Atmosfer Sirkülasyonu (Atmosferik Dolaşım) Nedir? Atmosferin özellikleri, Dünyanın Atmosferik Dolaşım Sistemi hakkında bilgi.
Atmosferik Dolaşım
Atmosferimiz, Dünya’yı çevreleyen ve Dünya’nın yerçekimi alanı tarafından tutulan gaz halindeki kütledir. Güneş Sistemindeki diğer gezegenler ve uydular atmosfere sahiptir. Atmosfer, dünyanın okyanus havzalarında suyun hareket ettirilmesinde ve Dünya’daki yaşamın desteklenmesinde birçok önemli rol oynar!
Dünyanın atmosferi:
- Yoğunluk tabakalı – hava sıkıştırılır ve yüzeyin yakınında en yoğundur ve gökyüzüne doğru giderek seyrekleşir.
- Okyanus/kara yüzeyi ile uzay boşluğu arasında yaklaşık 100 kilometre kalınlığındadır.
- Çoğunlukla nitrojen (N2 olarak) ve oksijen (O2 olarak) olmak üzere gazlardan ve eser miktarlarda diğer gazlardan (CO2, argon, su buharı dahil) oluşur; ve süspansiyon halindeki veya yağış olarak düşen sıvı ve katı kalıntıları: askıda su (bulutlar, su damlacıkları ve buz kristalleri), eser miktarda organik bileşik ve çeşitli kaynaklardan gelen asılı toz parçacıkları vardır.
Atmosferin Yapısı
Dünya’nın atmosferi katmanlara bölünmüştür.
- Troposfer, tüm hava koşullarının gerçekleştiği en alttaki kısımdır (yaklaşık 6-8 mil [10-13 km]’ye kadar) ve hava kütlesinin yaklaşık %80’ini ve su buharının %99’unu içerir.
- Üstteki stratosfer, ultraviyole radyasyonu emen, karada ve sığ okyanustaki yaşamı koruyan, yaklaşık 50 km’ye kadar uzanan bol miktarda ozon içerir.
- Mezosfer, dünyanın üst atmosferinin, stratosferin üzerinde, sıcaklığın atmosferin mutlak minimumuna düştüğü yükseklikle azaldığı kısmıdır.
- Termosfer, atmosferin mezosferin üzerindeki ve atmosferin sürekli bir ortamın özelliklerine sahip olmaktan çıktığı yüksekliğin altındaki bölgesidir (yaklaşık 60 mil [100 km]). Termosfer, güneş rüzgarının yüklü atomik parçacıklarının atmosferik gazlarla etkileşime girmeye başladığı, yükseklikle sıcaklıktaki bir artış ile karakterize edilir.
Atmosferden Enerji Transferi
Güneş’ten Dünya’ya gelen enerji miktarı, yansıyan ve uzaya geri yayılan enerjiye eşittir. Atmosfer, okyanuslar ve kara, enerjiyi emer ve serbest bırakır. Canlılar da enerjiyi emer ve serbest bırakır. Organik maddede depolanan enerjinin bir kısmı, tortulara gömüldüğünde korunur. Jeotermal enerji de uzaya yayılan enerjinin bir izidir. Enerji aktarım hızı, bulut örtüsü ve buz ve kar örtüsü nedeniyle de değişir.
Gelen güneş radyasyonu, elektromanyetik spektrumun tüm dalga boylarını içerir. Yukarıdaki şekil, atmosferin tepesine çarpan güneş enerjisinin dalga boylarını ve yoğunluğunu ve yüzeye ulaşan enerjiyi göstermektedir. Atmosfer çoğu dalga boyuna karşı şeffaftır, ancak güneş spektrumunun bir kısmı, su buharı, karbondioksit, ozon, metan ve diğer gazlar dahil olmak üzere atmosferdeki belirli sera gazları tarafından emilir. Daha kısa dalga boyları (UV ve mavi ışık) havada yayılır ve gökyüzünü mavi yapar. Daha uzun dalga boyları daha az yayılır; bu da gün batımlarını ve gün doğumlarını kırmızı yapar (Aşağıdaki Şekil).
Uzaya geri yansıtılmayan enerji, görünür ışıktan daha uzun dalga boylarında uzaya geri yayılır (çoğunlukla elektromanyetik spektrumun termal kızılötesi kısmında).
Atmosferin Bileşimi
- Azot (N2) – %78
- Oksijen (O2) – %21
- Argon – %0,9
- Karbon Dioksit (CO2) – %0,036
- Diğerleri < %1 – Neon, Helyum, Metan (CH4), Kripton, Hidrojen (H2), eser miktarda diğer bileşikler
Değişken miktarlardaki diğer eser gazlar arasında nitrojen oksitler, ozon (O3), kükürt dioksit, hidrokarbonlar ve daha fazlası bulunur. Bu gazlar volkanik patlamalar, yıldırımlar, orman yangınları, erozyon ve insan faaliyetlerinden kaynaklanan birçok kirletici tarafından salınır. Hava kirleticilerinin başlıca kaynakları arasında fosil yakıt enerji tüketimi, endüstriyel salınımlar, tarım ve buzdolabı ve klima soğutucu bileşenlerinin sızıntıları tarafından salınan gazlar ve duman yer almaktadır.
Dünyanın Atmosferik Dolaşım Sistemi
Küresel atmosferik sirkülasyon sistemi, gezegenin etrafındaki bölgelerde dönen kütleler halinde havayı hareket ettiren genel rüzgar kuşaklarındaki hava kütlelerinin hareketini etkiler. Bu rüzgar kuşakları, uzun vadeli (onyıllarca) bir bakış açısıyla bakıldığında nispeten kararlı görünüyor. Ancak mevsimsel veya yıllık bazda dalgalanmalar olabilir. Rüzgar kuşakları, Coriolis etkisinden ve atmosferdeki büyük ölçekli konveksiyon modellerinden etkilenir.
Bu nispeten sabit rüzgar kuşakları, okyanusların yüzeyini etkileyerek okyanuslardaki suları dolaşan akımlar yaratır.
Atmosfer çalışmaları, sirkülasyon hücreleri adı verilen 3 ana atmosferik sistem olduğunu göstermiştir.
Dünya Atmosferindeki Dolaşım Hücreleri
Üç ana sirkülasyon hücresi, ekvator bölgeleri arasındaki atmosferden kutup bölgelerine hava, ısı ve nemi taşır. Bu hücreler, Coriolis etkisinin etkisi altında bölgesel hava basıncı değişiklikleri nedeniyle sürekli değişmektedir.
Hadley hücreleri (0° ila 30° K ve ekvatorun güneyi)
• Ticaret Rüzgarlarından Sorumlu: K. Yarım Küre’de KD, G. Yarım Küre’de GD esiyor.
Yüksük hücreler (ekvatorun 30° ila 60° K ve G’si)
• Her iki yarımkürede de Hakim Westerlies’den sorumlu.
Polar hücreler (60° ila 90° K ve G)
• Her iki yarım küredeki Polar Easterlies’den sorumlu.
Jet Akışı nedir?
Bir jet akımı, üst troposferde çok kuvvetli rüzgarların dar, değişken bir bandıdır. Bunlar, ağırlıklı olarak, Dünya’nın birkaç mil yukarısında dünyayı çevreleyen batı hava akımlarıdır. Kuzey ve güney yarım kürelerin her birinde tipik olarak iki veya üç jet akımı vardır. Bu yüksek hızlı rüzgar akımları genellikle 6 ila 9 mil (10 ila 15 km) irtifalarda saatte 250 mili (400 km) aşan hızlarda hareket eder. Jet akışları, hareket eden hava kütlelerinden ve Coriolis etkisinden etkilenir ve bunların kıvrılmasına ve bazen ayrılmasına neden olur.
Ekvator Durgunlukları ve Tropikler Arası Yakınsama Bölgesi (ITCZ)
Ekvatordaki durgunluklar, Kuzey ve Güney Yarımküre’nin ticaret rüzgarlarının birleştiği, ekvatorun yakınında Dünya’yı çevreleyen bölge olan tropikler arası yakınsama bölgesi (ITCZ) ile ilişkilidir.
Sıkıntılar şunlardır:
- • Çok yağmurlu, düşük atmosferik basınç alanı.
- • Coriolis etkisinin en az olduğu ekvatorda bulunur.
- • Sakin, ani fırtınalar ve hafif öngörülemeyen rüzgarların olduğu düşük rüzgar alanı
ITCZ’nin konumundaki mevsimsel değişimler, birçok ekvator bölgesindeki yağışları etkiler ve yüksek enlemlerin soğuk ve sıcak mevsimlerinden ziyade tropiklerin yağışlı ve kurak mevsimleriyle sonuçlanır. ITCZ, kuzey yarım kürede kış aylarında kuzeye, yaz aylarında ise güneye doğru hareket eder.
Tropikal Easterlies (Ticaret Rüzgarları)
Yelkenli gemiler çağında, gemi kaptanları okyanusları geçmek için hakim rüzgar kuşaklarından yararlanmayı öğrendiler. Tropikal yüksek basınç kuşaklarından (Hadley Hücreleri) ekvatoral tropikler arası yakınsama bölgesinin düşük basınç bölgesine doğru esen iki ticaret rüzgarı kuşağı Dünya’yı çevreler. Ekvator bölgesine yakın tropikal doğu rüzgar kuşaklarına Ticaret Rüzgarları da denir. Ticaret rüzgarları, Kuzey Yarımküre’de kuzeydoğudan veya Güney Yarımküre’de güneydoğudan ekvatora doğru düzenli bir şekilde eser.
At Enlemleri
At enlemleri, hem kuzey hem de güney yarım kürede ticaret rüzgarları ile batılar (ekvatorun yaklaşık 30-38 derece kuzey ve güneyi) arasında meydana gelen sakin hava ve deniz kuşaklarıdır. At enlemleri Hadley ve Ferrel Hücrelerini ayırır. Subtropikal yüksek olarak da adlandırılan bir bölgedir – yüksek basınç ve az yağmur nedeniyle çok kuru bir kuşak. At enlemleri, kabaca dünyanın başlıca çöl bölgelerine karşılık gelir. Adını tarihi efsanelerden alan at enlemleri, gemilerin at enlemlerini geçerken sakinleştiğini ve sularının tükendiğini ve yeniden ikmal yapamadıklarını anlatır. Denizciler atları gemilere atlarlardı.
