İklimi kontrol eden en temel parametrelerden biri sıcaklıktır. Bir yerin sıcaklık özelliği güneş ışınlarının geliş açısına bağlıdır. Yerküre üzerine gelen güneş ışınları atmosferin ısınmasını sağlayan önemli bir enerjidir. Atmosferin ısınmasını sağlayan faktör, doğrudan doğruya güneşten gelen ışınlardan çok yeryüzünden atmosfere geçen ısı enerjisidir.
Atmosfer, yeryüzünden ısındığı için troposferin alt kısımları üst katmanlarından daha sıcaktır.
Isı ve Sıcaklık Kavramları
Isı ve sıcaklık birbiri ile bağlantılı terimlerdir. Bu terimler çoğunlukla birbiri ile karıştırılırlar. Isı ve sıcaklık ölçülebilir büyüklüklerdir. Aralarında nicelik bakımından farklılıklar bulunmaktadır.
Temel olarak ısı, bir enerji çeşididir. Birimi Kalori veya Joule ile ifade edilir ve ısının miktarı madde miktarına bağlıdır. Maddelerin sahip oldukları moleküller sürekli hareket ve titreşim halinde bulunurlar. Katı, sıvı ve gaz halindeki moleküllerin hareketleri ve titreşimleri farklıdır. Bir maddedeki moleküllerin kinetik enerjileri farklı farklıdır. Bu nedenle de dışarıdan maddeye gelen enerjinin artması oranında maddenin sahip olduğu moleküllerin hareketi artarken, enerjinin azalması oranında da maddenin molekül hareketi azalır. Maddenin sahip olduğu enerjinin toplam miktarına ısı denir.
Sıcaklık, günlük yaşantımızda en çok kullanılan terimlerden biridir hava sıcaklığı, su sıcaklığı vb. yaşam kalitemizi de en çok etkileyen parametrelerden biridir. Bulunduğumuz alanın ya da dış çevrenin sıcaklığı yaşam kalitemizin değerlendirilmesi açısından oldukça büyük önem taşır. Bu nedenle, özellikle yaz ve kış mevsimindeki sıcaklıkları üzerimize giyeceğimiz kıyafetleri seçmemizde ya da yapacağımız aktivitelerde en belirleyici unsur olarak karşımıza çıkar.
Sıcaklık, bir cismin kütlesi içinde moleküllerin sahip oldukları kinetik enerjinin elektromanyetik dalgalar halinde çevreye yaptıkları etkiye denir. Isı ve sıcaklık kavramları birbiri ile doğru orantılıdır. Bir cismin ısısını arttırdığımızda o cismin sıcaklığı da artmaktadır. Isı genel olarak, cismin sahip olduğu potansiyel güç, sıcaklık ise bu gücün çevre verdiği etkidir.
Sıcaklık, ölçümünde termometre kullanılır. Sıcaklığın ölçü birimleri ülkelere göre değişik gösterir. Avrupa ülkelerin ve Türkiye'de en yaygın olarak kullanılan ölçü birimi derecedir ve °C (Santigrat) ile ifade edilir. Amerika'da °F (Fahrenhayt), bilimsel hesaplamalarda °K (Kelvin) en yaygın kullanılan birimlerdir.
Özgül Isı (Öz ısı)
Bir maddenin bir gramının sıcaklığını 1°C arttırmak için gerekli olan ısı miktarına özgül ya da öz ısı denir. Özgül ısının birimi J/g=°C'dir. Maddelerin özgül ısılarının farklı olmasına bağlı olarak bir maddenin 1 gramının sıcaklığını arttırmak için gerekli olan ısının miktarı da farklıdır. Örneğin; bir kum ile su yüzeylerini ısıtmak için gerekli olan enerji miktarları birbirinden farklıdır. Özgül ısısı düşük olan maddeyi de ısıtmak daha kolaydır. Özgül ısı, kara denizlerin birbirlerinden farklı sıcaklık göstermelerini açıklamaya yardımcı olan bir kavramdır.
Yaygın bazı yüzeylerin Özgül ısı kapasiteleri (Myers, 2006'a göredeğiştirilerek düzenlenmiştir)
Özgül
Özgül
Yüzey
Isı
Isı (J/g=°C)
(cal/g=°C)
Çelik
0.5
0.12
Ahşap
1.76
0.42
Buz
2.1
0.5
Sıvı
4.18
1
su
Buhar
2
0.48
Hava
1.01
0.24
Buz
2.5
0.5
Kum
0.63
0.15
Sıcaklık ve Isı Taşınımı
Atmosferden, yeryüzüne gelen ısı enerjisi önce yeri ısıtır. Bu ısınma yüzeyin özelliklerine göre farklı farklıdır. Yüzeyin özelliğine göre farklı olan ısınma miktarlarının cisimler arasındaki ısı iletimi farklı şekillerde gerçekleşmektedir.
Isı iletimi, kondüksiyon, konveksiyon ve radyasyon ile olmaktadır. Bunların özellikleri kısaca şöyle açıklanabilir;
Kondüksiyon
Isı, sıcaktan soğuğa doğru taşınır. Yani sıcak olan iki cisim arasında sıcak olandan soğuk olana doğru bir ısı akışı vardır. Bu ısı akışı iki cisim arasındaki sıcaklık eşitlenene kadar sürer. Klasik olarak bu terimi açıklamak için cezve, sıcak kaşık ya da maşa örneği verilir. Sıcak cezvenin sapını tuttuğumuz zaman cezve elimizden sıcak olduğu için ısı akışı elimize doğru olur ve elimizin yandığını hissederiz. Temas halindeki tüm cisimler arasında ısı taşınımı kondüksiyon ile gerçekleşir. Cisim sahip oldukları iletkenlik farkı nedeniyle ısının iletilmesinde farklılıklar yaşanır. Gazların ve sıvıların ısı iletkenlikleri düşüktür. Örneğin, havanın iletkenliği 0.00006 iken gümüşün 1.01'dir.
Cisimlerin iletkenliği (Erinç, 1996'ya göre)
Cisim
İletkenlik
(cal/cm2/sn
Gümüş
1.01
Bakır
0.90
Demir
0.15
Kuru kum
0.0013
Nemli toprak
0.01
Hareketsiz su
0.0015
Hava
0.00006
Havanın ısınmasında kondüksiyonun büyük etkisi vardır. Güneşten gelen ışınım ile yerküre ısınır ve yerküre ile temasta bulunan havaya kondüksiyon ile ısı taşınımı olur. Hava iletkenliğinin düşük olması nedeniyle yerküreden havaya taşınan ısı, üst katlara büyük miktarlarda taşınamaz. Gün içinde ısınan yerküre üzerinden ısının taşınımı kondüksiyon ile taşınımı az olduğu için atmosferde yükseldikçe hızla sıcaklık düşmektedir. Böylece yerkürenin kondüksiyon ile ısı kaybı ihmal edilecek kadar azdır.
Konveksiyon
Konveksiyon, sıcaklığın kütle hareketiyle taşınmasıdır. Örneğin; sıcaklıkları farklı olan iki sıvının yoğunluklarının da farklı olması sebebiyle soğuk olanın sıcak olanın altına dalma göstermesi, sıvıların yer değiştirmesine ve konveksiyona neden olur. Bunu bir örnek ile açıklarsak, sıcak su akıntısı olarak bilinen Gulf-stream akıntısı, Amerika kıtasının batısından kuzeybatı Avrupa'ya doğru hareket eder. Kuzey Avrupa çevresindeki okyanus suyu soğuktur ve Gulf-stream sıcak su akıntısı soğuk suyun üzerinden akışını gerçekleştirerek etkili olduğu alanın sıcaklığında artışa neden olur. Benzer bir örneği hava akışları için de verebiliriz. Özellikle kış mevsiminde Türkiye'nin güneybatısından kuzeye doğru etkili olan lodos rüzgarıyla güneyden kuzeye doğru konveksiyon ile sıcak hava taşınır. Taşınan bu sıcak hava, etkili olduğu alanlarda sıcaklıkların mevsim normallerinin üzerine çıkmasına neden olur.
Radyasyon (Işınım)
Isı enerjisinin elektromanyetik dalgalar ile taşınımıdır. Isısı mutlak sıfırdan büyük olan her cismin sahip olduğu ısı ölçüsünde bir ışınım yayar. Cismin sıcaklığı ne kadar büyükse yaydığı ışınımın da dalga boyu o ölçüde küçük olur. Kış aylarında odamızda bulunan bir radyatörün yaydığı elektromanyetik dalgalar ve odada bulunan eşyalar kondüksiyon ve konveksiyon akışları ile odanın havasının ve bizim ısınmamızı sağlar.
Işımanın elektromanyetik dalga boyu ışıma yapan cismin sıcaklığına göre değişir. Çevremizde bulunan tüm cisimlerin bir ışınımı vardır. Yüksek sıcaklığa sahip olan cisimlerin yaydıkları ışınımın dalga boyu küçük, soğuk olanların ise yaydıkları ışınımın dalga boyu büyüktür. Güneş sahip olduğu yüksek sıcaklık ile ışınımı yüksektir.
Tabii evinizdeki teneke kutu kolaları suya atıp, yüzme bilip bilmediklerini test etmek gibi bir merakınız yoksa bilemezsiniz. Suya atılan bir teneke kutu diyet kola batmaz ama aynı hacim ve ebattaki normal kola batar. Bunun doğruluğunu ABD'deki kola üreticilerinin yetkilileri de onaylamışlardır. Peki diyet kola yüzmeyi nasıl öğrendi?
Her iki kolayı da suya koyduğunuzda (attığınızda değil) diyet kola yüzeye doğru çıkar ama, klasik kola da taş gibi dibe oturmaz. Yüzeye çıkayım mı, çıkmayayım mı dercesine salınır durur.
Üreticilerin bu durumu, diyet kolalarda kullanılan suni tatlandırıcıların yoğunluklarının şekere göre daha az olması ve bu nedenle de bir kutuda daha az miktarda kullanılmaları şeklinde izah ediyorlar. Gerçekten "aspartame" denilen tatlandırıcı, şekerden 2 yüz kez daha tatlıdır. Yani bir kolayı tatlandırmak için 10 çay kaşığı şeker koymanız gerekiyorsa, aynı tatlılığı bir çay kaşığının yirmide biri kadar suni tatlandırıcı katarak verebilirsiniz.
Aslında diyet kola ve kutunun yapıldığı alüminyumun yoğunlukları ayrı ayrı sudan fazladır ama kutunun içindeki hava ve gaz kabarcıkları, onun ortalama yoğunluğunu, suyun yoğunluğunun biraz altına indirir. Arşimet'e göre ortalama yoğunluğu sudan az olan her şey yüzebilir.
Bu arada biradan da bahsetmeden geçemeyeceğiz. Evinizdeki aynı hacimdeki teneke kutu biraları suya koyun, hepsinin farklı derinliklerde kaldıklarını göreceksiniz. Bunun nedeni suyun kaldırma gücünden ziyade tüketici yasalarıdır. Kutunun kenarında yazan hacim miktarı yasal olarak en az olanıdır. Doldurma sistemindeki hassasiyet pek iyi değilse, daha çok dolanlar daha ağır olabilirler.
Kutu biralar eğer üzerlerinde yasal minimum miktar kadar doldurulurlarsa, içlerindeki hava ve karbondioksit sayesinde yüzebilirler. Ancak üreticiler, yasadan çekilmeleri nedeni ile, biraları minimumdan değil de, biraz fazla doldurmayı tercih ettiklerinden kutuların çoğunluğu suda dibe gider.
Atmosfer, dünyayı çevreleyen, içeriğindeki gaz bileşimi, sıcaklığı ve etkili olan faktörlerin dünyadan yükseldikçe değiştiği bir küredir. Atmosferin alt sınırı yeryüzü olarak belirtilirken, üst sınırını belirlemek oldukça zordur. Atmosferi oluşturan gazların, atmosferin üst tabakalarındaki atomlar ya da moleküller Dünya’nın kurtulma hızından hızlı hareket ettikleri için atmosferde tutunamayıp uzaya kaçarlar. Bu nedenle de teorik olarak üst sınırı bulunmamaktadır.
Atmosferin bu özelliğini anlayabilmek için öncelikle bilmemiz gereken bazı temel kavramlar bulunmaktadır. Bunlardan konumuzla ilgili olanlarından en önemlileri olanları Newton’un kütleçekim, kütleçekim kuvveti, kütleçekim yasası ve kurtulma hızıdır.
Kütleçekimi, dünya üzerinde durmamızı sağlayan kuvvettir. Keller vd. (1995)’e göre kütleçekimi, gezegenleri, güneş ve diğer yıldızları da Samanyolu gökadası dediğimiz sürekli dönüp duran bir sistem içinde gökadaları da gökada toplulukları içinde tutar. Bu kuvvetten dolayı evrendeki her cisim evrendeki tüm diğer cisimleri çeker. “Kütleçekimi kuvveti evrenseldir” denildiği zaman söylenmek istenen budur. Newton’un evrensel kütleçekimi yasası dünyanın (aynı şekilde diğer gezegenlerin ve güneşin de) neden küresel olduğunu anlamamıza yardım eder. Dünyanın kendi kendine uyguladığı kütleçekimi kuvveti onun küre şeklini almasına yol açar. Dünyanın her bir parçası diğer parçalarına doğru çekilir. Bütün parçalar birbirlerine olabildiğince yakın yerleşmenin yolu bir küre şeklinde birleşmektir.
Dünya’nın şekli tam bir küre değildir. Kutuplarından basık ve ekvator kısmında hafif bir şişkinlik bulunur. Basıklığın temel sebebi kendi ekseni etrafında dönmesinden kaynaklanmaktadır. Aynı şekilde yerküreyi saran atmosferimizin şekli de bu temel kavram nedeniyle yerkürenin şekli ile benzer özellik gösterir.
Cismin, bir kütleçekim alanından bir ivme gerektirmeden kurtulabilmesi için gerekli olan minimum hıza kurtulma hızı denir. Atmosferin alt tabakalarında yer alan elementler daha düşük bir kurtulma hızına sahip oldukları için daha yavaş hareket ederler ve Dünya atmosferinin bir parçası olarak kalırlar. Atmosferin üst tabakalarında yer alan Helyum gazının kurtulma hızı yüksek olduğu ve hızlı hareket ettikleri için atmosferin üst sınırını belirlemek zorlaşmaktadır.
Atmosferin Bileşimi ve Özellikleri
Atmosfer yerkürenin yaşanılabilir hal almasında en temel etkendir. Atmosfer, biyosferik ekosistemi oluşturur. Bir atmosfere sahip olması ile yaşam olanaklı hale gelmiştir aksi halde atmosferi olmayan, yerkürenin uydusu Ay’dan farkı kalmazdı. Yerküre atmosferi, oluştuğu ilkel halinden günümüze kadar birçok evrim geçirmiştir. İlk olarak gaz ve toz bulutu formunda bulunan yerkürenin ilk atmosferini oluşturan hidrojen, helyum, metan ve amonyak gazlarından oluşmaktaydı. Hidrojen ve helyum gazlarının yüksek yüzey sıcaklığı nedeniyle uzaya kaçtığı tahmin edilmektedir. Volkanların yoğun etkili olduğu jeolojik dönemlerdeki atmosferde su buharı, azot ve karbondioksit olduğu düşünülmektedir. Yoğun su buharının etkisiyle oluşan yağışların yüzeyde birikmesiyle okyanus ve göllerin oluştuğu sonraki dönemlerde de ilkel yaşam formlarının başladığı ve atmosferin formunun da değiştiği düşünülmektedir (Walker, 1986; Uluhan, 1996; Hewitt vd., 2003).
Günümüzdeki atmosfer oluşuncaya kadar çok uzun sürenin geçtiği tahmin edilmektedir. Yerküre atmosferi genel olarak gazlar, su buharı ve partikül maddelerden oluşur. Nitrojen (%78), oksijen (%21) en büyük paya sahip olan elementlerdir (Tablo 1).
Tablo 1. Atmosferin gaz bileşimi ve miktarları.
Gaz
Miktarı
(ppm)*
Azot (N2)
780840
Oksijen (O2)
209460
Argon (Ar)
9340
Karbondioksit
380
Karbonmonoksit (CO)
0.01-0,2
Ksenon (Xe)
0.09
Ozon (O3)
0.05
Amonyak (NH3)
0.02
Kükürt dioksit (SO2)
0.02
Hidrojen sülfür (H2S)
0.002-
0.02
Formaldehit (CH2O)
0.01
Azot dioksit (NO2)
0.003
Nitrik oksit (NO)
0.003
Hidroklorik asit (HCl)
0.002
*ppm: madde miktarının milyonda birlik maddesidir.
Azot, atmosferin yapısında bulunan önemli gazlardan biridir. Atmosferde her zaman bulunur ve miktarı genellikle değişmez. Azot molekülleri, güneş ışınları ile kolayca parçalanmaz ve bu nedenle de atmosferik tepkimeler oluşturmazlar. Uçucu bir gaz olduğu için atmosferde birikirler bu nedenle de atmosferde en fazla miktarda olan gazdır. Yerküre atmosferindeki oranı yaklaşık %78.08’dir.
Oksijen, atmosferdeki miktarı en fazla olan ikinci gazdır. Bu gaz güneş ışınları tarafından azota göre kolayca parçalanır. Yerküreyi oluşturan birçok bileşiğin içinde yer alır. Örneğin; kayaçların, su moleküllerinin vb. yapısında bulunur.
Karbondioksit, atmosferdeki oranı %0.038 oranındadır. Atmosferde sürekli bulunan fakat miktarı değişen gazlardandır. Bitkiler tarafından fotosentez amacıyla kullanılır. Radyan enerjiyi absorbe eder. Karbondioksit sera etkisi olan gazlardandır. Bu özelliği nedeniyle yerkürenin ısınmasını sağlar. Atmosferdeki miktarı özellikle son yıllarda hızla yükselmektedir.
Karbondioksit miktarının değişimi için Hawai’nin Mauna Loa istasyonuna ait veriler kullanılmaktadır. Buna göre, atmosferdeki karbondioksit birikimi hızla artmaktadır. Temmuz 2015’de 401.31 ppm olan karbondioksit miktarı, bir yıl sonra 2015 Temmuz’da 404.39 ppm’ye ulaşmıştır .
Küresel ölçekte karbondioksitin değişimini incelediğimizde Temmuz 2015’de 399.79 ppm olan miktar bir yıl için 403.57 ppm’ye ulaşmıştır. Karbondioksitin bu hızlı artışı küresel iklim için çok tehlike arzetmektedir. 2015 yılındaki değerler 2012 yılı ile kıyaslandığında kısa zaman aralığında karbondioksit birikiminin büyük miktarlarda arttığı görülmektedir. Karbondioksit birikiminin hızla artmasının atmosferin özellikle troposferin sıcaklığının artacağı, iklim değişikliğinin bir ivme kazanacağı kabul gören bir gerçekliktir.
Su buharı, atmosferde miktarı değişmektedir. Miktarı hacimde yaklaşık %4’tür ve bu miktarı geçmez. Su buharının en önemli kaynağı okyanuslar, denizler, göller, akarsulardır. Atmosferik su buharı tüm yağış çeşitlerinin kaynağıdır bu nedenle de çok önemlidir. Sera etkisine neden olan en önemli değişkendir. Su buharı, güneşten gelen ışınları absorbe ederek havanın ısınmasına katkıda bulunur. Miktarı mevsime, günün saatine, yüksekliğe, enleme göre değişmektedir.
Azot, canlı yaşamı için en gerekli gazlardan biridir. Azot, temel gaz olduğu için yaşamın başlangıcından itibaren de bulunan bir gazdır. Azot, yerküre atmosferinin %78’ini oluşturur. Bu kadar yaygın olması nedeniyle tüm canlı dokularında bulunurlar. Canlı organizmalar tarafından yararlı bileşiklere dönüştürülürler. Azot doğada bitkilerin ihtiyacı olan besin maddesidir. Canlıların büyüyebilmesi için gerekli bir bileşendir.
Azot bileşikleri, canlılar ve biyosfer arasında bir döngü ile devamlılığını sağlar. Azot döngüsünde, azot bileşikleri topraktan canlılara ve canlılardan tekrar toprağa geri dönerler. Bu döngü esnasında azot bileşiklerinin bir bölümü atmosfere karışır ve farklı bileşimler ile tekrar atmosferden alınır.
Atmosferik azot, yerküreye yağmur, şimşek gibi hava olaylarıyla iner. Azotun bu hali nitrik asittir. Yerküreye atmosferden nitrik asit olarak inen azot bakteriler tarafından azot ve nitratlara dönüştürülür.
Atmosferik ozon, bileşimi O3’tür. Yani 3 oksijen atomunun bir araya gelmesiyle oluşur. Ozon, güneş ışınları tarafından O2 moleküllerinin tepkimeye uğrayarak oksijen atomlarına dönüşür. Ozon, oksijen atomlarının hava içindeki oksijenin (O2) ile birleşmesiyle oluşur. Bu oluşum, atmosferin stratosfer katında gerçekleşir. Bu katmanda, güneşin ultraviyole ışınımı ile oluşan atmosferik ozon, bir tabaka oluşturur. Bu tabaka güneşin zararlı olan ultraviyole ışınımını absorbe etmeye yarayan bir katmandır.
Atmosferde stratosfer tabakası içerisinde bulunan ozon, ultraviyole radyasyonunun etkisiyle bir taraftan oluşurken, öbür taraftan da yok edilmektedir. Stratosfer tabakasındaki hava kütlesi, sürekli olarak güneşten gelen ultraviyole radyasyon tarafından şiddetli olarak etkilenmektedir. Bu aşamada, yer yüzeyindeki canlılar için büyük bir tehlike oluşturan Ultraviyole-B (UV-B) ışınlarının tamamına yakını stratosfer tabakasındaki ozon tarafından emilmektedir.
Yüzeye yakın katmanlarda, şimşek çakması sonucunda oksijenin yüksek elektrik akımının oksijeni parçalaması ile oluşur. Yüzeydeki ozon ise yaklaşık 0.4 ppm değerinde bulunur. Kirleticilerin arttığı yerlerde ozon miktarı da artar ve canlı yaşamı için tehlikeli hale ulaşır.
Bir ozon molekülü (O3), ultraviyole radyasyona maruz kaldığında O2 ve O olarak parçalanır. Parçalanma esnasında atomik ve moleküler oksijen kinetik enerji kazanarak ısıyı arttırır ve bu durum atmosfer sıcaklığının yükselmesine neden olur.
Ozon üretimi 240 nm’den daha kısa dalga boylu ultraviyole radyasyon tarafından sağlanır. Ozonun parçalanması ise 320 nm’den yüksek uzun dalga boylu ve 400 ile 700 nm aralığındaki kısa dalga boylu ultraviyole radyasyona maruz kaldığında oluşur. Ozon üretim ve parçalanma bölgesinin oluşturulmasında, daha uzun dalga boylu fotonlar atmosferin içine daha kolay işler. Bir ozon molekülü düşük enerjili ultraviyole radyasyonu emse bile, parçalanarak oksijen molekülüne ve serbest oksijen atomuna dönüşebilir.
Hidrojen, azot, klor ve brom ve bunları içeren bileşikler ozonun bozulmasına neden olan kimyasallardır. Ozon tabakası incelmediği zaman güneşten gelen UV ışınımı süzemez ve bu zararlı ışınım yeryüzüne ulaşır. Ozon UV-B radyasyonunun çoğunu absorbe eder ve biyosferin zarar görmesine engel olur.
Kloroflorokarbonlar (CFCs) ve halonlar’ın özellikle sanayileşen ülkelerde çok kullanılıyor olması ve giderek artan miktarlarda atmosfere verilmesi ozon tabakasının daha fazla incelmesine neden olmaktadır. Bu etkinin en belirgin görüldüğü alan Antarktika’dır. Bu alanda ozon tabakasındaki incelme oldukça belirgin bir şekilde ortaya çıkmaktadır. Klor oksitlerin kullanımının artmasıyla ozon tabakasının incelmesi arasında doğru orantı vardır.
Havadaki tozlar, kaynağı çeşitli, çok küçük katı maddeler uçucu halde bulunur. Bunlara toplu olarak toz adı verilir. Boyutu büyük olanlar yerçekimine fazla karşı koyamayarak tekrar yeryüzüne düşerler fakat ince taneliler hava hareketleri ve çalkantılar ile çok uzun mesafeleri kat edebilirler. Havadaki tozların birçok kaynağı vardır. Bunların en zararlıları karbon parçalarıdır. Özellikle kış mevsiminde ısınma amacıyla kullanılan kömürün neden olduğu, is ve duman atmosferde birikerek atmosferde zehirli bileşiklerin artmasına neden olur. Benzer şekilde lodoslu havalarda Afrika’dan taşınan toz bulutları, etkili olduğu yerlerde astım gibi solunum sıkıntısı yaşanan hastalıklarda ciddi problemlere neden olmaktadır.
Bu kötü etkileri dışında aslında toz, yoğunlaşma çekirdekleri oluşturması bakımından önemli bir role sahiptirler. Yağmur tanecikleri, bu tozların çeperlerinde birikerek belli bir boyuta ulaşırlar ve yeryüzüne yağış olarak düşerler. Tozların atmosferdeki miktarının fazla olduğu zamanlarda yüzeye düşen yağış renkli olur. Toz miktarının çok yüksek olduğu zamanlarda yağışlar çamur şekline de dönüşebilmektedir.
Atmosferdeki en yüklü miktardaki toz ve partiküller maddeler yanardağların püskürmesiyle gerçekleşir. Yanardağın püskürmesi ile atmosfere karışan volkanik küller ve partikül maddeler uzun süre atmosferde kaldıklarında atmosferik soğumalara yol açmakta ya da hava trafiğini engelleyerek milyonlarca dolar zararlara da yol açmaktadır.
Meksika’nın batı sahili yakınlarındaki 3 bin 895 metre yüksekliğindeki Colima (diğer adıyla Fuego ya da Ateş) yanardağı 29 Ocak cuma günü saat 17’de tekrar patlayarak 3 kilometre ötelere kadar duman püskürttü. Bu yanardağ, Meksika’daki 14 volkandan biridir ve 1519’dan beri 59 kere patlamıştır. 20 yıldır volkanı sürekli takip eden Colima Üniversitesi’nin verilerine göre Colima 1994’ten beri neredeyse hep aktif bir haldedir.
Atmosferin Katları ve Bileşimi
Dünya atmosferi, yeryüzünden itibaren kimyasal özelliklerine göre Homosfer ve Heterosfer diye iki katmana ayrılırken, fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre Troposfer, Stratosfer, Şemosfer, İyonosfer ve Mezosfer olarak 5 katmana, sıcaklık özelliklerine göre ise Troposfer, Stratosfer, Mezosfer ve Termosfer adı verilen 4 katmana ayrılır. Bir katmandan diğerine geçiş alanlarına ise alttaki katmanın başlangıcına “poz” eki eklenerek geçiş katmanından bahsedilir. Örneğin; Troposfer katmanı, troposfer’den stratosfere geçiş katmanına “tropopoz” adı verilir.
Kimyasal özelliğine göre Homosfer katmanında gazlar hacimsel olarak büyük bir değişiklik göstermez. Adından da anlaşılacağı gibi homojen bir dağılış sergilerler. Bu katman yeryüzünden Heterosfer katmanına kadar uzanır. Heterosfer katında, güneş ışınlarının önemli etkisi vardır. Güneş ışınlarının etkisi ile bu katmandaki gazların büyük bir kısmı iyonize olur.
Troposfer; atmosferin yeryüzü ile temas halindeki en alt katmanıdır. Atmosferdeki yoğunluğunun yaklaşık %75-80’ini troposfer oluşturur. Tüm hava olaylarının yaşandığı bu katmanda su buharının varlığına bağlı olarak farklı yükseklik ve şekillerde çeşitli tipte bulutlar oluşmaktadır. Troposfer, üst seviyede tropopoz seviyesine kadar uzanır. Bu seviyeye kadar deniz seviyesinden tropopoza kadar olan yüksekliği yaklaşık olarak 10 km’dir. Troposferin kalınlığı, enleme ve mevsime göre değişiklik gösterir. Ekvatorda ortalama yüksekliği 16 km, kutuplarda ise yaklaşık 6 km’dir.
Tropopoz seviyesi de bu değişime bağlı olarak enlem ve mevsime göre değişir.
Tropopoz seviyesi ekvatorda yaklaşık 17 km, kutuplarda ise yaklaşık 9-10 km seviyelerindedir.
Tropopozun kalınlığı yaklaşık 1.5 km’dir. Troposferde yükseldikçe hava sıcaklığı düşer.
Yükseldikçe sıcaklığın düşme oranı her 1000 metrede 6.5°C’dir. Sıcaklığın bu azalma oranına normal lapse rate denir.
Tropopoz seviyesinde sıcaklıklar kutup noktasında Temmuz ayında 10 km yükseklikte sıcaklık -45°C, Ocak ayında 9 km’de -58°C civarındadır. 45° enleminde Temmuz ayında 15 km yükseklikte -60°C, Ocak ayında 12.5 km yükseklikte -58°C’dir. Ekvatorda ise Temmuz ve Ocak aylarında tropopoz seviyesinde yaklaşık 17 km’de sıcaklık -70°C’dir (Bharatdwaj, 2006).
Yükseldikçe sıcaklığın azalması için kullanılan normal lapse rate oranı dikkate alınarak ekvator ve kutuplar için hesaplanan değer dikkate alındığında ekvatordaki tropopoz sıcaklığının -70’den daha soğuk olması gerekirdi. Fakat sıcaklık azalması oranı bu seviyede giderek düşmektedir. Bu nedenle de tropopoz seviyesinde karışma sonlanmış olur. Troposferde karışma oranı yüksekken, tropopoz seviyesinde karışma sonlanır.
Tropopoz seviyesinde yüzey sıcaklıklarının artmasına bağlı olarak değişkenlik gözlenmektedir. Özellikle son yıllarda yüzey sıcaklıklarının artması nedeniyle tropopoz seviyesinde de belirgin artış gösterir.
Stratosfer, troposferin üst sınırı olan tropopoz seviyesinden başlayarak stratopoz seviyesine kadar uzanan katmandır. Bu katmanda, troposferde bulunan su buharı yoktur. Su buharının olmamasına bağlı olarak da atmosferik olaylar görülmemektedir. Orta enlemlerde yüksekliği yaklaşık 25-30 km’dir. Ortalama olarak, yeryüzünden yaklaşık 40-50km yüksekliklere kadar devam eder. Etkili olan hava olayları daha çok yatay yöndedir. Bu katmanda dikey hava hareketleri olmadığı için sıcaklık profili troposferden farklıdır. Troposferden yükseldikçe sıcaklık düşerken, stratosferde yükseldikçe sıcaklıklarda artışlar görülür. Sıcaklık profilinin değişmesi nedeniyle (yükseldikçe artması) sadece alt katmanlarında cirrüs adı verilen bulutlar gelişebilir.
Staratosfer katında biosfer için önemi olan ozon tabakası adını verdiğimiz bir katman bulunur. Bu katman güneşten gelen zararlı ultraviyole ışınlarını emerek yeryüzüne ulaşmasını engeller. Absorbe ettiği bu ultraviyole ışınları tabakanın ısınmasını sağlar. Bu nedenle bu tabakada yükseldikçe sıcaklıklar artmaktadır.
Mezosfer, stratosferin üst katmanı olan stratopoz seviyesinden başlayarak termosfere kadar uzanan tabakadır. Bu katmanda yerçekiminin etkisinin zayıflaması nedeniyle bulunan gaz moleküllerinin sayısı da azalır. Bu katmanda yükseldikçe Troposferde olduğu gibi sıcaklık azalır. Sıcaklığın sabit kaldığı alana ise Mezopoz denilmektedir. Sıcaklığın en düşük olduğu atmosfer tabakasıdır. Atmosferin sıcaklığı, üst katmanlarda -90°C’ye kadar düşer.
Termosfer, Mezopoz katmanından uzaya doğru uzanan atmosfer katmanıdır. Atmosferik gaz içeriği olarak en seyrek olan katmanıdır. Bu katmanda yükseldikçe sıcaklıklar artar.
“Uç uç böceğim, sana telli pabuç alayım, uçamazsın kaçamazsın, kaçamazsan kanat açamazsın, hadi benim bebeğim, uç uç böceğim” şarkısıyla ele alınıp serbest bırakılan uğurböceği, parmağınızdan yukarı yürüyüp, biraz, tereddüt geçirdikten sonra kanatlarını açıp uçarsa, talihiniz açık demektir. İngiltere’de 18. yüzyıldan kalma belgeler aynı âdetin varlığını gösteriyorsa da, uzmanlar çok benzer sözlerin, güneşin batarken oluşturduğu kızıllıktan ortalığın tamamen karardığı zamana kadar söylenen, çok daha eski bir âdetin kalıntısı olduğunu söylemektedirler.
Türkçede bir adı uç uç böceği, bir adı da diğer dillerdeki anlamına benzer biçimde gelinböceğidir. İngilizcede adının anlamı hanımböceği, çeşitli Avrupa dillerinde meryemkuşu, meryemböceği, Fransızca Tanrı pilicidir (poulette a Dieu) . Böceğin leylek gibi bebek getirdiği ve üstündeki beneklerin doğacak çocuk sayısını gösterdiği inancı da vardır. .
Coccinellidae familyasını oluşturan beş bin böcek türünün C. novem-notata ailesinden olan uğurböceği kanatlarına eşit olarak dağılmış dokuz siyah benekle tanınır. Larva ve böcek evrelerinde etçil olup tarım zararlısı böceklerle beslendiklerinden örneğin meyve ağaçları için haşarata karşı mücadelede kullanılmak üzere Avustralya türü buradan Amerika’ya getirtilmiştir. Uğurböceğinin uğurunun tarımcı toplumlar için ekonomik bir kökene bağlandığı böylece ortaya çıkmaktadır.
