Soluduğumuz havayı hafife alabiliriz, ancak Dünya'nın atmosferi tüm gezegenler arasında benzersizdir. Dünyayı çevreleyen atmosferin, 4,5 milyar yıl önceki oluşumundan bu yana var olduğu düşünülüyor. Ancak atmosferimiz zaman içinde çok gelişti ve değişti. Çok sevdiğimiz atmosferimiz olmasaydı, gezegenimiz gündüzleri Güneş'in kavurucu ışınları ve radyasyonuyla kavrulmuş, geceleri ise dondurucu soğukta cansız olurdu. Bu derste, atmosferimizi bu kadar özel yapan bazı şeyleri keşfedeceğiz.
Ben bu ders öğreneceğiz:
Dünya atmosferi, Dünya'nın etrafındaki gaz tabakasıdır. Atmosfer, Dünya'nın yerçekimi tarafından yerinde tutulur.
Atmosfer, Dünya'yı büyük bir yalıtım örtüsü gibi korur. Güneşten gelen ısıyı emer ve ısıyı atmosferin içinde tutarak Dünya'nın sıcak kalmasına yardımcı olur - buna Sera Etkisi denir. Ayrıca, özellikle gece ve gündüz arasında, Dünya'nın genel sıcaklığını oldukça sabit tutar. Böylece geceleri çok üşümüyoruz ve gündüzleri çok sıcak olmuyoruz.
Atmosferin , dünyayı Güneş'in radyasyonundan korumaya yardımcı olan Ozon tabakası adı verilen bir kısmı da vardır. Bu büyük örtü aynı zamanda hava durumu modellerimizi ve iklimimizi oluşturmaya da yardımcı olur. Hava, çok fazla sıcak havanın bir yerde oluşmasını engeller ve fırtınalara ve yağışlara neden olur. Bütün bunlar yaşam ve Dünya'nın ekolojisi için önemlidir.
Atmosfer belirli bir yerde bitmiyor. Dünya üzerinde yukarılara çıkıldıkça atmosfer incelir. Atmosfer ile uzay arasında net bir sınır yoktur.
Atmosferin %75'i Dünya yüzeyinin 11 kilometre (6.8 mil) içindedir.
Dünyadaki çoğu yaşam için oksijen gerekli olsa da, Dünya atmosferinin çoğunluğu oksijen değildir.
Dünya atmosferi yaklaşık %78 nitrojen, %21 oksijen, %0,9 argon ve %0,1 diğer gazlardan oluşur.
Eser miktarda karbondioksit, metan, su buharı ve neon, kalan %0,1'i oluşturan diğer gazlardan bazılarıdır.
Oksijen hayvanlar tarafından nefes almak için gereklidir ve karbondioksit bitkiler tarafından fotosentez için kullanılır.
Kül, toz, volkanik kül vb. dahil olmak üzere katı parçacıklar atmosferin küçük parçalarıdır. Bulut ve sis yapımında önemlidirler.
Dünya'nın atmosferi beş katmana ayrılmıştır (yukarıdan aşağıya):
1. Troposfer – Troposfer, yeryüzünün veya Dünya yüzeyinin yanındaki katmandır. Dünya yüzeyinin yaklaşık 20 km (12 mil) yukarısına kadar uzanır. Burası yaşadığımız yer ve hatta uçakların uçtuğu yer. Atmosferin kütlesinin yaklaşık %80'i troposferdedir. Troposfer, Dünya'nın yüzeyi tarafından ısıtılır.
2. Stratosfer – Stratosfer, troposferin üzerinde ve mezosferin altında yer alan Dünya atmosferinin ikinci katmanıdır. Stratosfer tabakası 35 km kalınlığındadır. Troposferden farklı olarak, stratosfer ısısını güneşten gelen radyasyonu emen ozon tabakasından alır. Sonuç olarak, Dünya'dan uzaklaştıkça ısınır. Hava balonları stratosfere kadar yükselir.
3. Mezosfer – Mezosfer, doğrudan stratosferin üzerinde ve termosferin altındadır. Yaklaşık 50 ila 85 km arasında uzanır. Burası çoğu meteorun girişte yandığı yerdir. Dünyanın en soğuk yeri mezosferin üst kısmıdır.
4. Termosfer – Sırada termosfer var ve burada hava çok ince. Termosferde sıcaklıklar aşırı derecede yükselebilir. AM radyo dalgalarını yansıtmaya yardımcı olduğu için bu katman radyo iletişiminde çok önemlidir. Uluslararası Uzay İstasyonu, termosferin üst kısmında, Dünya'nın yaklaşık 320 ila 380 km yukarısında yörüngede döner.
5. Exosphere - Son katman ve en incesi. Dünya yüzeyinin 10.000 km yukarısına kadar uzanır. Bu en üst katmandır ve gezegenler arası uzayda birleşir.
Bir katmanın bir sonraki katmana geçtiği yer “duraklar” olarak adlandırılmıştır. Yani tropopoz, troposferin bittiği yerdir. Stratopoz, stratosferin sonundadır. Mezopoz, mezosferin sonundadır. Bunlara sınır denir.
Kármán çizgisi veya Karman çizgisi, Dünya atmosferi ile dış uzay arasında bir sınır tanımlama girişimidir.
Yüksekliğe bağlı olarak atmosferin bazı bölümleri sıcak veya soğuktur. Bir cisim dümdüz yukarı çıkarsa soğur, fakat cisim yükseldikçe ısınır.
Dünya yüzeyindeki ortalama atmosfer sıcaklığı 14°C'dir (57°F).
Troposfer: Yükseklik arttıkça hava sıcaklığı düşer. Troposfer, Dünya yüzeyinin yakınında daha sıcaktır çünkü Dünya'dan gelen ısı bu havayı ısıtır. Yükseklik arttıkça hava moleküllerinin sayısı azalır; böylece kinetik enerjilerinin ortalaması azalır. Bu sonuç, irtifa arttıkça hava sıcaklığındaki azalmadır.
Stratosfer: Yükseklik arttıkça hava sıcaklığı artar. Stratosfer, ozon tabakası adı verilen bir ozon tabakasına sahiptir. Bu katman, güneş ışığından gelen ultraviyole radyasyonun çoğunu emer. Bu, stratosferin daha sıcak olmasına neden olur.
Mezosfer: Yükseklik arttıkça hava sıcaklığı düşer. Mezosfer, troposfer tabakası gibi, hava moleküllerinin yoğunluğunun azalması nedeniyle, rakımla birlikte sıcaklıkta bir azalmaya sahiptir.
Termosfer: Yükseklik arttıkça hava sıcaklığı artar. Termosfer, güneş ışınlarının bu dış katmandaki nitrojen ve oksijen molekülleri tarafından soğurulmasıyla ısıtılır. Bu nedenle, bu katmanın sıcaklığı yükseklikle artar.
Atmosferin basıncı vardır. Bunun nedeni havanın gaz olmasına rağmen ağırlığının olmasıdır. Deniz seviyesindeki ortalama atmosferik basınç yaklaşık 101,4 kilopaskaldır (14,71 psi).
Deniz seviyesindeki havanın yoğunluğu metreküp başına yaklaşık 1,2 kilogramdır. Bu yoğunluk, basıncın azalmasıyla aynı oranda daha yüksek rakımlarda azalır. Atmosferin toplam kütlesi yaklaşık 5,1 × 1018 Kg'dır ve bu, Dünya'nın toplam kütlesinin sadece çok küçük bir kısmıdır.
