1. Ana Sayfa
  2. Atmosfer Bilimi
  3. Dünya’nın Atmosferi ve Katmanları: Hangi Katmanda Neler Oluyor?

Dünya’nın Atmosferi ve Katmanları: Hangi Katmanda Neler Oluyor?

featured

Atmosfer, gök cisimlerinin etrafını saran ve gaz ile buhardan oluşan bir tabakadır. Bu tabaka, yaklaşık %78’i azot, %21’i oksijen, %0.93 argon, %1’i su buharından ve kalan kısmıysa diğer gazlardan oluşmuştur. Henüz net bir sınırı bilinmemekle birlikte birçok kişinin fikri bu tabakanın çoğunluğunun yeryüzüne ortalama 8 ila 15 km yükseklikte olduğu yönündedir.

Günümüzde atmosfer terimini bilmeyen kişi muhtemelen yoktur, ancak onun hakkındaki en büyük yanılgılar onun sadece oksijen bakımından işimize yaradığıdır. Yaşamın desteklenmesi için bir gezegende birçok koşulun sağlanması gereklidir. Atmosfer işte tam olarak Dünya’nın yaşama elverişli olmasını sağlıyor ancak bunu sadece oksijen yönünden yapmıyor.

Atmosfer sayesinde gezegenimizde hayatta kalabilecek gece gündüz sıcaklığına erişiyoruz, zira bunu dengeliyor. Aynı zamanda hava olayları da atmosfer sayesinde mümkün oluyor. Zira düşünsenize, hiç yağmur veya kar yağmadığında gezegenimizde oluşacak kuraklığı! Atmosferimiz, yıldızımız Güneş’ten gelen zararlı ışınlara (morötesi) da bir kalkan oluşturarak en minimum düzeyde ulaşmasına olanak sağlıyor.
Bunun yanı sıra hepimiz çocukluğumuzdan beri dinozorların nasıl ve ne şekilde yok olduğu anlatımına hemen hemen şahit olmuşuzdur. Bu denli bir yok oluş olmasa da insanlara ciddi derecede zarar verecek bir meteorun yanarak yer yüzüne ulaşamamasının sebebi de yine atmosfer adını verdiğimiz örtüdür. Bu gibi birçok örnekle saymaya devam edebiliriz ancak burada en azından tek bir sebebi olmadığını anlatmaya çalışmaktaydık.

Atmosfer’in kaç katmanı var? bu sorunun cevabı oldukça basit! Gezegenimizin atmosferinin 5 ana katmanı bulunmaktadır. Bunlar yeryüzünden gökyüzüne sırasıyla; Troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer, ekzosfer’dir. Ancak burada farklı ana olmasa da alt katmanlar da söz konusudur. Bunları hep beraber sırasıyla inceleyelim.

Troposfer

Yeryüzüne en yakın katman olan troposferde sürekli değişen ve gazları karıştıran hava koşullarına sahiptir.

Yer seviyesinden 8 ila 14.5 km seviyeye kadar uzanabilen bu katman neredeyse tüm hava olaylarının yaşandığı yerdir. Bu katmanda sadece soluduğumuz hava değil aynı zamanda bulutların çoğu da bu katmanda görülmektedir. Bunun sebebi atmosferdeki su buharının ortalama olarak %99 troposferde bulunmaktadır. Troposferde yukarı doğru çıkıldıkça hava basıncı ve sıcaklık düşmeye başlamaktadır.

Stratosfer

Ana katman olan stratosferin, yukarıda katmanlarla ilgili bahsettiğimiz gibi alt katmanları vardır.

Troposferden sonra gelen katman statosferdir. Bu katman traposferin bitiminden yaklaşık 50 km’ye yüksekliğe kadar çıkabilmektedir. Aynı zamanda ”Ozon Tabakası” bu katmanda bulunmaktadır.

Stratosferde nispeten bol bulunan alışılmadık bir oksijen molekülü türü olan ozon, Güneş’ten gelen ultraviyole radyasyondan gelen enerjiyi emerken bu katmanı ısıtır. Stratosfer boyunca yukarı doğru hareket ettikçe sıcaklıklar yükselir. Bu, yaşadığımız troposferdeki, artan yükseklikle sıcaklıkların düştüğü davranışın tam tersidir. Bu sıcaklık katmanlaşması nedeniyle, stratosferde çok az konveksiyon ve karışım vardır, bu nedenle oradaki hava katmanları oldukça kararlıdır. Ticari jet uçakları, aşağıdaki troposferde yaygın olan türbülanstan kaçınmak için alt stratosferde uçar. Aynı zamanda bu katmanda çok az su buharı bulunur, bunun sonucunda bu katmanda ciddi bir kuruluk meydana gelir. Stratosferin tepesindeki hava, deniz seviyesinde olduğundan yaklaşık bin kat daha incedir. Bu nedenle, jet uçakları ve hava balonları stratosferde maksimum operasyonel irtifalarına ulaşmaktadırlar.

Stratosferde, bir şekilde yıldırıma benzeyen nadir bir elektrik boşalması meydana gelir. Bu “mavi jetler” gök gürültülü fırtınaların üzerinde görünür ve stratosferin tabanından 40 veya 50 km (25 ila 31 mil) yüksekliğe kadar uzanırlar.

Mezosfer

Yaklaşık yerden 85 kilometreye kadar uzanan mezosfer, çoğu meteorun yandığı katmandır.

Stratosferden farklı olarak, mezosferde yükseldikçe sıcaklıklar bir kez daha soğumaktadır.  Dünya atmosferindeki en düşük sıcaklıklar, yaklaşık -90°C olup, bu katmanın tepesine yakın bir yerde bulunur. Bunun yanı sıra mezosferdeki hava solunamayacak kadar incedir; tabakanın altındaki hava basıncı, deniz seviyesindeki basıncın %1’inin oldukça altındadır ve yükseldikçe düşmeye devam eder.

Termosfer

Termosfer, mezosferin üzerinde yer alır ve sıcaklıkların yükseklikle tekrar arttığı bir bölgedir. Bu sıcaklık artışı, güneşten gelen enerjik ultraviyole ve X-Ray radyasyonunun emilmesinden kaynaklanmaktadır.

Gezegenimizin yaklaşık termosferin tepesi yerden yaklaşık 85 ila 650 km aralığında uzanmaktadır.

Alt termosferde (200 ila 300 km rakımın altında) sıcaklıklar keskin bir şekilde tırmanır, ardından düzleşir ve bu yüksekliğin üzerindeki irtifa arttıkça oldukça sabit kalır. Güneş aktivitesi, termosferdeki sıcaklığı güçlü bir şekilde etkiler. Termosfer tipik olarak gündüzleri geceye göre yaklaşık 200°C daha sıcaktır ve Güneş diğer zamanlara göre çok aktif olduğunda kabaca 500°C (900°F) daha sıcaktır. Üst termosferdeki sıcaklıklar yaklaşık 500°C ila 2.000°C veya daha yüksek olabilir.

Termosfer ile üstündeki ekzosfer arasındaki sınıra termopoz denir. Termosferin dibinde, termosfer ile aşağıdaki mezosfer arasındaki sınır olan mezopoz bulunur.

Termosfer, Dünya atmosferinin bir parçası olarak kabul edilse de, bu katmandaki hava yoğunluğu o kadar düşüktür ki, termosferin çoğu normalde dış uzay olarak düşündüğümüz şeydir. Aslında, en yaygın tanım, uzayın termosferin altındaki mezopozun biraz üzerinde, 100 km (62 mil) yükseklikte başladığını söylüyor. Uzay mekiği ve Uluslararası Uzay İstasyonu, termosfer içinde Dünya yörüngesinde dönüyor!

Termosferin altında, farklı türde atom ve moleküllerden oluşan gazlar atmosferdeki türbülansla iyice karıştırılır. Düşük atmosferdeki hava esas olarak 80 ila yaklaşık% azot moleküllerinin bilinen karışımı (N oluşmaktadır 2 ) ve yaklaşık 20% oksijen molekülleri (O 2 ). Termosferde ve üzerinde gaz parçacıkları o kadar seyrek çarpışır ki gazlar içerdikleri kimyasal elementlerin türlerine göre bir şekilde ayrılırlar. Güneş’ten gelen enerjik ultraviyole ve X-ışını fotonları da termosferdeki molekülleri parçalar. Üst termosferde, atomik oksijen (O), atomik nitrojen (N) ve helyum (He) havanın ana bileşenleridir.

Güneşten gelen X-ışını ve UV radyasyonunun çoğu termosferde emilir. Güneş çok aktif olduğunda ve daha yüksek enerjili radyasyon yaydığında, termosfer ısınır ve genişler veya “puflanır”. Bu nedenle, termosferin tepesinin (termopoz) yüksekliği değişir. Termopoz, 500 km ile 1.000 km veya daha yüksek bir yükseklikte bulunur. Birçok uydu, termosfer içinde yörüngede döner ve termosferin ısınması ve genişlemesi nedeniyle yörünge yüksekliklerinde (çok, çok ince) havanın yoğunluğundaki değişiklikler, uydular üzerinde bir sürükleme kuvveti oluşturur. Mühendisler yörüngeleri hesaplarken bu değişken sürüklemeyi hesaba katmalıdır ve sürükleme kuvvetinin etkilerini dengelemek için uyduların zaman zaman daha yükseğe yükseltilmesi gerekir.

Yüksek enerjili güneş fotonları ayrıca elektronları termosferdeki gaz parçacıklarından kopararak elektrik yüklü atom ve molekül iyonları oluşturur. Atmosferdeki bu tür iyonize parçacıkların birkaç bölgesinden oluşan Dünya’nın iyonosferi, elektriksel olarak nötr termosfer ile örtüşür ve aynı alanı paylaşır.

Okyanuslar gibi, Dünya atmosferinin içinde dalgalar ve gelgitler vardır. Bu dalgalar ve gelgitler, termosfer de dahil olmak üzere atmosferdeki enerjiyi hareket ettirmeye yardımcı olur. Rüzgarlar ve termosferdeki genel dolaşım, büyük ölçüde bu gelgitler ve dalgalar tarafından yönlendirilir. Elektriksel olarak nötr gazlarla çarpışmalarla sürüklenen hareket eden iyonlar, termosferin bazı bölümlerinde güçlü elektrik akımları üretir.

Son olarak, aurora (Güney ve Kuzey Işıkları) öncelikle termosferde meydana gelir. Uzaydan gelen yüklü parçacıklar (elektronlar, protonlar ve diğer iyonlar), termosferdeki atomlar ve moleküllerle yüksek enlemlerde çarpışır ve onları daha yüksek enerji durumlarına teşvik eder. Bu atomlar ve moleküller, renkli auroral görüntüler olarak gördüğümüz ışık fotonlarını yayarak bu fazla enerjiyi yayarlar.

Ekzosfer

Bazı uzmanlar termosferi atmosferimizin en üst tabakası olarak görse de, diğerleri ekzosferi Dünya’nın gazlı kabuğunun gerçek “son sınırı” olarak kabul eder . Tahmin edebileceğiniz gibi, ekzosferdeki “hava” çok, çok, çok incedir, bu da bu katmanı termosferden daha fazla uzay benzeri yapar. Aslında, ekzosferdeki hava sürekli olarak – çok kademeli olsa da – Dünya’nın atmosferinden uzaya “sızmaktadır”. Ekzosferin sonunda uzaya doğru kaybolduğu kesin bir üst sınır yoktur. Farklı tanımlar, ekzosferin tepesini Dünya yüzeyinden 100.000 km ile 190.000 km arasında bir yere yerleştirir. İkinci değer Ay’ın yaklaşık yarısıdır! Ancak bunu basitleştirmek adına NASA, 1000 ila 10.000 km aralığında geçmektedir. Sonuç itibariyle bir gaz tabakasından bahsediyoruz, haliyle net şekilde nerede bitiyor ifade etmek zorlaşıyor.

(İyonosfer)

İyonosfer yukarıda belirtilen diğerleri gibi bir tat tabaka değildir. Bunun yerine iyonosfer, mezosfer ve termosferin bazı bölümlerinde, Güneş’ten gelen yüksek enerjili radyasyonun elektronları ana atomlarından ve moleküllerinden kopardığı bir dizi bölgedir. Bu şekilde oluşan elektrik yüklü atom ve moleküllere iyon denir ve iyonosfere adını verir ve bu bölgeye bazı özel özellikler kazandırır.

(Manyetosfer)

Dünya büyük bir mıknatıs gibi davranır. Elektronları (negatif yük) ve protonları (pozitif) yakalar ve onları dünyanın yaklaşık 3.000 ve 16.000 km yukarısında iki bantta toplar – Van Allen “radyasyon” kuşakları. Yüklü parçacıkların manyetik alan çizgileri boyunca spiral çizdiği, dünyayı çevreleyen bu dış bölgeye manyetosfer denir.

Bize Katılın!
Yeni yazılarımızdan, etkinliklerden ve her şeyden ilk siz haberdar olun.