Yerkürenin temel sıcaklık kaynağı güneş olmakla birlikte yerin şekli ve özellikleri, dünyanın hareketleri, atmosfer koşulları nedeniyle farklı ısınma süreçleri görülmektedir.
Enlemin etkisi ile birlikte, dünyanın günlük ve yıllık hareketi, eksen eğikliği gibi gezegensel özellikler yerkürenin ısınmasında ve farklı ısınma süreçlerinin ortaya çıkmasında temel faktörlerdir.
Bu nedenle güneş, dünyanın yegane sıcaklık kaynağı olması yanında yeryüzünün farklı şekillerde ısınması, gerek gezegensel ve gerekse yeryüzünün fiziki coğrafya faktörlerine göre değişmektedir.
Yerküre, kutuplardan basık ve ekvator’dan şişkince olan bir şekle sahiptir. Bu şekle geoid denilmektedir. Yerin şekli nedeniyle dünyanın her yerinin aynı miktarda ışın ve enerji alması mümkün değildir.
Uzayda birbirine paralel demetler halinde gelen Güneş ışınları yuvarlak olan yerkürenin ekvator bölümüne dik, kutup bölümüne yatık açılarla düşer. Ekvator çevresine Güneş ışınları dik ve dike yakın ışınlar gelirken, kutuplar çevresine doğru dünyanın şekli nedeniyle daha yatık ışınlar gelmektedir .
Ekvator çevresine düşen ışın miktarı ve kutuplar çevresine düşen ışın miktarının hem geliş açısındaki farklılığı hem de etkili oldukları yüzey miktarının birbirinden farklı olması nedeniyle ısınma farkı oluşur.
Bu eğim farkı yüzünden, enerji yönünden aynı güçte olan iki ışın demetinden kutuplar çevresine düşeni, ekvator çevresine gelenlerden çok daha geniş bir yüzeyi aydınlatıp ısıtmak zorunda kalır. Örneğin; 60° enlemleri çevresinde güneş enerjisi Ekvatordaki değerinin yarısı kadardır .
Güneş ışınlarının düşme açısı küçüldükçe ısınma da o ölçüde azalmaktadır. Ekvatordan kutuplara doğru sıcaklığın azalmasına enlem etmeni denir. Yerkürenin ısınmasında en temel etken enlem etmenidir fakat bu durum bazen başka etmenler tarafından da sekteye uğratılmaktadır.
Kutuplardaki enerji azlığı ve ekvatordaki enerji fazlalığı atmosferik hareketlerin temel kaynağını oluşturur. Ekvator ve çevresi aldığı fazla enerjiyi, atmosfer ve okyanuslar aracılığı ile kutuplara doğru taşımaktadır .
Günlük Hareketi
Yerküre, batıdan doğuya doğru kendi ekseni etrafında döner. Bu dönüşünü 1 günde tamamlar. Yerküre günlük dönüş hareketini ekliptik düzleme oranla 66°33' eğimli duran bir eksen üzerinde yapar. Bu dönüş hareketiyle yerkürenin bir yarısı aydınlık, bir yarısı karanlıktır. Aydınlık olan yüzey gündüzü, karanlık olan yüzey ise geceyi yaşar. Güneşten alınan ışın arasında aydınlık olan taraf ve karanlık olan taraf arasında günlük bir sıcaklık farkı oluşur.
Yerin günlük dönüş hareketiyle birlikte güneşin ufuk düzlemi üzerindeki günlük değişen hareketi oluşturur. Bu harekette güneş doğduğu anda ufuk düzlemi üzerindedir. Ufuk düzleminin en doğusu günün ilk saatlerini verir. Zaman ilerledikçe güneşin ufuk düzlemi üzerindeki yeri de değişir. Öğle saatlerinde güneş, bu düzlemin en tepe noktasındadır. Öğle vakti geçtikçe güneşin de ufuk düzlemi üzerindeki yeri değişir. Güneş, sabah ufuk düzleminin doğusundayken, öğleden sonra ufuk düzleminin batısına ulaşır. Bu alan, sabah olana kadar karanlık tarafı oluştururken, bir sonraki gün aynı şekilde güneşin doğuşuyla birlikte günlük hareketi devam eder. Karanlık olan yüzey, güneşten gelen ışınları alamaz ve bu yüzey üzerinde ışıma nedeniyle soğuma gerçekleşir.
Güneşin günlük hareketi, gece ve gündüz kavramlarını oluşturur. Gece ve gündüz nedeniyle Yerkürede sıcaklık farkları oluşur. Bir yerin sıcaklığı güneş ışınlarını almaya başladığı andan itibaren artış gösterirken, güneşin geliş açısının düşmeye başlayarak güneşin batmasıyla birlikte giderek gelen enerji de azalır ve kaybolur. Güneşin battığı andan itibaren ışıma ile soğuma başlar ve bu soğuma tekrar güneş ışınlarının gelmeye başlamasıyla kademeli olarak azalır.
Örneğin, Ankara’nın Kızılcahamam istasyonunun günlük sıcaklık değişimi incelendiğinde sıcaklıkların öğle saatlerinde arttığı görülür . Sıcaklıklar güneş ışınlarının geliş açısının azalmasına bağlı olarak giderek azalır. 29.08.2016 tarihine ait günlük sıcaklık değişimi incelendiğinde sıcaklığın en düşük olduğu saatin bu tarihlerde etkili olan kuzeyli serin hava akışı ve yağışlı hava koşullarına bağlı olarak 03:00, en sıcak saatin ise 12:00 olduğu görülür. Yapılan tahmine göre de 30 ve 31 Ağustos tarihlerinde etkili olan hava koşulları nedeniyle sıcaklıkların giderek azalacağı gözlenir.
Eksen Eğikliği ve Yıllık Hareketi
Yerkürenin eksen eğikliği, günlük hareketinin etkisinin artmasına neden olmaktadır. Ayrıca yerkürenin günlük dönüşüne yıllık hareketi de eklendiğinde sıcaklığın gelişimi açısında oldukça büyük farklılıklar oluşmaktadır.
Yerkürenin güneş çevresindeki hareketi ile mevsimler oluşur. Yerküre bu hareketini eliptik bir düzlem üzerinde gerçekleştirir. Bu düzlem üzerindeki hareketi, sahip olduğu 23°27' eksen eğikliği ile farklılıklar artar. Yerküre güneş etrafındaki hareketini 365 gün 6 saatte tamamlar. Yerkürenin yörüngesi 939 milyon km’dir ve bu yörüngeyi 107.000 km/saat hızla kat ederek yıllık dönüşünü tamamlar. Yerküre’nin güneşe olan mesafesi eşit değildir. Bu nedenle bu dönüş esnasında bazen güneşe yakınlaşırken bazen uzaklaşmaktadır.
Yerkürenin güneşe en yakın olduğu tarih 3 Ocak’tır. Bu tarihten kuzey yarım küre kış mevsimini yaşar. Yerkürenin güneşe en yakın olduğu bu zamana Perihel (Günberi) denir. En uzak olduğu tarih ise kuzey yarım kürenin yaz mevsimine denk gelen 4 Temmuz’dur. Yerkürenin güneşe en uzak olduğu bu tarihe ise Afel (Günöte) denir.
Yerkürenin güneş etrafındaki dönüşüyle, mevsimler oluşur ve yıl içinde bu harekete bağlı olarak değişir. Böylece mevsimler arasında güneş ışınlarının geliş açısının değişmesine bağlı olarak mevsimlik sıcaklık farkları oluşur.
Yerkürenin eksen eğikliği nedeniyle dönüşündeki 66°33' eğimle duran eksen çevresindeki yıllık hareketini yaparken yılda iki kez ekvatora dik ve yılda birer kez 23°27' enlemlerine dik açıyla güneş ışınlarını alır. Ekvatora 21 Mart ve 23 Eylül tarihlerinde güneş ışınları dik açıyla gelir. Buna ekinoks (gece-gündüz eşitliği) denir. Bu tarihlerde yerkürede gece ve gündüz eşittir. 21 Haziran’da güneş ışınları kuzey yarımkürede 23°27' enlemine güneş ışınları dik açıyla gelir. Bu enleme Yengeç Dönencesi denir. Bu dönemde kuzey yarımküre yaz mevsimini yaşamaktadır (Tablo 1).
Tablo 1. Solstis dönemlerinde Kuzey ve Güney yarımküre.
| Kuzey yarımküre | Güney yarımküre |
| | |
| • Güneş ışınları, yengeç dönencesine 21 | • Güneş ışınları, Oğlak dönencesine 21 |
| Haziran’da dik açı ile gelir. | Aralık’da dik açı ile gelir. |
| • 21 Haziran matematik iklim olarak kuzey | • 21 Aralık matematik iklim olarak güney |
| yarımkürede yaz mevsiminin başlangıcıdır. | yarımkürede yaz mevsiminin başlangıcıdır. |
| • 21 Haziran, kuzey yarımkürenin en uzun | • 21 Aralık, güney yarımkürenin en uzun |
| gündüzü ve en kısa gecesinin yaşandığı | gündüzü ve en kısa gecesinin yaşandığı |
| tarihtir. | tarihtir. |
| • 21 Haziran’da yengeç dönencesinden | • 21 Aralık’ta oğlak dönencesinden güney |
| kuzey enlemlere doğru gidildikçe gündüz | enlemlere doğru gidildikçe gündüz süresi |
| süresi uzar. | uzar. |
| • 21 Haziran’da yengeç dönencesi, güneşin | • 21 Aralık’ta oğlak dönencesi, güneşin en |
| en dik açıyla geldiği saatte gölge boyu | dik açıyla geldiği saatte gölge boyu sıfırdır. |
| sıfırdır. Bu enlemin kuzeyinde de bu saatte en | Bu enlemin güneyinde de bu saatte en kısa |
| kısa gölge boyu ölçülür. | gölge boyu ölçülür. |
| | |
Eksen eğikliğinin yol açtığı güneş ışınlarının dik açıyla gelmesi ile kuzey yarımkürede aydınlanan alan daha geniştir. Bu nedenle de 21 Haziran kuzey yarımkürenin en uzun gündüzünün yaşandığı tarihtir. 21 Aralık tarihinde benzer durum güney yarımkürede yaşanır. 21 Aralık tarihinde güneş ışınlarının dik açıyla geldiği 23°27' enlemine Oğlak Dönencesi denir. Bu dönemde güney yarımküre en fazla aydınlanma alanına sahiptir. En uzun gündüz, güney yarımküre için 21 Aralık tarihidir. 21 Haziran ve 21 Aralık tarihlerine solstis (gündönümü) denir.
Güneş ışınlarının geliş açısı ekvatordan kutuplara doğru azalmaktadır. Güneş ışınlarının geliş açıları yerkürenin günlük, yıllık hareketleri ve eksen eğikliği ile alana ve zamana bağlı değişiklik gösterir. Yerkürenin bu özellikleri dikkate alınarak bir yerin sıcaklığı bulunulan tarihe göre hesaplanabilir. Böylece her enlem için normal bir sıcaklık ölçüsü belirlenebilir. Bu hesaplamalar ile enlemlerin normal sıcaklıkları belirlenir.
Hesaplamalara dayanarak yeryüzü belirli kuşaklar halinde ayrılmaktadır. Bu iklim kuşaklarına güneş iklim kuşakları denir. Güneş iklimi kuşakları matematik bir kesinlikle ayrıldığı için bunlara matematik iklim kuşakları denir .
Matematik iklim kuşakları şöyledir:
Tropikal kuşak; ekvatordan başlayarak her iki yarımkürede 23°27' enlemlerine kadar uzanan en geniş iklim kuşağıdır. Bu kuşak güneş ışıklarını yılda iki kez ekvatora, iki kez de dönencelere dik açıyla alır. Bu kuşağın yıl içindeki sıcaklık farkları diğer iklim kuşaklarına göre oldukça azdır.
Orta kuşak; Yengeç ve Oğlak dönencelerinden başlayarak 66°33' enlemlerine kadar uzanır. Orta kuşak güneş ışınlarını hiçbir zaman dik açıyla almaz. Bu kuşak kutup kuşakları ve tropikal kuşak arasında bir geçiş kuşağı gibidir.
Kutup kuşağı; 66°33' enlemlerinden kutup noktalarına kadar uzanan alanı kapsayan iklim kuşağıdır. Bu kuşaklar bu kuşakta geceler ya da gündüzler 24 saatten fazladır. Solstis dönemlerinde ise kuzey ya da güney kutup noktalarında 6 ay gündüz 6 ay gece yaşanır. Yerkürenin özellikleri iklimlerin genel olarak dağılışını ifade eder. Fakat gerçekte bu durum birçok faktörün etkisiyle birlikte değişikliğe uğrar .
Atmosferin Etkisi
Atmosfer, yerkürenin açıklanan özellikleriyle bir takım farklılıkların oluşmasına neden olmaktadır. Buna ek olarak atmosferin özelliklerinin de güneşten gelen ışınlara büyük etkisi bulunmaktadır. Atmosfer hem güneşten gelen ışınlar üzerinde ve hem de yeryüzünden yansıyan ışınlar üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.
Öncelikle, atmosfer güneşten gelen ışınları dalga boylarını etkilemeden yansıtır, dağıtır ve absorbe eder (emilim). Güneş ışınları atmosferdeki gazlar tarafından farklı dalga boylarındaki ışınları absorbe eder. Oksijen ve Ozon daha çık kısa dalga boyundaki ışınımı absorbe ederken, karbondioksit ve subuharı, oksijen ve ozon’un absorbe ettiği kısa dalga boyundaki ışınımdan daha uzun dalga boyundaki ışınımı absorbe eder.
Atmosferdeki gazlar farklı dalga boylarındaki ışınımı absorbe eder ve yayarlar. Kısa dalga boylu enerjinin çoğu atmosferi geçer ve yeryüzü bu şekilde ısınır. Yeryüzünden enerji uzun dalga boylu olarak atmosfere yansır. Yansıyan bu ışınlara albedo denir.
Yer sahip olduğu ortalama %47 oranındaki enerjinin %24’ünü ışıma yoluyla geri gönderir. Atmosfer uzun dalga boyundaki bu ışınların %24 oranındaki ışınların %16’sını absorbe eder . Böylece, sıcaklığın alt katmanlarda kalması sağlanır. Özellikle subuharının fazla olduğu yerlerde bu etki çok belirgindir. Bu alanlarda sıcaklık kaybı azdır. Subuharının az bulunduğu yerlerde yer ışıması çok fazladır. Bu alanlara radyasyon penceresi denir. Örneğin, yüksek dağlarda su buharının azlığı nedeniyle yer ışıması çok yüksek, dolayısıyla sıcaklık kaybı fazladır.
Güneşten yeryüzüne gelen ışınımın, atmosferin yere dokunmasıyla (kondüksiyon) yüzeyden atmosfere taşınır. Atmosferin alt katlarından üst katlarına doğru enerji akışı olur. Havanın iletkenliği zayıf olduğu için bu enerji akışı da oldukça yavaştır. Atmosferin ısınmasında önemli bir etkisi olan bir başka faktör dikey yönlü hava hareketleridir.
Hava hareketleri etkisiyle alçalan hava bölümleri, artan hava basıncı nedeniyle sıkışarak ısınır. Buna karşılık yükseldikçe basınç azalır, hava genişler ve soğur. Hava bu sıkışıp genişlemeler ile ilgili olarak ısınıp soğurken dışarıdan hiç ısı akıp vermez. Gerekli ısıyı bünyesinde tuttuğu gizli ısıdan harcar. Böylece dışarıdan ısı alıp vermeden dikey hareketler etkisiyle havanın kendi kendine ısınıp soğumasına Adyabatik ısınıp-soğuma denilir . Gizli ısı ile subuharı atmosferde yoğunlaşınca içindeki gizli ısı açığa çıkar ve hava ısınır. Subuharı, atmosferden gelen ışınları absorbe etmesiyle, buharlaşma ile yeryüzünden atmosfere enerji taşınması ve yoğunlaşmasıyla atmosfere enerji vermesiyle atmosferin ısınması konusunda bir etki sağlar.
Atmosferin etkisi hakkında genel olarak şunlar söylenebilir:
• Atmosfer doğru ışın alan yerlerin aşırı derecede sıcak, ışın almayan yerlerin ise aşırı derecede soğuk kalmasını önleyen düzenleyici bir rol oynar.
• Bu etkisini güneşten gelen ışınları ve yerden geri verilen ışınları dağıtıp absorbe
etmek.
• Isınan yerlerdeki sıcaklığı alıp soğuk yerlere taşımak yoluyla gösterir.
• Daha çok alttan ısınıp, üstten soğuyarak ve içindeki tozlar, karbondioksit ve özellikle subuharı yardımıyla yeryüzüne yakın hava katlarının sıcak olmasını sağlar. Böylece atmosferin etkileri matematik iklim kuşaklarında önemli değişiklikler yapan bir etmenler dizisi olarak belirlenmiş bulunmaktadır .
Güneşlenme Süresi
Güneşlenme süresi arttıkça yerin sıcaklığı da artar. Kuzey ve güney yarımküreler yaz mevsimlerinde güneş ışınlarının daha dik açıyla gelmesi nedeniyle yüksek sıcaklık içerirler. Özellikle, 21 Haziran tarihinde kuzey yarımkürede yengeç dönencesine güneş ışınlarının dik açıyla gelir ve yerkürenin eksen eğikliği nedeniyle güneş ışınları daha fazla alanı aydınlatır. Aydınlanmanın artmasıyla birlikte sıcaklıklarda artmaktadır. Bu nedenle kuzey yarımkürenin en sıcak mevsimi yazdır. Benzer şekilde, 21 Aralık tarihinde Oğlak dönencesi güneş ışınlarını dik açıyla alır. Eksen eğikliği ile güney yarımkürede diğer zamanlardan daha fazla alan aydınlanmaktadır. Bu nedenle de en sıcak zamanını yaşamaktadır.
Gün içerisinde de güneş ışınlarının daha dik geldiği zamanlar sıcak, güneşin batışından tekrar doğana kadar geçen süre de soğuk zamanıdır. Günlük en soğuk an çoğunlukla sabahın ilk saatleri, en sıcak anı ise öğleden sonraki zamanlardır. En soğuk zaman, radyasyon ile yeryüzünün sıcaklık kaybetmesi ve güneş ışını alamaması nedeniyle sabahın ilk saatlerindedir. En sıcak anının öğleden sonra olmasının sebebi ise güneşlenmenin devam ederek önce yerkürenin kaybettiği sıcaklığı karşılaması, daha sonra yerküreyi ısıtması ve sonrasında ısı birikmesi nedeniyle sıcaklığın en yüksek seviyeye gelmesidir.
alıntıdır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder