meteoroloji dersi 3. hafta

METEOROLOJİ DERSİ

Prof. Dr. M. Fatih SELENAY

• ATMOSFERİN KATLARI• GÜNEŞ• DÜNYA• SICAKLIK

http://www.theozonehole.com/atmosphere.htm

1.GAZLARA GÖRE ATMOSFERİN KATLARI

UZAY

HİDROJEN KATIHELYUM KATI

ATOMİK OKSİJEN KATI

MOLEKÜLER OKSİJEN KATI

10 000 km

2400 km

115 km

965 km

- Hidrojen katı uzayla içiçedir.- Helyum katında helyumun %10’u iyon halindedir.- Atomik oksijen katında oksijen atom halindedir ve molekül haldeki oksijenden hafif olduğu için üste yer almaktadır. Güneş enerjisi etkisi ile atomlara ayrılır.- Moleküler oksijen katında Oksijen ve Azot molekül halde bulunmaktadır

2.KİMYASAL ÖZELLİKLERİNE GÖRE ATMOSFERİN KATLARI

- Heterosferde O2 ve N dışında Helyum da bulunmaktadır. Atmosferin bileşimi değişkendir.- Homosferde gazların hacimsel oranı değişmez. %78 N, %21 O2….

HETEROSFER

HOMOSFER

1000 km

90-100 km

3.FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİNE GÖRE A. K.

Sıcaklık yükseldikçe artar. İyonlar var, radyo dalgalarını iletiyor.

EKZOSFER 1 000 km

İYONOSFER 300-325 km

KEMOSFER 90 km

STRATOSFER (OZONOSFER)45 km

TROPOSFER 12 km

Sıcaklık 1000-2000 0C üstte Hidrojen altta Helyum.

Üstünde iyonlar altta ozon bulunur.Ultraviyole etkisi altındadır.

Ozon tabakasıdır.

Ekzosfer: Atmosferin en üst katıdır. Az miktarda hidrojen ve helyum atomlarından oluşur. Kesin sınırı bilinmemekle birlikte üst sınırının yerden yaklaşık 1000 km yükseklikte olduğu kabul edilmiştir. Bu katmandan sonra artık bir sınır olmadığı için boşluğa geçiş başlar. Yapay uydular bu katmanda bulunurlar, yerçekimi çok düşüktür ve gazlar çok seyrektir.

4. SICAKLIĞA GÖRE ATMOSFERİN KATLARI

TERMOSFER

MEZOSFER

STRATOSFER (OZONOSFER)

TROPOSFER

690 km

80 km MEZOPOZ (-90 0C)

12 km TROPOPOZ (-56.5 0C)

45-50 km STRATOPOZ (0 0C)

+ 15 0C

Troposfer (0↔12 km) (15 oC -56.5 oC):İçinde canlıların yaşadığı ekvatorda 17 km kutuplarda 7 km kalınlığındaki tabakadır. İnce olmasına rağmen atmosfer ağırlığının %75’ini oluşturur. Tüm su buharının % 90’ını içerir. Yükseldikçe sıcaklığın azalmasına Pozitif Lapse-Rate ( + Lapse-Rate ) denir. Bu tabakada her 100 m de 0.65 oC lik azalma vardır. Bazen yükseldikçe sıcaklığın azalma yerine arttığı görülür. Buna inversiyon (enversiyon), negatif Lapse-Rate ya da sıcaklık tersimesi denir. Yükseklikle sıcaklık değişmiyorsa buna izotermal durum denir.Hava kuruysa Lapse-Rate 1oC/100 mHava nemliyse Lapse-Rate 1oC/150 mHava doygunsa Lapse-Rate 0.5oC/100 olur.Yükseldikçe havanın soğuması bir yerde durur, buraya tropopoz denir. Yani burası Troposfer ile Stratosferin sınırıdır ve sıcaklık -56.5 oC dir.

İnverziyon (Enverziyon): Dikey olan yükselen havanın sıcaklığı her 100 metrede 0.65 oC azalır(+lapse-rate). Eğer sıcaklık yükseklikle azalmıyor artıyorsa bu duruma (negatif lapse rate) inverziyon denir. İnverziyon genellikle kış mevsiminde, büyük şehirlerde çok belirgin olarak görülür ve hava kirliliğine neden olur. Özellikle kış mevsiminde, yüksek basıncın hakim olduğu sakin gecelerde yeryüzü radyasyon kaybı nedeniyle havadan daha çabuk soğur ve yere yakın seviyelerde soğuk, yerin biraz üstünde ise sıcak hava bulunur. Bu durumda yerdeki soğuk hava hapsolur ve yükselemez, ne zaman yer sıcaklığı ısınarak yukarı seviyelerden yüksek hale gelir o zaman oluşan radyasyon sisi ve inverziyon ortadan kalkar.

Yükseklikle sıcaklık değişimi ve inverziyon

Stratosfer (12↔45-50 km) (-56.5 oC0oC):Bu katmanda sıcaklık yükseklikle artar (-Lapse-Rate). Sıcaklık artışının durduğu bu nokta Stratopoz olarak adlandırılır. Bu noktada sıcaklık 0oC’dir. Katmanda O3 vardır. Güneşten gelen ultraviyole ışınlarını O3 emdiği için tabaka sıcaktır.

Mezosfer (45-50↔80 km) (0 oC-90oC):Sıcaklık yükseklikle azalır (+L-R). Atmosferin en soğuk katmanı. Buz halinde parçacıklar bulunur. Mezosferde yükseldikçe havanın soğuması bir yerde durur, buraya Mezopoz denir. Atmosferin en soğuk noktasıdır ve sıcaklık - 90 oC’dir.

Termosfer (80↔690 km) (-90 oC1000-2000 oC):Yükseldikçe sıcaklık hızlanarak artar. Gece ile gündüz arasında 600 0C civarında fark vardır.

GÜNEŞ

Dünyamızın enerji kaynağı olan sıcak gazlardan oluşan gök cismidir. Samanyolu galaksisindeki 1014 (Yüz Trilyon) yıldızdan biridir. Dünyamıza 150 milyon km uzaklıktadır.

GÜNEŞ’İN TABAKALARI

Işık küre (Fotosfer): Kalınlığı 2000-3000 km’dir. Saydam Akkor halinde metalik gazlardan oluşur.Renk küre (Kromosfer): Kalınlığı 10 000 km Parlak kırmızı renkli H ve Ca’ dan oluşur.Taş küre (Corona): Renk küreden daha sıcaktır. Kalınlığı 682000 km’ dir.

DÜNYA

DÜNYA’NIN YAPISI

Atmosfer: Hava küreHidrosfer: Su küreLitosfer: Taş küre

LİTOSFERDerine doğru sıcaklık 1 oC/ 33 m artar.

NİFEçekirdek

NİFSİMA

SİMA(Pirosfer)Ateş küre

SİAL(Kabuk)

2000

o C 6500 kmNikelDemir

1700NikelDemirSilisyumMagnezyum

1200SilisyumMagnezyum

60 km

1. Kendi ekseni etrafındaki hareketi2. Güneş etrafındaki hareketi3. Koniksel hareketi4. Güneş sistemiyle beraber hareketi5. Galaksimiz (samanyolu) ile beraber hareketi

Dünyanın Hareketleri

1. Kendi ekseni etrafında hareketi

24 saatte olur. Buna 1 gün denir. Dönüş hızı ekvatorda 27 km/dakika, Türkiye’nin bulunduğu enlem kuşağında 20 km/dakika’dır. 21 Mart ve 23 Eylül’de güneş ışınları ekvatora dik gelir ve gece ve gündüz 12 saat olur.

21 Haziran’da kuzey yarım kürede, 21 Aralıkta’da güney yarım kürede en uzun gün yaşanır.

2. Güneş etrafındaki hareketi: 365 gün, 5 h, 48ı, 46ıı = 1 yıl

21 Aralık

21 Mart 21 Haziran

23 Eylül

152 milyon km149 milyon km

4 Ocak 2014

4 Temmuz 2014

KIŞ

YAZ

SONBAHAR

İLKBAHAR

YILPERİHELİON NOKTASI

( GÜNBERİ )

APHELİON NOKTASI

( GÜNÖTE )

2001 4 OCAK 4 TEMMUZ











Güneş ışınları yılda iki defa ekvatora, birer defada dönencelere dik gelir. Ekvatora dik gelmesine Ekinoks (21 Mart, 23 Eylül) denir.

Dönencelere dik gelmesine ise Solstis (21 Haziran, 21 Aralık) denir.

21 Haziran (Yengeç D.) Yaz Solstisi

21 Aralık (Oğlak D.)Kış Solstisi

Dünyanın diğer hareketleri bizim dersimiz açısından önemli değildir.

Doğada 2 tip denge var.1. Enerji ve sıcaklık dengesi (Gelen = Giden enerji)2. Su dengesi (Hidrolojik döngü)Cisimlerin molekülleri titreşir ancak –273 oC’ de durur. Buna mutlak sıfır denir.Isı SıcaklıkIsı: Bir cismin kütlesi içerisinde sahip olduğu enerji toplamıdır yani ısı mevcut potansiyel güç, sıcaklık ise bu gücün kinetik enerjisidir.Isı birimi → kalori’dir.1 Kalori = 1 gram suyun sıcaklığını +4 oC’ den +5 oC’ ye çıkarmak için gerekli enerjidir.Sıcaklık birimi ise derece (oC)’dir.

SICAKLIK

3.1 Sıcaklık Değişimi ve Isınma

3.2 Sıcaklığın Yatay Dağılımıİzoterm eğrileri ile daha sonra anlatılacaktır.

3.3 Sıcaklığın Düşey DeğişimiAtmosferde yukarı çıkıldıkça sıcaklık düşer. Bu duruma Gradiyent sıcaklık azalması denir.- Adiyabatik sıcaklık değişimi. Yükselmeyle sıcaklık değişimidir.Yükselen hava genleşir ve soğur. - İnverziyonlar. Yükseldikçe sıcaklığın artması anlamına gelir. Bu artış yeryüzünden itibaren oluyorsa toprak inverziyonu denir.

• Kondüksiyon: temasla,• Konveksiyon: kütle hareketiyle• Radyasyon: ışıma ile olmaktadır.

Kondüksiyon: (temasla): İki kütlenin birbirine teması sonucu meydana gelen ısı transferidir. Birbiri ile temas eden iki cisim arasında sıcaklık dengeleninceye yani sıcaklık farkı kalmayıncaya kadar sıcak cisimden soğuk cisme doğru ısı akışı meydana gelir.Konveksiyon: (kütle hareketiyle): Isının akışkanların(sıvı ve gazların) hareketiyle olan iletimidir. Örneğin; soğuk bir odaya sıcak havanın doğal veya mekanik yolla verilmesiyle oda sıcaklığının arttırılması konveksiyonla olmaktadır. Atmosferde genelde sıcaklığın dengelenmesi konveksiyon yolu ile olmaktadır.Radyasyon: (ışıma ile): Güneşin dünyamızı ısıtma örneğinde olduğu gibi ışınım yoluyla gerçekleşen ısı iletimidir ve radyasyon olarak adlandırılır. Güneşten gelen ısı enerjisinin dalgalar halinde bir yerden bir yere iletilmesidir. Genelde bu olay atmosfer, yeryüzünden daha soğuk olduğundan topraktan havaya doğru meydana gelir. Güneşten gelen radyasyonun bir kısmı atmosfere girerken tutulur, bir kısmı atmosfere girdikten sonra yeryüzünden geri dönerler ve bir kısmı atmosferde ve yeryüzünde tutulur. Ancak bu gelen ve giden radyasyon arasında daima bir denge söz konusudur.

http://www.ucar.edu/learn/1_1_1.htm

3.4 Çeşitli Sıcaklık ve Isı DeyimleriHava kütlesinin 1 atm. basınçta sahip olduğu sıcaklığa havanın potansiyel sıcaklığı denir.

1 gr su 1 gram buharIsınma

Isısı 1 gr buz 1 gram suErgime

Isısı

1 gr buz 1 gram buharSüblimleşme

Isısı

Hissedilen sıcaklık nedir, nasıl hesaplanır?

Sıcaklık, Türkiye ve Dünya genelinde hızla artmaktadır. Uzmanların yaptığı

açıklamalara göre 2010 yazı son 130 yılın en sıcak yılı olarak kayıtlara

geçmiştir.

Küresel ısınmayla 2010 yılı sıcakları arasındaki ilişkiye dikkat çeken

uzmanlar, iklim değişkenlerinin sıcaklığın artışında ciddi bir etkisi olduğunu

belirtmektedir.

Sıcakların tüm kavuruculuğuyla hissedildiği bu günlerde sıkça “Hissedilen

Sıcaklık” kavramını duymaktayız.

Hissedilen sıcaklık nedir, nasıl hesaplanır?

Hissedilen sıcaklık, bağıl nem ve hava sıcaklığı dikkate alınarak saptanan

sıcaklıktır. Hissedilen sıcaklık değeri üzerinde etken unsur hava nemi (Bağıl

nem) dir.

Hissedilen Sıcaklık Çizelgesi

Hava sıcaklığı 32 oC ve Bağıl nem % 5 olduğunda hissedilen sıcaklık 30 oC Hava sıcaklığı 32 oC ve Bağıl nem % 60 olduğunda hissedilen sıcaklık 38 oC olmaktadır.

3.5 Sıcaklığın Ölçülmesi

Sıcaklık, yerden 2 m yüksekteki güneş görmeyen beyaz boyalı siperlerdeki termograf ve termometre aletleri ile ölçülür.

Termometrede civa veya alkol vardır. Termometrelerin derecelendirilmesinde esas; damıtık suyun donma ve kaynama noktalarının arasındaki açıklıktır. 4 farklı derecelendirme kullanılmaktadır. Bunlar;1.Celsius ıskalası (santigrat)Donma = 0 . . . .100 eşit dilim . . . . Kaynama = 100 oC2.Fahrenhayt ıskalasıDonma = 32 . . . .180 eşit dilim . . . . Kaynama = 212 oF3.Reomür ıskalasıDonma = 0 . . . . 80 eşit dilim . . . . Kaynama = 80 oR4.Mutlak ıskala (Kelvin ıskalası)Mutlak sıfır -273oC den başlar M = oC+273

Termometreler

Termograf

Sıcaklık Çevrimleri

)32(180100

FC )32(95

FC

RC80

100 RC

45

3280

180 RF 32

49

RF

Örnek: 40 oR= ? oC = ? oF

RC45

504045

C oC

3249

RF 122324049

F oF

3.6 Günlük Sıcaklık ÖlçümleriGünlük sıcaklık ölçümleri saat 7,14 ve 21 de yapılır.

4)(2... 21147 TTTSOG

Günlük ortalama sıcaklık

30....... 3021 TTTSOA

Aylık ortalama sıcaklık

Maksimum Termometre Minimum Termometre

3.7. Sıcaklık Yönünden Belirli Günler

Maksimum sıcaklık 25 oC = Yaz günü, 30 oC = Tropik gün

-0.1 oC = Kış günüSıcaklık herhangi bir an için 0 oC ise Donlu gün

-10 oC ise Şiddetli donlu gün

İlk don: Belirli bir bölgede yazdan kışa girerken görülen ilk donun tarihidir.Son don: Belirli bir bölgede kıştan yaza girerken görülen son donun tarihidir.

Tarımsal üretimin çeşitli aşamalarında bitkilerin dondan zarar görmesi söz konusu olduğundan, ilkbaharda meydana gelen son don ile sonbaharda meydana gelen ilk donun yüzde (%) olarak meydana gelme olasılığını bilmek faydalı olup, üreticilerin tedbir alması ve donun verebileceği zararı kısmen önlemesi mümkündür. Oluş şekline göre donlar;

a) Radyasyon donu veb) Rüzgar veya adveksiyon donu olmak üzere iki grupta toplanır.

• Radyasyon donu : Sakin ve bulutsuz gecelerde yeryüzünden kaçan radyasyonun kontrolsüzce boşluğa yayıldığı zamanlarda toprak sıcaklığı ve aynı şekilde toprakla temas halindeki havanın da sıcaklığı azalır. Eğer soğuma oldukça yüzeyde olursa soğuk hava tabakası gece ilerledikçe derinleşerek hava sıcaklığı donma noktasının altına düşer ve radyasyon donu meydana gelir.

b) Rüzgar veya adveksiyon donu : Kutup bölgelerinden gelen soğuk hava kütlelerinin, hava hareketi (rüzgar) ile bölgenin hava sıcaklığını aniden düşürerek dona neden olmakta ve rüzgar (adveksiyon) donu olarak tanımlanmaktadır.

Donun cinsi Rüzgar hızı < 10 knot Rüzgar hızı > 10 knot

Hafif don 0.0 oC - - 3.5 oC 0.0 oC - - 0.4 oC

Mutedil don - 3.6 oC - - 6.4 oC - 0.5 oC - - 2.4 oC

Şiddetli don - 6.5 oC - - 11.5 oC - 2.5 oC - - 5.5 oC

Çok şiddetli don -11.6 oC’ den düşük - 5.6 oC’ den düşük

3.8. Sıcaklık ve Bitki

Bitkiler için en önemli iklim parametresi sıcaklıktır. Bitkilerin

optimum sıcaklık istekleri belirlenmelidir. Tarımsal meteoroloji

bu konuyla ilgilenir. Genel olarak bitkiler 7 - 38 oC arasında

optimum gelişir.

Bitkilerin dona dayanımları birbirinden farklıdır. Zeytin –10 oC ye

dayanırken, turunçgil -10 oC’ye ancak birkaç saat dayanabilir.

Bitki Çeşidi Çimlenme derecesi (oC)

Çavdar Buğday Arpa Yulaf Bezelye Mısır Tütün Pamuk

1-23-43-45-67-8

10-1113-1414-16

Çeşitli bitkilerin çimlenmesi için gerekli en düşük sıcaklıklar :

Bitki çeşidi Optimum sıcaklık (oC)

Mısır 20-26 Pamuk 26-32 Soğan 12-24 Turunçgiller 22-32

Bazı bitkiler için optimum sıcaklıklar :

Çeşitli meyve ağaçlarının fenolojik dönemlerdeki dona karşı dayanabilecekleri sıcaklıklar (o C)

Ağaç Çeşitleri Tomurcuklanma Çiçeklenme Meyve Bağlama

Elma - 3.9 - 2.2 - 1.7

Şeftali - 3.9 - 2.8 - 1.1

Armut - 3.9 - 2.2 - 1.1

Erik - 3.9 - 2.2 - 1.1

meteoroloji dersi 3. hafta

Documents