Meteoroloji atmosfer tabakası içerisinde meydana gelen tüm hava olayları ve değişimlerini inceleyen ve hangi koşullar altında meydana geldiklerini inceleyen bilim dalıdır.
Radyo, teleteyp gibi daha hızlı iletişim sağlayan araçların hizmete girmesi ile gözlem sonuçlarının toplanması daha da kolaylaşmıştır. Meteoroloji aynı zamanda yer bilimi kümesine girmektedir. Çünkü atmosfer yer küresini tamamen çevrelemekte ve aşağıdan yer ve su yüzeyi sınırlanmakta ve bunlar tarafından etkilenmektedir.
Meteoroloji fizik, kimya ve matematikle ilgilidir.
Yer yüzünün güneş tarafından ısınması ve ısının tekrar atmosfere giderek atmosferi ısıtması, bu etkilemeye bir örnek oluşturulabilir. Meteoroloji kendi içinde üçe ayırılır.
- Genel Meteoroloji : Genel olarak hava olaylarını inceler. (Normal seyreden sıcaklık)
- Deneysel Meteoroloji : Sebep-sonuç ilişkisi içinde ortaya çıkar.
- Ölçüm Yöntemi : Bu yöntem geleneksel gözlem ve ölçümler olan sıcaklık, nem, rüzgar ve hava basıncı gibi gözlemlerin dışında uydu ve radarla yapılan ölçümlerde dahil olmaktadır.
- Model Araştırmaları : Burada dönen atmosferik akım sistemi laboratuvarda yaratılarak araştırma deneyleri yapılmaktadır.
- Kuramsal Meteoroloji : Hava tahminlerinde ve hava basınç akım alanlarını bilgisayarlarla önceden hesaplayan daldır.
Klimatoloji iklim olaylarının genel nitelik ve coğrafya açısından dağılışlarını inceleyen ve açıklayan meteorolojinin bir alt bilim dalıdır.
Tarımsal Klimatoloji klimatolojinin tarımsal faaliyetlerle olan ilgisini inceleyen bir bilim dalıdır. (iklim olaylarının tarımsal faaliyetle ilgili olan kısmıdır)
Meteorolojinin hizmet sunduğu sektörler, sunulan hizmetler genel olarak şöyle sıralanabilir;
- Milli Savunmaya Verilen Hizmetler : Hava, kara ve deniz kuvvetlerine sağlanan meteorolojik bilgiler ve sunulan tahminlerle silahlı kuvvetlerin çalışmaları yönlendirilebilir.
- Mühendislik Alanında Verilen Hizmetler : Bu alandaki hizmetler uzun yılların gözlem sonuçlarına göre veya erken uyarı sistemi ile bazı felaketlerin önlenmesi biçiminde verilmektedir.
- Ormancılık Alanında Verilen Hizmetler : Orman alanlarındaki iklim durumları konusunda bilgi verme biçimindedir. Orman yangınları, zararlı ve hastalıklarla uygun zamanda mücadele de ormanı korumaya büyük oranda destek olur.
- Ulaştırma Alanında Verilen Hizmetler : Bu alandaki hizmetler, hava, kara ve deniz ulaşımında önlem almada etkili olur.
- Turizm Sektörüne Verilen Hizmetler : Yerleşim ve sanayi alanları belirlenirken sağlığa uygun olması istenir. Hava, çevre görüntü kirliliği gibi olayları önlememize yardımcı olur.
- Sağlık Alanına Verilen Hizmetler : Yerleşim ve sanayi alanları belirlenirken sağlığa uygun olması istenir. Hava, çevre ve gürültü kirliliği gibi olayları önlememize yardımcı olur.
- Adliye Alanında Verilen Hizmetler : Bazı adli olayların çözümlenmesinde yardımcı olur. Örneğin İstanbul boğazından geçen iki geminin çarpışması olayında, olay günündeki hava durumunu bilmek olayın çözülmesini büyük oranda kolaylaştırabilir.
- Tarım Alanında Verilen Hizmetler : Tarımsal üretim faaliyetlerinin tümü hava ve iklim koşullarının etkisi altındadır. O bölgede ne yetiştirileceğini belirleyen faktör iklimdir. Tarımsal meteoroloji uygulamalı bir meteorolojidir. Canlıların fiziksel çevreye karşı gösterdikleri tepkileri araştırmaktadır. Sıcaklık, çiğ, nem, yağış, güneşlenme, radyasyon, rüzgar, bulut, kar, yağmur, dolu, bunların hepsi tarımsal meteorolojiyi etkiler. Bunlar; bitkilerin gelişmeleri ve hayvanların yaşam fonksiyonlarını incelemek için gereklidir.
- Tarım arazisinden en yüksek verim elde edilmesi için (birim alandan) en uygun tarım çeşidinin saptanmasına yardımcı olur.
- Meteoroloji bilimini tüm farklı birim ve incelikleriyle tarımın hizmetine sunmak,
- Fiziksel çevrenin iyi bir biçimde kontrol edilmesi ve güvenli tahminler yapılmasını sağlar,
- Tarımsal üretimin gelişmesine yardımcı olma,
- Ekim zamanını belirlemek,
- Hasat tarihini belirlemek,
- Avantaj sağlamak.
- Don olaylarının etkisini azaltmak için yılın kritik mevsimlerinde ve özellikle dona karşı hassas türlerin yetiştirildiği bölgelerde özel don tahminlerinin yapılması gerekir. Önlemlerin alınmasını sağlar. Örneğin ekim-dikim yapmayarak yada ürünün üstünü örterek önlemimizi alırız.
- Çeşitli bitki ve hayvan hastalık ve zararlılarının belirli iklim faktörleri altında ortaya çıktığı ve yayıldığı bulundurularak o zamanlarda çeşitli önlemlerin alınması sağlanır. Örneğin Mildiyö hastalığı.
- Sulama yapmadan önce mevcut nem durumu buharlaşma ve yağış tahminlerinin göz önünde tutulması sağlanarak kaynak israfı önlenmek suretiyle mücadele yapılabilir.
- Bitki zararlıları ve hastalıklarına karşı mücadele zamanı, verilme biçimi konusunda bilgi verilerek mücadele etkinliği arttırılır.
- Hasat süresince ve hasat sonrasında ürünlerin taşınması, depolanması ve üreticilere ulaştırılması zamanlarında hava durumlarının bilinmesi, ürünlerde zarar görme olasılığını azaltacaktır.
- Tütün, üzüm ve mısır gibi kurutulması gereken ürünlerin sıcakta kuruması ve zarar görmeden kaldırılmasını sağlayarak tehlike anında önlemlerin alınmasını sağlayacaktır.
- Meteorolojik değerler hayvanları dolaylı ve dolaysız olarak sağlık, beslenme, gelişme ve çoğalma konularında etkiler. Hayvan hastalık ve parazitlerinin gelişme ve yayılmalarında da meteorolojik değerler önem taşır.
Dünyanın etrafında döndüğü, bizim için bir enerji kaynağı olan parlak ve sıcak gazlardan oluşan gök cismine güneş denir.
Güneşin dünyamıza olan uzaklığı 150 milyon km'dir.
Güneş kendi etrafında 7 derece 11 dakikalık eğik bir eksen ile yaklaşık 25 günde döner.
Saatte 70000 km' ye yakın bir hızla hareket eder ve bütün güneş sistemini kendisi ile birlikte hareket ettirir.
Güneşin Yapısı ve Özellikleri :
- Yarı Çapı : 695.000 km. (Dünyanın ekvator yarıçapının 109 katı)
- Hacmi : 1.408 x 1015 km3 (Dünyanın hacminin 1.300.000 katı)
- Kütlesi : 1.9889 x 103 gr. (Dünyanın kütlesinin 333.4 katı)
- Ortalama Yoğunluğu : 1.41 gr/cm3
- Yüzey sıcaklığı : 6000°K merkezine doğru artarak 8-40 milyon dereceyi bulmaktadır.
Güneşin Tabakaları :
- Işık Küre (Fotosfer) : Güneşten gelen ışınların kaynağı olan ve en içte bulunan parlak küreye denir. Parlaklığı 2000-3000 km. arasında değişir. Yapısı saydam olup yüksek sıcaklıkta akkor halde bulunan metalik gazlardan oluşur.
- Renk Küre (Kromosfer) : Işık kürenin üstünde başlıca hidrojen ve kalsiyumdan oluşan parlak kırmızı renkli ve kalınlığı 10.000 km. civarında olan küreye denir.
- Taç Küre (Krona) : Renk küreden sonra gelen tabakadır. Çok yüksek sıcaklıklara sahip olup seyrek gazlardan oluşur. Boyutları milyonlarca km'ye ulaşır.
Güneşe uzaklık bakımından üçüncü (3), büyüklük bakımından ise altıncı (6) gezegendir.
Dünyanın Yapısı : Dünya, Atmosfer (hava küre), Hidrosfer (su küre) ve Litosfer (taş küre) olmak üzere üç bölümden meydana gelmiştir. Litosfer yer yüzünün merkezine kadar çeşitli tabakalara ayrılır.
Dünyanın Bölümleri:
- Nife (Çekirdek) : Nikel ve demirden oluşmuştur. Çapı 6000 km'den fazladır. (Barisfer ve ağır küre de denir)
- Nifsima : Nikel, demir, silisyum ve magnezyum içerir. 1700 km kalınlığındadır.
- Sima : Pirosfer, magma, ateş küre'de denir. Silisyum ve magnezyumdan oluşur. 1200 km kalınlığındadır.
- Sial : Kabuk tabaka da denmektedir. 60 km. kalınlığındadır. Yeryüzünden derinlere doğru inildikçe her 33 km de sıcaklık 1 derece artmaktadır. 60 km derinlikte sıcaklık 2000 dereceyi bulur.
- Dünyanın Ekseni Etrafında Dönüşü :
- 24 saatte döner ve 1 günü oluşturur. Dünyanın dönüş hızı ekvatorda 27 km/dk, Türkiye'nin üzerinde bulunduğu enlemde 20 km/dakika kutuplarda ise 10 km/dakikadır.
- 21 Mart - 23 Eylülde güneş ışığı ekvatora dik olarak geldiğinden gece ve gündüz 12 saat olarak eşit olmaktadır.
- 21 Haziranda kuzey yarım kürede, 21 Aralıkta ise güney yarım kürede en uzun gündüz yaşanır. Sıcaklığın yer yüzünün her yerinde eşit olmamasının nedenleri ise;
- Dünyanın eğimli ekseni etrafında batıdan doğuya doğru dönmesi,
- Yer yapısının çeşitli maddelerden oluşması,
- Atmosfer şartlarının her yerde aynı olmaması,
- Güneşe doğru olan uzaklığın değişmesidir.
- Dünyanın Güneş Etrafında Dönüşü :
- Dünyamız yıl adını verdiğimiz güneş etrafındaki bir (1) tam devrini elips şeklindeki bir yörünge de 365 gün, 5 saat,48 dakika, 24 saniyede tamamlar (365 gün, 6 saat) Bu 6 saat dört yılda bir 28 gün çeken Şubat ayına eklenir.
- Dünya güneş etrafında çizdiği yörünge bir elips olup, güneş bu yörüngenin tam ortasında bulunmaktadır.
- Dünya takriben 1 Ocakta güneşe en yakın durumdadır. Bu noktaya Perihelion noktası denir.
- Dünya 1 Temmuzda güneşe en uzak durumdadır. Bu noktaya ise Apelion noktası denir.
- Perihelion noktasında dünya güneş mesafesi 149 milyon km, Apelion noktasında ise dünya güneş mesafesi 152 milyon km'dir.
- Dünya güneşe yakın olduğu zaman güneşten aldığı enerji, uzak olduğu zamana göre %6 daha fazladır.
- Dünyanın yörünge üzerinde 21 Mart-23 Eylül arasında geçen zaman, 23 Eylül -21 Mart arasında geçen zamandan daha fazladır. Bu yüzden ilkbahar ve yaz mevsimlerinin süresi, sonbahar ve kış mevsimleri süresinden daha fazladır.
- Dünyanın güneş etrafında bu dönüşü ekseninin 23°27' eğik olması dolayısıyla güneş ışınlarını değişik açılar altında alarak farklı ısınması nedeni ile mevsimler oluşmaktadır. Bu dolanma olmasa idi, dünyanın bir bölümü sürekli yaz, diğer bölümü sürekli kış olacaktı.
- Güneş ışınları yılda iki defa ekvatora, birer defada dönencelere dik olarak gelir.
- Işınların ekvatora dik gelmesine Ekinoks, ışınların dönencelere dik gelmesine Solstis denir.
- Ekinoks → 21 Mart-23 Eylül
- Kuzey yarım kürede ekvatordan 23°27' uzakta bulunan paralel dairesine yengeç dönencesi denir.
- 21 Haziran da yaz solstis' idir.
- Güney yarım kürede ekvatordan 23°27' uzakta bulunan paralel dairesine oğlak dönencesi denir.
- 21 Aralık Kış Solstisidir.
- Atmosferdeki sıcaklık yalnız güneşlenmeye bağlı olarak değişse idi yılın en sıcak günü 21 Haziran, en soğuk günü ise 21 Aralık olurdu. (Karaların hemen soğuyup ısınması örneğin öğle)
- Dünyanın Koniksel Hareketi : Dünya ekseni etrafında koniksel bir hareket de yapmaktadır. Bu hareketin bir devri 26.000 yıldır. Dünya, 13.000 yıl ekseninin bir tarafında, 13.000 yılda ekseninin diğer tarafına yatmış durumda koniksel hareket yapmaktadır. Bu hareketin nedeni yer çekimi kuvvetinin kutuplarda diğer yerlerden fazla olmasıdır. Bu olayın meteorolojik yönden fazla bir önemi yoktur.
- Dünyanın İçerisinde Bulunduğu Güneş Sisteminin Hareketi : İçerisinde bulunduğumuz güneş sisteminin de bir hareketi vardır. Bu hareket saniyede 19,65 km'lik bir hızla yine içerisinde bulunduğumuz saman yolundaki vega yıldızına doğrudur.
- Dünyanın İçerisinde Bulunduğu Saman Yolu İle Birlikteki Hareketi : Dünyamız içerisinde bulunduğu saman yolu ile birlikte başka galakside yıldızlara doğru saniyede 280 km gibi büyük bir hızla ilerlemektedir.
Yer yüzünün etrafını çevreleyen ve farklı gazların karışımından oluşan tabakaya atmosfer denir.
Atmosferin Yararları :
- Güneşten gelen zararlı ışınları emip, bunların yer yüzene ulaşmasını engelleyerek dünyaya koruyucu bir siper görevi yapar.
- Uzaydan gelen göktaşlarının sürtünme nedeni ile parçalanmasını sağlar.
- Ses iletimini ve yanma olayının gerçekleşmesini sağlar.
- Güneşten dünyaya gelen ve yansıyan ışınların tekrar uzaya dönmesini önler.
- Işınları yansıtıp dağıtarak gölge yerlerin güneş alan yerlere göre daha karanlık ve daha soğuk olmasını önler.
- Atmosfer hareketleri yer yüzündeki gece gündüz sıcaklık farkını oldukça azaltır.
1- Atmosfer Bileşimi
Atmosfer gaz biçimindeki çeşitli elemanların mekanik bir karışımıdır ve içinde az miktarda olsa sıvı ve katı maddeler bulunur. Karışım özellikle troposfer tabakasında çok yoğun ve belirgindir. Troposferi oluşturan gazlar genel olarak 4 gruba ayrılır.
- Atmosferde Sürekli Bulunan Oranları Değişmeyen Gazlar : Azot, oksijen, hidrojen, argon, kripton ve ksenon gazlarıdır.
- Atmosferde Sürekli Bulunan Fakat Oranları Değişen Gazlar : CO2 (karbondioksit), su buharı, ozondur.Y
- Atmosferde Sürekli Bulunmayan Gazlar : NH3, H2S, SO2'dir.
- Atmosferde Bulunan Tozlar : İyot, amonyak, kükürt dioksit, toz, kirleticilerdir.
- Oksijenle birleşerek onun yakma özelliğini hafifletir.
- Nitrit ve nitratı oluşturur.
Oksijen : Oksijen bütün canlıların yaşaması için önemli olan bir gazdır ve atmosferde belirli oranda ve sürekli bulunur. Canlıların solunumu ve yanma olayı bakımından önemi vardır.
Karbondioksit : Atmosfer içinde değişik oranlarda bulunur. Bitkilerin fotosentezinde önem taşır. Güneşten gelen ve toprakta geri dönen ısı ve ışık dalgalarını tutar. Gündüzleri atmosferin ısınmasına geceleri ise soğumanın gecikmesine neden olur.
CO2'nin başlıca kaynakları: Solunum, yanma olayları, volkanlar, maden ocakları, maden suları ve bakteri atıklarıdır.
Su Buharı : Atmosferde sürekli ve değişik oranlarda bulunur. Güneşten ve topraktan gelen enerjinin tutulmasında böylece gündüzleri ısınma geceleri ise soğumanın yavaşlamasına etkilidir. Atmosferde su buharının kaynağı; denizler, göller, akarsular ve nemli yüzeylerdir.
Su Buharının Faydaları :
- Yağışların oluşmasını sağlar,
- Atmosferde koruyucu bir örtü vazifesi görerek dünyanın çabuk soğumasını önler.
- Havayı yumuşatır, nefes almamızı sağlar,
- Cildin çatlamasını önler,
- Hava içerisindeki bakterilerin yaşamasını sağlar.
Atmosferdeki Su Buharı Miktarı Aşağıdaki Özelliklere Göre Değişim Göstermektedir.
- Enlem Derecesine Göre : Ekvatorda %2, 3 iken, kutuplarda %0,2'ye düşer
- Mevsimlere Göre : Sıcak mevsimlerde soğuk mevsimlere göre daha fazladır.
- Gece ve Gündüze Göre : Gündüzleri daha sıcak olduğundan daha fazladır.
- Yüksekliğe Göre : Atmosferin yer yüzüne yakın kısmında fazladır.
- Coğrafi Bölgelere Göre : Deniz, göl ve akarsuların bulunduğu yerlerde daha fazladır.
Atmosferde Bulunan Tozlar : Yapıları itibari ile organik, mineral olabilen tozlar atmosferde sürekli mevcuttur. Mineral biçimindeki tozlar yer yüzünden havalanabileceği gibi yanar dağlardan çıkan küller aracılığı ile de atmosfere karışabilir.
Organik Tozlar ise ormanları ve ağaçların ürettikleri erkek çiçek tozları olabilir. Tozların en büyük görevi havanın ısınması ile toprağın radyasyonla ısı kaybetmesini önlemesidir.
2- Atmosferin Katları
- Nitrojenfer : Kalınlığı yerden itibaren 80 km kadardır. Azot gazı yalnızca bu tabakada bulunur. Üç kısımdan oluşur. 1- Tropasfer, 2- Straposfer, 3- Mezosfer tabakasıdır.
- İyonsfer : Atmosferde 80 km'nin üzerinde bulunan gazlar genellikle iyonlarına ayrılmışlardır. Bu katman 80-600 km arasındaki tabakadan oluşmaktadır. Gazların iyon biçiminde olmalarından dolayı bu tabakaya iyonsfer adı verilir. Kendi içinde ikiye ayrılır.
- Hidrojensfer : 80 km'den 200 km' ye kadar olan katmanı içerir. Burada nitrojensfer tabakasındaki azotun yerini hidrojen almıştır. Yerden 100 km yükseklikteki havanın gaz içeriği %95 hidrojen, %4 helyum, %1 azottur.
- Geokoronyumsfer : 200 km'den sonra başlar. Güneşin taç kısmını oluşturan kronyum'a benzer bir gazdan oluşmuştur ve 600 km'ye kadar devam eder.
Güneş ışınları yer yüzünün ısı dengesini düzenleyen ve hava olayları için gerekli enerjiyi sağlayan iklim elemanıdır.
- Güneş dakikada 5x1027kcal'lık enerji vermektedir.
- Güneşin yüzey sıcaklığı 5000-6000°C dolayındadır.
- Atmosferin boş sınırında 1 cm² lik yüzeye dakikada 1,94 cal'lık enerji gelmektedir.
- Tropikal Bölge : Güneş ışınları bir yılda bir kez 6. ayın 21'inde öğlenler i olmak üzere 23,5° kuzey enleminde, bir kez de 12. ayın 21'inde olmak üzere 23,5° güney enlemine dik gelmektedir. Bu 23,5° kuzey ve güney enlemlerine dönem noktaları veya dönem enlemleri denir. Bunlar arasında kalan bölge tropik bölgeyi oluşturur. En uzun gün :13,5 saat, En kısa gün 10,5 saattir.
- Ilıman Bölge :Dönem noktaları ile kutup çemberi arasında kalan bölgeler ılıman bölge olarak adlandırılır. Bu bölgelerde en uzun güneşlenme 23,5 enlemde 13,5 ile 66,5° derece enlemde 24 saat arasında değişmektedir.
- Kutup Bölgeleri : Kutup çemberi yani 66,5° enlem ile kutup noktası yani 90° enlem arasında kalan bölge kutup bölgesidir. Bu bölgelerde güneşlenme, günün zamanına bağlı olmayıp mevsimlere göre değişmektedir. Gün uzunluğu kutup çemberinden başlayarak kutup noktasına doğru artmaktadır. Böylece kuzey kutbunda güneşlenme uzunluğu 186 güne erişmekte, gece ise 179 gün sürmektedir. Yer yüzüne ulaşan ışınlar çeşitli dalga boylarına sahiptir. Işınların dalga boyları kısaldıkça içerdikleri enerji miktarı artar. Işık boyları bitki gelişmesine farklı şekilde etki yapmaktadır. Ultra viyole ışınları genellikle zararlı etki yaparken, viole ve mavi ışınlar bitki hareketleri veya büyümelerinde olumlu etki yapar. Mavi ve kırmızı ışınlar fotosentez olayında ana materyaldir. İnfrarot ışınları ısıtmada rol oynak. Işınlar yer yüzüne inildikçe büyük ölçüde tutulurlar, yükseklere çıkıldıkça kısa dalga boylu ışınlar artar.
- Dağılma : Dalga boyunu değiştirmeksizin veya başka bir enerji şekline dönüştürmeksizin yolunu değiştirmesidir. Mavi renkli ışınlar uzun dalga boylu ışınlara göre daha fazla dağılırlar. Bu nedenle gök yüzü mavi renkli görünür.
- Emilme (Absorbsiyon) : Işık enerjisi sıcaklık ve iyinizasyon gibi diğer enerji şekillerine dönüşmektedir. En çok emilen ışınlar ultraviyole ışınlarla uzun dalga boylu ışınlardır. Atmosferin ısınması yalnızca güneşten doğrudan doğruya gelen ışınlarla olmamaktadır. Havanın alt tabakasının ısınması daha çok yerden yansıma ile olur. Şöyle ki yer yüzüne gelen kısa dalgalı ışınlar absorbe edilir. Uzun dalga boylarına sahip ışınlar ısı dalgalarına çevrilir ve tekrar atmosfere iletilirler. Atmosfer ikincil uzun dalga boyu ışınları tekrar absorbe eder ve dolayısıyla sıcaklık artar.
- Işığın yansıması : Güneşten gelen ışığın dağılımı, güneşten yere kadar gelen ışınların %50'si suyun buhar biçimine dönüşmesinde, %19'u ısı olarak, %29'u geriye yansımakta ve %1,2 si bitkiler tarafından fotosentez yolu ile kimyasal enerjiye çevrilmektedir.
- Sıcaklık : Isı cisimlerdeki mevcut potansiyel güç, sıcaklık ve gücün kinetik olarak etkisidir. Yapılan hesaplara göre güneş dünyaya 90°lik bir açıyla ışın gönderdiğinde atmosferin en üst tabakasına 1 cm² ye, 1,94 kalori verir. Buna güneş sabitesi denir. Sıcaklık termometre ile ölçülür, derece olarak tanımlanır. Isı, sıcaklık yardımı ile ölçülür, kalori ile tanımlanır. Kalori, 1gr. suyun sıcaklığının 142 dereceden 15°C'ye yükselten enerji miktarıdır. Sıcaklık insan, bitki ve hayvan hayatının devamı için gerekli ve en önemli iklim elemanıdır.
- Kondiksiyon : Bir biri ile temas eden iki cisim arasındaki sıcaklık farkı kalmayıncaya kadar sıcak cisimden soğuk cisme doğru ısı akışı meydana gelir.
- Radyasyon : Güneşten gelen ısı enerjisinin dalgalar halinde ve aracı bir madde olmaksızın yayılmasıdır. Bu olay atmosferin yer yüzüne kıyasla soğuk olduğu anlarda topraktan havaya doğru meydana gelir. Radyasyon genellikle güneş battıktan sonra kuvvetli bir biçimde ortaya çıkar. Kış aylarında gece soğuklarının meydana gelmesine neden olur. Sonbahar aylarında donların meydana gelmesinde rol oynar. Bulutlu havalarda geceleri hemen hemen ısının hiç düşmemesinin açık havalarda ise don tehlikesi yaratacak kadar düşmesinin nedeni radyasyondur.
- Konveksiyon : Değişik sıcaklıktaki kütlelerin hareket etmesi ile meydana gelen bir ısı akışı söz konusudur. Eğer kütle değişimi rüzgarsız bir ortamda ve yalnızca sıcaklık farkı nedeniyle meydana gelmişse termik konveksiyon, rüzgar yardımı ile meydana gelmişse dinamik konveksiyon olarak adlandırılır.
Belirli zamanlarda aynı sıcaklık değerlerinin birleştirilmesi sonucu oluşturulan eğriler yardımı ile olmaktadır. Bunlara isoterm denir.
- Gerçek İsoterm : Burada ölçüm yapılan istasyonların gerçek sıcaklık değerleri verilmektedir ve yükseklik durumları nedeni ile her hangi bir değişiklik yapılmamaktadır.
- Ayarlanmış İsoterm : Her türlü değerler deniz seviyesine ayarlanmakta haritalarda yükseltilere yer verilmemektedir.
- Gradiyant Sıcaklık Değişimi : Atmosfer içerisinde yukarıya doğru bulundukça sıcaklık düşmeleri olmaktadır. Bu olaya gradiyant sıcaklık azalması denir.
- Adiyabatik Sıcaklık Değişimi : Yükselen hava kütlelerinde oluşan hacim genişlemesi sonucu, soğuma alçalan hava kütlelerinde ise sıkışma meydana gelir. Diğer bir anlatımla hacim azalması sonucu bir ısınma oluşur. Bu olaya adiyabatik sıcaklık değişimi denir. Kuru hava koşullarında meydana geliyorsa kuru, nemli ortamda meydana geliyorsa nemli adiyabatik sıcaklık değişimi denir.
Atmosferin ısınmasını etkileyen etmenler;
- Yer küresinin özelliklerinden doğan etkenler: Güneşten gelen ışınlar yer yüzüne inerken, atmosfer içinde çeşitli şekilde değişikliğe uğramaktadır. Atmosferin bir an için yok olduğu kabul edersek yer küresinin atmosferin ısınmasındaki rolü şöyle ortaya çıkar.
- Güneş ışınlarının yere geliş açısı: Enerji şiddeti gelen radyasyonun yer yüzü ile yaptığı açıya bağlıdır. Açının 90° ye yakın olması oranında ısı ve enerji artar. Açı küçükse ısıda o derece azdır. Çünkü dike yakın gelen bir ışık o oranda az bir alanı aydınlatır. Eğik gelen ışınlar ise daha geniş bir yüzeyi aydınlatır, daha fazla bir yansımaya uğrar.
- Işınların aydınlatma süreleri : Işınların aydınlatma süresinin uzunluğu ile ısınma doğru orantılıdır. Bu süre her şeyden önce mevsimlere bağlıdır. Örneğim kuzey yarım küresinde ısınma yaz aylarında daha fazla, kış aylarında ise daha azdır.
- Atmosferden doğan etkenler : Güneşten gelen ısınların bir kısmı atmosfer bünyesinde alıkonulur. Böylece atmosfer azda olsa ısınır. Atmosfere gelen enerji 100 olarak kabul edilirse, dağılım yaklaşık şöyledir;
- %25 Bulutlar ve atmosfer etkisiyle uzaya geçer,
- %25 Dağılma (Diffizyon) ya uğrar,
- %15 Atmosfer tarafından emilir,
- %8 Yere çarpınca geri yansır,
- %27 Yeri ısıtır.
- Yer yüzü özelliklerinden doğan etkenler : Yer yüzünün özelliklerinden doğan etkenlerin en önemlisi ışığın yer yüzeyi ile yaptığı açıdır. Diğeri ise katı ve sıvı cisimlerin emme özellikleri ile bunların dağılımıdır. Yer yüzüne ulaşan ışınların çarpma açıları ise yamaç eğimlerine bağlıdır. Güneşe eğimi ise gelişi 90° yek yaklaşırken kuzeye eğimli olduğu durumlarda açı oldukça küçülür.
- Celcius Iskalası : Suyun donma noktası (0)°C kaynama noktası (100)°C olarak alınmıştır. 100 eşit parçaya bölünerek oluşturulmuş ıskaladır. (0-100=100)
- Fahrenhayt Iskalası : Buzun eridiği nokta (32) suyun kaynadığı nokta (212) sayısı yazılıp (32-212=180) eşit parçaya bölünür.
- Reomür Iskalası : Buzun eridiği nokta (0) suyun kaynadığı nokta (80) olarak belirlenmiştir ve (80) eşit parçaya bölünür. (0-80=80)
- Mutlak Iskalası : Santigrat derece (°C) sıcaklığına mutlak sıfır noktasının ilavesi ile bulunan ıskaladır. (A/273)
Güneşten yer yüzüne inen ışınlarla öncelikle toprağın üst yüzeyi ısınır. Bu nedenle toprağın üst yüzeyi ile toprağın derinlikleri arasında sıcaklık farklılığı oluşur. Yüzeyden derinliklere olan ısı akımı, sıcaklık farkının büyüklüğüne ve toprağın ısı iletkenliğine bağlıdır.
Sıcaklığın Günlük Değişimi
Sıcaklık Yönünden Belirli Günler :
- Eğer gün 25°C ve bunun üzerinde ise yaz günü, 30°C ve üzerinde ise tropik gün, -0,1°C ve daha düşük ise kış günü,
- Günün en düşük sıcaklığı 24 saat içinde her hangi bir anda 0°C ve daha altına düştüğü günler donlu gün,
- Günlük en düşük sıcaklık -10°C veya daha altına düştüğünde şiddetli donlu gün,
- Sonbahar veya kışın ilk don tarihlerine ilk don,
- İlkbahar ve son don tarihlerine ise son don denir.
- Atmosferde Günlük Sıcaklık Değişimi :
- Bulutluluk : Çok bulutlu bölgelerde bir taraftan günlük maksimum sıcaklığın değeri düşerken, diğer taraftan günlük minimum sıcaklığın değeri yükselmektedir. Çünkü bulut yeryüzüne gelen ışınlara bir engel oluşturduğu gibi, yer yüzünün geri yansıtılan uzun dalgalı ışınlarda atmosferin çok yukarı katlarına veya atmosfer dışına çıkmasını da azaltır. Kısaca bulutlu günlerde, maksimum sıcaklıkla, minimum sıcaklık değerleri birbirine yaklaşır. Maximum = Öğleden sonra, Minimum = Gün doğduktan sonraki an.
- Yağışlar : Yağışlar sıcaklığın günlük dalgalanmasını değiştirerek, örneğin ekvator bölgelerinde öğlenleri yağan serinletici konveksiyon yağışları bu bölgelerde en yüksek sıcaklığın öğleden önceleri meydana çıkmasına neden olur.
- Rüzgar : Deniz rüzgarlarının etkisinde kalan yerlerde, sıcaklık maksimum ve minimum sınırları birbirine yaklaşmış durumdadır.
- Enlem Derecesi: Kutup bölgelerinde sıcaklıktaki günlük farklılığı söz konusu olmasına karşın küçük enlem derecelerine günlük sıcaklık farklılıkları belirgin derecede ortaya çıkar. Bu bölgelerin ekvator dolayları olması gerekmekte ise de durum böyle olmayıp ekvator bölgesinde görülen sık bulutluluk buna engel olur. Günlük sıcaklık farklılığının en büyük olduğu yerler subtropik ve özellikle subtropik kurak bölgelerdir.
- Kara ve Deniz Dağılımı : Karalarda günlük maksimumla, minimum arasındaki fark denizlerdekine göre daha büyüktür. Çünkü, su karalara göre daha yavaş ısınır ve sahip olduğu ısı enerjisini daha yavaş kaybeder. (Karalar erken ısınır, erken soğur-Denizler geç ısınır-Geç soğur)
- Arazinin Tapografik Yapısı : Vadilerde soğuk hava birikimi oluştuğundan minimum sıcaklık derecesi daha düşüktür. Bunun sonucunda günlük sıcaklık farklılıkları daha fazla olur. Tepeli yerlerde ise gündüz ve geceleri ekstrem değerler elde edilmediğinden günlük sıcaklık farklılıkları daha azdır. Eğimin güney yamaca olduğu arazilerde gündüzleri ısınma fazla olduğundan günlük sıcaklık farkı kuzey yamaca göre daha fazladır.
- Toprakta Günlük Sıcaklık Değişimi : Günlük sıcaklık farklılıkları, toprak içerisinde atmosferden farklıdır. Aydınlanma durumu en fazla toprak üstü yüzeyinde etkilidir. Günlük sıcaklık değişimi en fazla toprak üst yüzeyinde meydana gelir. Ayrıca sıcaklık maksimum olduğu zamanla, ışık şiddetinin en fazla olduğu zaman (öğle saatleri) hemen hemen aynıdır. Toprak yüzeyinin minimum değeri ise güneş doğmadan kısa bir süre önce olur. Günlük sıcaklık değişimi aşağı toprak katmanlarına inildikçe azalmaktadır. Isının toprak alt katmanlarına iletimi kondiksiyon yoluyla olmaktadır. İlerleme hızı düşüktür, buna karşın havadaki ısı iletimi hızlıdır.
- Su Kütlesinde Günlük Sıcaklık Değişimi : Su yüzeyinde, toprak yüzeyi gibi fazla ısınma ve büyük bir günlük ısı değişmesi olmamaktadır. Suyun özgül ısısının yüksek olması nedeni ile suyun ısınması ve soğuması yavaş yavaş olmaktadır. Ekvator bölgesindeki suyun yüzeyindeki günlük ısı değişimi 0,3°C, 50 N enlem dairesinde ise 0,15°C'dir. Çok az farklılık gösteren su yüzeyi hava sıcaklığının değişiminde de oldukça etkilidir.
Sıcaklığın yıllık değişim eğrisi, aylık ortalama sıcaklıklar yardımı ile çizilir. Bir yöreyi temsil edecek uygun yıllık sıcaklık eğrisinin çizilebilmesi için uzun yıllara dayanan gözlem sonuçlarının olması gereklidir. Bu eğriler o yörenin sıcaklık durumu hakkında kabaca fikir verir. Yalnız eğrinin yükselme ve alçalmasının güneşlenme şiddeti ile değiştiği açıkça görülmektedir.
Günlük sıcaklık değişimine etki eden bütün faktörler yıllık sıcaklık değişimine de etki eder. Yıllık sıcaklık farklılıkları ;
- Güneş durumuna,
- Enlem derecesine,
- Deniz ve kara dağılımına göre farklılık gösterir.
Tropik bölgelerde yıllık sıcaklık farkı güneş yüksekliğinin fazla değişmemesi nedeni ile azdır. Örneğin; 38° N enleminde ve karasal yörede sıcaklık farkları, 20°C iken, bu fark ekvator bölgesinin karasal yöresinde 7°C, kuzey kutbu yakınlarında, Sibirya'nın kuzeyinde en yüksek sıcaklık 70°C'ye kadar yükselir. (Max=+15 - Min = -51)
Su içerisinde, günlük sıcaklık değişiminde olduğu gibi yıllık ekstrem sıcaklık farkları karaya kıyasla daha azdır ve yıllık sıcaklık eğrisinin seyri daha yatıktır.
Su içerisinde ekstrem değerler Ağustos ve Şubat aylarında ölçülmektedir.
Ekvatorda yıllık sıcaklık farkı 2°C'dir. 20°N enleminden başlayarak bu fark artar ve 45°N enleminde 7° ye ulaşır. Buna karşın 45°N enleminde karasal yöredeki sıcaklık farkı 32°C'dir.
Toprak içinde yıllık sıcaklık değişimleri oldukça farklıdır. Günlük sıcaklık değişiminde sıcaklık farkının toprak derinliğine inildikçe azaldığı ve ekstrem değerlerin iletimin yavaşlaması nedeni ile büyük ölçüde geciktiğini görürüz. Ayrı değişimi yıllık değişimlerde de görürüz.
Yıllık Sıcaklık Farklarına göre Farklı Yıllık Sıcaklık Değişim Tipleri :
- Ekvatoral Tip (İç Tropikal Tip) : İç tropikal tipte yıllık sıcaklık dereceleri arasındaki fark çok küçüktür. Sıcaklıkların aylık ortalamaları 25-29°C'dir. Yıl içinde sıcaklık iki kez (Nisan-Ekim) en üst düzeye çıkar.
- Dış Tropikal Tip : Dış tropikal tip iki ayrı tipe ayrılır. Bunlar Hindistan tipi ve Sudan tipidir. Hindistan tipinin karakteri "Monzum Yağışları" tarafından belirlenir. En yüksek sıcaklık yağış periyodundan önce meydana gelir. Yağış periyodundan sonra daha zayıf ikinci bir sıcaklık maksimumu meydana gelir. Sudan tipinde yaz yağışları nedeni ile sıcaklık düşmekte ve bu nedenle bu tipte de sıcaklık iki maksimum değere ulaşmış olmaktadır.
- Subtropik Tip : Bu tipte yazı maksimuma doğru düzenli bir çıkış ve yaz maksimumundan sonra da düzenli bir sıcaklık inişi görülür. Okyanus maksimumundan sonra da düzenli bir sıcaklık inişi görülür. Okyanus etkisi olan yerlerde maksimum sıcaklık sonbahar aylarına doğru kayar.
- Ilıman Bölge Tipi : Bu tipte yıllık sıcaklık farklılıkları daha belirgindir. Özellikle karasal bölgelerde bu belirginlik iyice artar. Okyanus etkisinde bulunan yerlerde ise sıcaklık maksimum değerine daha geç erişir.
- Subpolar Tip : Yaz mevsiminin kısa olması nedeni ile sıcaklık yükselmesi geç başlar. Fakat yaz aylarında günün uzun olması sonucu sıcaklık yükselmesi birden bire artmaktadır. Yaz periyodunun sona ermesi ile geceleri çok uzamakta ve sıcaklık düşüşü de aynen yükselmede olduğu gibi ani olmaktadır. Okyanus etkisi olan yerlerde sıcaklık dalgalanması karasal alanlara göre daha küçüktür.
- Polar (Kutup) Tipi : Bu bölgelerde sıcaklık dalgalanmaları beklenen kadar büyük değildir. Yaz aylarında güneş ışınlarının kesiksiz olarak bu bölgelere gelmesine karşın büyük bir sıcaklık yükselmesi görülmez. Çünkü kışın biriken karların erimesi büyük miktarda ısı tüketir. Karasal lık ve okyanus etkisinde bulunma arasında büyük bir fark yoktur.
Günlük sıcaklık değişimlerine termoperyot denir.
Hava sıcaklığı genelde gün içerisinde öğleye kadar artar ve bu sırada nispi nem düşer. Öğleden sonra bunun tam aksi olur ve sıcaklık düşer, nispi nem artar. Bu sıcaklık değişimlerinde bitkiler gelişmelerini tamamlayabilmek için gündüzleri yüksek, geceleri ise düşük sıcaklık ister. Mesela domates bitkisinin en yüksek ürün verdiği gündüz sıcaklığı 26,5 °C ve gece sıcaklığı 17-19°C olarak belirlenmiştir.
Bitkilerin bu şekilde gece ve gündüz sıcaklıklarında değişiklik istemeleri olayına veya bu sıcaklık değişimlerine gösterdikleri tepkiye termoperiyodizm denir. Bir bitkinin her hangi bir yerde yetişip yetişemeyeceği, yetiştirilebiliyorsa bunun ekonomik olup olmayacağına karar veren iklim elemanlarından en önemlisi "sıcaklık" tır. Sıcaklık ile bitki ilişkisi daha çok meteorolojinin bir alt dalı olan "Tarımsal Meteoroloji" ile ilgilidir.
Bitkilerin büyük kısmı 7 ile 38°C sıcaklıkları arasında optimum gelişmelerini sürdürürler. Bu sıcaklığın üstünde ve altında bitkilerin biyolojik faaliyetleri durur.
Yüksek sıcaklığın zararları; Polenler kurur, büyümede durma ve solgunluk olur.
Düşük sıcaklığın zararı ise donun meydana gelmesidir.
Bitki gelişmesi soğukların sona ermesi ve sıcaklığın artması ile başlar. Bitkilerin familya, cins, tür ve çeşitlerinin sıcaklık istekleri birbirlerinden oldukça büyük farklılıklar göstermektedir.
Bitkilerde gelişmenin en fazla olduğu sıcaklığa "optimum sıcaklık derecesi" denir. Sıcaklık optimum sıcaklıktan fazla ise bitkide gelişme önce durur. Sonra canlılık kaybolur.
Yüksek sıcaklıklar bitkide büyümeyi durdurur ve genellikle aşırı buharlaşma ve evaporasyon nedeniyle solma şeklinde kendini hissettirir. Düşük sıcaklıkların tarımsal açıdan önemi büyüktür. Her bitkinin dayanabileceği farklı düşük sıcaklıklar vardır. Tarım bakımından önemli olan düşük sıcaklıklar sıfır derecenin altında olduğu zamanki sıcaklıklardır ve bunlar "don" olarak tanımlanır.
Bitkilerin dona karşı duyarlılıkları fenolojik devreleri ve bitkinin organları ile bağlantılıdır. Örneğin, zeytin ağaçları -10°C' ye kadar dayanabilirken, turunçgiller ancak birkaç saat böyle bir sıcaklığa dayanabilirler.
Aynı şekilde meyve ağaçlarının gövdesi -15°C' ye kadar dayanmasına rağmen, örneğin şeftali ağacının çiçekleri -2 - 2°C'ye, kayısı -3 - 3°C'ye ve kiraz da -2 - 2°C'ye kadar dayanabilir.
Su Buharı
Atmosferde su baharı çok az olmasına nazaran çok önemli bir elemandır. Çünkü meteorolojik olayların oluşmasında etkilidir. Atmosferdeki su buharının kaynağını toprak ve su yüzeyinden buharlaşan su oluşturur. Atmosferde su buharı sürekli fakat değişik miktarlarda bulunur. Su buharı atmosferde gözle görülemeyecek düzeyde olup, çiğ, kırağı, sis ve bulut biçimine dönüşerek görülebilir hale gelmektedir. Atmosferdeki su buharı atmosferin her yerinde eşit olarak dağılım göstermez. Özellikle tropik bölgelerde daha fazla bulunur.
Su yüzeyinden, nemli topraktan ve bitkilerden buharlaşarak atmosfere karışan su, üç biçimde bulunur. Bunlar; gaz, sıvı ve buz kristalidir. Bir durumdan diğerine olan geçişler sıcaklığa yani ısı alışverişine bağlıdır. Bir durumdan diğerini geçiş aşağıdaki şekilde olur.
Buz -----------Su----------------Su Buharı
Erime Buharlaşma
veya
Su Buharı -----------------Su ------------- Buz
Yoğunlaşma Donma
Su buharı gr/m3 şeklinde ölçülür.
Havanın su buharı miktarı atmosferde zaman ve yer olarak çok fazla değişmektedir. Atmosfer bileşiminde su buharı miktarı:
- Deniz yüzeyinde ortalama %1,3
- Çok kurak bölgelerde %0
- Çok nemli bölgelerde ise %4'e kadar çıkmaktadır.
Atmosfer içindeki belirli bir hacimdeki hava belirli sıcaklıkta ancak belirli miktarlarda su buharı taşıyabilmektedir. Havanın en yüksek su buharı ile yüklenmesi "havanın doymuş durumu" olarak tanımlanır. Doymuş olan hava fazla su buharı alamaz. Havanın sıcaklığa bağlı olarak taşıyabileceği su buharı miktarı gr/m3 şeklinde ölçülür.
Havadaki nem miktarının verilen değerleri aşması durumunda yoğunlaşma meydana gelmektedir.
Atmosferdeki hava nemi mutlak nem, bağıl (oransal) nem, spesifik (özgül) nem ve buhar basıncı olarak tanımlanır.
- Mutlak Nem : Mevcut belirli bir havanın 1m3 'deki nemin gr. olarak miktarıdır. Mutlak nem miktarı, sıcak bölgelerden soğuk bölgelere gidildikçe azalır. Aynı şekilde mutlak nem yaz aylarında kış aylarından, gündüzleri gecelerden daha yüksektir.
- Bağıl (Oransal) Nem : Belirli bir sıcaklıta 1 m3 havanın içerdiği nemin (mutlak nem) o sıcaklıkta taşıyabileceği en yüksek nem miktarına oranıdır ve (%) olarak tanımlanır. Atmosfer içinde yükselme sonucu hava soğuduğunda veya havaya soğuk bir hava kütlesi karıştığında bağıl nem miktarı artar. Bağıl nem değerinin % 100' e eriştiği sıcaklığa çiğleme noktası adı verilir.
- Spesifik (özgül) Nem : Spesifik nem 1 kg. havanın taşıdığı nemin miktarıdır ve (gr) olarak belirtilir.
- Buhar Basıncı : Havadaki su buharı miktarı buhar basıncı olarak da anlatılır. Buhar basıncı; havanın toplam basıncı içerisinde su buharının altındaki yüzeye yaptığı basınçtır. Birimi mm.Hg yüksekliği olarak verilir. Maksimum buhar basıncı havanın sıcaklık derecesine göre değişir. Bazı sıcaklık derecelerindeki maksimum buhar basıncı şöyledir.
0°C --------- 4,58 mm.Hg
20°C --------- 17,4 mm.Hg
Hava Niminin Değişimi :
Karalarda sabahları sıcaklığın minimum olduğu zaman olan gün doğuşu sarısında bağıl nem maksimum,
Sıcaklığın maksimum olduğu zaman olan öğleden sonraları ise minimum değere erişir.
Aynı şekilde, kış aylarında bağıl nemde bir maksimum, yaz aylarında ise bir minimum elde edilir.
Okyanusta günlük yada yıl içinde bağıl nem değerinde büyük değişiklik görülmez.
Bağıl nem oranları nemli karasal bölgelerde ve kutuplarda yüksek iken, subtropik bölgelerde düşüktür. Karasal bölgelerde hava sıcaklığının yüksek olması nedeni ile mutlak ve bağıl nem birlikte fazladır. Kutuplarda ise sıcaklığın az olmasına karşın bağıl nem değeri yüksektir. Subtropik bölgelerde mutlak nemin kutuplara oranla daha yüksek olmasına karşı atmosfer sıcaklığının fazlalığından dolayı bağıl nem değeri daha azdır.
Su buharı basıncı bağıl nemin aksine havanın soğuk olduğu zamanlarda daha düşüktür. Havanın sıcak olduğu zamanlarda daha yüksektir.
Bizim bulunduğumuz coğrafik bölgede ilkbahar ve yaz aylarında sabahın erken saatlerinde su buhar basıncı düşüktür. öğleye doğru havanın ısınması ve buna bağlı olarak artan buharlaşma ile su buharı basıncı yüksek bir düzeye erişir. (yaz = 2 max, -2 min) (Kış = 1 max - 1 min)
Hava Neminin Ölçülmesi :
- Psikometre İle Nem Ölçülmesi : Havadaki mutlak nem miktarı psikometre ile ölçülür. Psikometre, biri kuru, diğerinin haznesi ıslatılmış iki termometre ve bir vantilatörden oluşur. Termometrelere hazneleri çevresinden vantilatör yardımı ile hava akımı sağlanır. Islak haznede fazla buharlaşma nedeni ile termometrede sıcaklık düşmesi görülür. Çünkü buharlaşma için ısı enerjisi tüketilir. Havanın su buharı açısından doyma açığı ne kadar büyükse buharlaşma ve buna bağlı olarak ta ıslak ve kuru termometreler arasındaki sıcaklık farkı, o oranda büyüktür.
- Higrometre ile Nem Ölçülmesi : Yaygın olarak saçlı higrometreler kullanılmaktadır. Yağdan temizlenmiş insan saçı kullanılmaktadır. İnsan saçının nemlendiğinde uzaması esasına dayanır. Yalnız saç zamanla materyal yanılması gösterdiğinden, ara ara psikometre sonuçlarına göre ayarlanması gerekir.
Buharlaşma, yer ile güneş arasındaki enerji alışverişi sonucunda su moleküllerini birbirlerine bağlayan kohezyon kuvvetinin azalmasıyla ortaya çıkan bir olaydır.
Buharlaşma anında su molekülleri arasındaki bağlantı çok zayıflamakta ve moleküller bulunduğu yüzeyden ayrılarak atmosfere geçmektedir. Buharlaşma hava sıcaklığının, havanın çiğlenme noktası üzerinde olduğu zamanlar yani hava nem yönünden doyma açığı bulunduğu zaman olabilecektir. Buharlaşma için yer yüzündeki belli başlı kaynaklar :
- Okyanuslar,
- Denizler,
- Göller,
- Nehirler,
- Islak topraklar,
- Bitkilerdir.
Ortam sıcaklığına bağlı olarak 1 gr. su buharlaşırken çevreden 539-598 cal. alır. Ortalama 595 cal. kabul edilir. Bularlaşma hızı aşağıdaki faktörlerin etkisi altındadır.
- Havanın Nem İçeriği veya Doyma Açığı : Havanın nem içeriği oranında buharlaşma az veya çok olmaktadır. Nemli havalarda doyma açığı az olduğundan buharlaşma düşüktür.
- Hava Sıcaklığı : Havanın sıcak oluşu buharlaşmayı iki şekilde etkiler. Birincisi atmosferin sıcaklığı oranında taşıyabileceği nem miktarı da arttığından doyma açığı daha fazla olacaktır. İkincisi ise buharlaşmanın gereksinmesi olan enerjinin karşılanması yönündedir.
- Hava Hareketleri : Buharlaşan suyun yüzeyden ayrılmaması durumunda; atmosferin alt tabakası ile toprak veya su yüzeyindeki nem oranları bir birine eşit veya yakın olduğundan buharlaşma azalır veya durur. Buharlaşma olması için konveksiyonla su buharının, buharlaşan yüzeyden uzaklaşması gerekir. Buda hava hareketi ile mümkündür. Rüzgar hızı arttıkça buharlaşma artar.
- Hava Basıncı : Toprak ve su yüzeyinden oluşan buharlaşma bu yüzeylerdeki buhar basıncı ile daha yukarıdaki havanın buhar basıncı arasındaki fark ile orantılı olarak değişir.
- Yer veya Su Yüzeyinin Sıcaklığı : Yer veya su yüzeyi sıcaklığı arttıkça su moleküllerinin hızları artar. yüzeysel gerilim azalır. Bunun sonucunda toprak veya su yüzeyindeki havada nem ve buhar basıncı artacağından buharlaşma kolaylaşır.
- Su Kaynağının Miktarı ile Yoğunluğu : Buharlaşma meydana gelen yerde suyun az veya çok oluşu buharlaşmada etkilidir. Aynı şekilde suyun yoğunluğunun az olduğu yerlerde buharlaşma tuzlu sulara göre daha fazladır.
- Toprak ve Bitki Örtüsü Özellikleri : Toprak özellikleri topraktaki suyun buharlaşmasında önemli rol oynar. Toprak renginin koyu veya açık oluşu, toprak içindeki hava miktarı, toprağın tekstürü (vb) toprak faktörleri buharlaşmayı etkiler. Bitki örtüsünün varlığı ve çeşidi de buharlaşmayı etkiler. Bitki örtüsünün fazla oluşu topraktan kaynaklanan buharlaşmayı azaltır. Ancak toplam buharlaşma kendi bünyesinden oluşan transpirasyon biçimindeki buharlaşma nedeni ile artabilir.
- Evaporasyon : Evaporasyon; nemli toprak yüzeyi ile su yüzeyinden oluşan buharlaşma olarak bilinir.
- Transpirasyon : Bitkinin topraktan kökleri aracılığı ile aldığı suyun terleme yoluyla kaybolmasına transpirasyon denir.
- Evapotranspirasyon : Transpirasyon ve evaporasyonun isinin birlikte olmasına denir ve ikiye ayrılır.
- Gerçek Evapotranspirasyon : Mevcuk su miktarına göre meydana gelen toplam buharlaşmadır.
- Potansiyel Evapotranspirasyon : Bölgenin mevcut koşullarına göre yer yüzeyinde sürekli ve yeterli su olduğu durumlarda meydana gelecek en yüksek buharlaşma miktarıdır.
Karalar üzerinde en fazla buharlaşma ekvator bölgesinde meydana gelmektedir. Çünkü bu bölgede sıcak ve aynı zamanda yüksek buharlaşma subtropik kurak kuşağa doğru birden bire azalmakta ve orta enlemde ikinci bir maksimum değere ulaşmaktadır. İkinci maksimumların nedeni batı rüzgarlarıdır.
Kutuplara doğru sıcaklık azalmasına paralel olarak buharlaşmanın değeri de küçülmektedir. Karalardaki buharlaşma ile denizlerden olan gerçek buharlaşma karşılaştırıldığı zaman, kutuplarda denizlerden ve karalardan olan buharlaşma bir birine eşit ve ekvator bölgesindeki küçük bir alan dışında, yer yüzünün bütün enlemlerinde denizlerden olan gerçek buharlaşma karalardan daha büyüktür.
Buharlaşmanın Ölçümü ve Hesabı :
- Ölçme Yöntemleri :
- Buharlaşma Terazileri ile : En uygunu hild-buharlaşma terazisidir. Burada temel ilke buharlaşan suyun tartı ile bulunmasıdır. Su kaptan buharlaştıkça ibre kaç mm. suyun buharlaştığını gösterir. Ölçülen değer potansiyel buharlaşmayı gösterir.
- Buharlaşma Kapları : Bunlar su yüzeylerine ve arazi yüzeylerine yerleştirilen kaplardır.
- Deniz ve Göllere Yerleştirilen Buharlaşma Kapları : Belirli büyüklükte içi su dolu kaplar su içinde yüzmeye terk edilir. Tarım yönünden fazla önem taşımaz.
- Livingstone ve Ramsaver Sistemi (Evaporametre) : Bu yöntem buharlaşma kaplarına oranla doğal koşullara daha uygun düşmektedir. Buharlaşma yüzeyini gözenekli bir kıl küre oluşturur. Küreden buharlaşma oldukça, cam kaptan su ince bir boru yardımı ile kıl küreye doğru emilir. Kaptaki bölmelerden buharlaşan su miktarı, potansiyel buharlaşmayı gösterir.
- Lizimetreler : Özellikle tarıma yönelik evaporasyon ve evapotranspirasyon ölçmelerinde lizimetreler geniş ölçüde kullanılırlar. Bunlar değişik yüzey alanlarına sahip içi toprakla doldurulmuş tanklardır. Amaca göre lizimetre içinde bir bitki yetiştirilmektedir. Evapotranspirasyon ölçmelerinde lizimetreye belirli miktarda su verilir. Buharlaşan su yada lizimetre tartılarak yada lizimetreden drene olan su ölçülerek saptanır. Lizimetrelerle elde edilen buharlaşma değerleri uygulamaya daha uygundur.
Belirli sıcaklıktaki hava, ancak belirli miktarda su buharı taşıyabilir. Hava sıcaklığı, çiğlenme noktası sıcaklığının altına düştüğünde (diğer bir anlatımla bağıl nem oranı %100'den fazla olduğu durumlarda) su buharı sıvı duruma geçer. Bu olaya su buharının yoğunlaşması denir.
Toprak yüzeyinde veya yüzeyden fazla yüksek olmayan cisimler üzerinde ortaya çıkan yoğunlaşmaya sis, daha yükseklerdekine ise bulut adı verilir.
Hava Soğuma ve Yoğunlaşma Şekilleri
Atmosferde havanın soğuması, çiğlenme noktasının aşılması dolayısıyla yoğunlaşmanın oluşması çeşitli şekillerde olmaktadır.
- Nemli Havanın Soğuk Yüzeylere Çarpması ile : Açık ve berrak gecelerde radyasyonla toprak yüzeyi ısısı aşırı derecede düşmektedir. Bu yüzeylere çarpan nemli havadaki su buharı da soğumakta ve yoğunlaşma olmaktadır. Böylece çiğ meydana gelmektedir. Eğer soğuma çok fazla olursa su buharı toprak yüzeyinde donmaktadır ve kırağı meydana gelmektedir.
- Atmosfer Havasının Soğuması : Çeşitli nedenlerle soğuyan yer yüzü üzerindeki atmosfer alt tabakası havasında soğumasına neden olur. Özellikle geceleri sıcaklığın en düşük düzeye eriştiği zamanlarda nem miktarı çiğlenme noktasını aşarsa yoğunlaşma meydana gelmektedir. Bu biçimdeki yoğunlaşmalar sonucunda sis oluşur. Bunlarla birlikte sislerin oluşumu farklı şekillerde olabilir. Bunlar :
- Deniz Sisi : Ya sıcak deniz yüzeylerine soğuk havanın gelmesi ile yada soğuk deniz yüzeylerine sıcak havanın yayılması ile oluşur.
- Toprak Sisi : Toprağın ve bunu izleyen nemli havanın soğuması ile oluşur. Bunlar sonbahar ve kışın oluşan tipik sislerdir.
- Karışım Sisi : Sıcak ve soğuk havanın karışmasıyla oluşurlar. Bu çeşit sisler gündüzleri görülürler.
- Çeşitli Sıcaklıktaki Hava Kütlesinin Birbirine karışması : Sıcak hava kütlesinin daha soğuk bir bölgeye karışması, sıcak ve soğuk havanın bulunabileceği deniz kıyısı bölgelerde sık sık rastlanır.
- Havanın Yukarıya Doğru Hareketi : Toprak yüzeyindeki hava atmosfer içerisinde yükselirken hacimce genişlediğinden soğumaktadır. Şayet soğuma çiğlenme noktasına kadar inecek olursa yoğunlaşma oluşacaktır. Bu yoğunlaşma ile bulutlar meydana gelmektedir. Havanın yukarıya doğru hareketi buna bağlı olarak ta bulutların oluşumu çeşitli faktörlere bağlıdır.
- Termik Konveksiyon : Toprak yüzeyinde ısınmış nemli hava konveksiyonla atmosfer içerisinde yükselmektedir. Şayet atmosfer içerisinde her 100 metre yüksekliğe karşılık, sıcaklık farkı 1°C üzerinde ise aşağıdaki ısınmış hava hızlı bir biçimde yükselir. Bu koşullar düz alanlarda ve kentler üzerinde mevcuttur ve genellikle kümülüs tipi bulutların oluşmasına neden olur. Bu bulutlar belli yüksekliklerde yatay olarak hareket etmektedir. Eğer bu bulutlar aşağı tabakaları çevreye göre oldukça soğuk bir bölgeye gelirlerse alçalıp düşeceklerinden hava ısınacak ve bulutlar çözülecektir.
- Yer Yüzeyinin Engebelik (orografik) Durumu : Nemli hava rüzgarında etkisiyle genellikle yer yüzeyine paralel akar. Havanın hareket yönündeki yükseltiler; gelen bu havanın yükselmesine aksi tarafta ise alçalmasına neden olur. Eğer bazı meteorolojik koşullar mevcutsa dağların nemli havanın geldiği tarafında bulutlar oluşur. Arka tarafta ise oluşan bulutlar çözülür ve kaybolur.
- Sıcak Hava Kütlesinin Soğuk Hava Kütlesiyle Karışması : Belirli bir hızla gelen sıcak hava kütlesi, soğuk bir hava kütlesiyle karşılaştığında soğuk hava tabakası üzerinde kayma ile yükselecektir. İlk önce yukarı hava tabakalarındaki yükselme ile "sirus bulutları" oluşmaktadır. Daha sonra alt tabakalarında yükselmesiyle "altosratus bulutları" meydana gelmekte ve bunları yağmur izlemektedir. Yağmurlar genellikle sıcak hava, soğuk hava kütlesine yayılmadan önce görülmektedir. Sıcak hava, soğuk hava yöresinde yayılmasını tamamladığında bu bölge ısınacak ve bulutların çözülmesine neden olacaktır.
- Soğuk Hava Kütlesinin Ani Akımı :Soğuk hava kütlesinin ani basıncı ile sıcak havanın hızlı bir şekilde yükselmesi meydana gelebilmektedir. Soğuk hava sıcak hava bölgesine geldiğinde bir dirsek oluşmakta, sıcak havayı alttan yukarıya doğru itmektedir. Böylece sıcak havanın kısa zamanda da belli yüksekliklere erişmesi sağlanmakta ve kümülüs bulutları oluşmaktadır. Burada yağışlar genellikle gök gürültülü olmaktadır. Soğuk havanın sıcak hava bölgesine yayılması ile yağmur yağışı sona ermekte ve bulutlar çözülmektedir. Bu anda aşağı katmanlarda toprak yüzeyi yakınlarında hızlı bir ısınma meydana gelmektedir. Buna bağlı olarak termik konveksiyon ve tekrar kümülüs bulutları meydana getirmektedir ki bu bulutlar yer yer yağış getirir. Bazen sıcak havanın aniden soğuk havayla karışmasıyla dolu da meydana gelebilmektedir.