarak yansı Yer’den 5,5 km yüksekliğe
kadar olan bölümünde, yüzde 99’undan
fazlası ise 40 km’lik bölümünde yer alır. 100
km yükseklikte atmosfer, Yer yüzeyinde
hava boşluğu olarak nitelenebilecek ölçüde
seyrelir. Burada basınç, deniz düzeyindeki
basıncın ancak milyonda biridir.
Atmosferde iki tür gaz bulunur. Bunlar,
başta azot (yüzde 78), oksijen (yüzde 21),
argon (yüzde 0,9) olmak üzere karbon
dioksit, neon, helyum, kripton, ksenon,
hidrojen ve daha az oranlardaki öteki
gazlardan oluşan ve miktarlan her yerde
aynı olan gazlar ile karbon monoksit, kükürt
dioksit, ozon ve su buhanm da içeren
ve yoğunluklan bulundukları bölgeye ve
zamana bağlı olarak değişen gazlardır. Büyük
bölümü 30-80 km arasında bulunan
ozon, Güneş’ten gelen zararh morötesi
ışınlan soğurduğundan, Yer üzerindeki yaşam
ve atmosfer süreçleri açısından büyük
önem taşır. Su buhan ise atmosferin ilk
10-15 km’lik bölümünde yoğunlaşmıştır.
Eğer tümü yoğunlaşır ve yağmur halinde
çökelirse Yer yüzeyinde yaklaşık 25 mm’lik
bir su katmanı oluşturur. Yer’den buharlaşarak
yükselen su ile yoğunlaşarak yeniden
Yer’e düşen yağış miktarları, çeşitli bölgelere
göre eşitsiz bir dağılım gösterse de,
Yer’in bütünü açısından dengededir.
Atmosferin alt kesimlerindeki ısıl katmanlaşma,
ilk kez 19. yüzyılın sonlannda Fransız
meteorolog Teisserenc de Bort tarafından
saptandı. Paris’te, çeşitli kayıt aygıtlarıyla
donatılmış balonlarla 15 km yükseklikte
gözlemler yapan de Bort, sıcaklığın
yaklaşık 11 km’ye kadar giderek düştüğünü,
sonra yeniden yükselmeye başladığını belirledi.
Troposfer(*) adı verilen, sıcaklığın
giderek azaldığı bu bölge, kutup bölgelerinde
yüzeyden 8 km, Ekvator üzerinde ise
yüzeyden 17 km yüksekliğe kadar uzanır.
Tropopoz olarak bilinen sımrdan başlayarak
sıcaklık yeniden yükselir ve 50 km
kalınlığındaki ikinci atmosfer katmanı olan
stratosfer^) boyunca bu artışını sürdürür.
Troposfer ve stratosferdeki hava dolaşımı
sistemleri oldukça değişiktir ve iki bölge
arasındaki hava değişimi çok yavaş gerçekleşir.
Yer’i etkileyen hava süreçlerinin çoğu
troposferde gerçekleşirse de, stratosferin alt
katmanlarının da bu süreçlerde bir oranda
etkili olduğu sanılmaktadır.
Ozonun morötesi ışınlan soğurduğu stratosferin
üst bölümünde, sıcaklıklar kabaca
Yer yüzeyindekilerle aymdır. Stratopozda
en yüksek noktasına ulaşan sıcaklık daha
yükseklere çıkıldıkça düşmeye başlar. Mezosfer^)
kuşağı boyunca azalan sıcaklık,
yaklaşık 85 lan yükseklikte en düşük değeri
olan — 100°C’ye iner. Mezosfer ile mezopoz
üzerinde yer alan termosferde(*) sıcaklık
yeniden yükselerek l,750°C’ye kadar
çıkar. Burada atmosfer, morötesi ışımanın
etkisiyle oksijen moleküllerinin aynşması
sonucu serbest kalan bol miktarda oksijen
atomu ile helyum ve hidrojen gazlanm
içerir. Atmosferin yaklaşık 400 km yükseklikteki
dış kenarlannda, seyrek bir dağılım
gösteren yüksüz ve yüklü atomlar bulunur.
Atmosferin öbür bölgeleri, sıcaklık değişikliklerinden
başka parametrelerin kullanılmasıyla
belirlenebilir. İyonosferin(*) en
belirgin özelliği çok miktarda iyon içeren
bir bölge olmasıdır; yaklaşık 55 km yükseltide
başlar ve Yer yançapının birkaç katı
kadar yüksekliğe uzanır. Yüzeyden mezosfer
ortalanna kadar uzanan bölge homosfer
olarak adlandmhr; çünkü, çalkantılı konveksiyon
sürecinin etkisi nedeniyle, bileşimindeki
gazlann dağıhmı dengeli ve bölgenin
her yerinde aynıdır. Homosferin üzerinde
yer alan heterosferde, yoğunluğun büyük
ölçüde azalması nedeniyle, molekül
yayımmı süreçleri çalkantıh konveksiyondan
daha etkili olur. Bunun sonucunda,
bileşimdeki gazlann oranlannda değişmeler
görülür, özellikle de atom halindeki oksijenin
miktan yüksekliğe bağlı olarak artar ve
sonunda 250 km yüksekliğin ötesinde atmosferin
temel bileşeni durumuna gelir.
Atom halindeki oksijenin oluşturduğu kalın
örtünün ötesinde helyum ve hidrojen kuşaklan
bulunur. Yüksüz (nötr) gazlar için
400-800 km, iyonlaşmış gazlar için 2.000-
3.000 km yükseklikler arasmda egzosfere(*)
geçişe işaret eden kritik bir bölge vardır.
Egzosferde atmosferin yoğunluğu o denli
düşüktür ki, molekül çarpışmalan giderek
yok olur ve buna bağh olarak da sıcaklık
kavramı bilinen anlamını yitirir. Bu bölgede
hidrojen ve helyum gibi hafif atomlar,
Yer’in kütleçekiminden tümüyle kurtulmalanna
yetecek hızlara ulaşabilirler.