3. iklim elemanları - SABİS
advertisement
İKLİM BİLGİSİ Ders Notları Yrd.Doç.Dr. Mahnaz Gümrükçüoğlu Sakarya Üniversitesi 1 “İklim imparatorluğu bütün imparatorlukların birincisidir” MONTESQUIEU, 1748 1. İKLİM NEDİR? İklim, yeryüzünün herhangi bir noktasında atmosferin ortalama halini karakterize eden meteorolojik olayların tümü olarak tanımlanabilir. İklim ve hava kavramları genellikle birbirine karıştırılır ama, gerçekte birbirinden oldukça farklıdır. Kısa süreli atmosfer kosulları ve süreçleri, hava olarak nitelendirilir. Buna göre bir bölgenin iklimi, birkaç saniyeden (gök gürültüsü, sağanak yagıs, vb.) birkaç haftaya (yüksek basınç kusakları) uzanan bir zaman ölçegine sahip olan havadan farklıdır. Dolayısıyla, hava ve iklim arasındaki en önemli ayrım ‘zaman’dır. Hava geçici meteorolojik şartların bütünü, iklim ise uzun yıllar boyunca yapılan atmosfer rasatları ortalamalarının kullanıldığı, matematiksel metotlarla ortaya çıkarılan özelliklerdir. Kısaca iklim; beklenen, hava durumu ise elde edilendir. Daha geniş bir ifade ile iklim; hava olaylarının, atmosferik süreçlerin ve iklim elemanlarının değişkenlikleri, uç oluşumları ve ortalama değerleri gibi uzun süreli istatistiklerle karakterize edilen bileşimi olarak tanımlanabilir. İklimi meydana getiren meteorolojik parametrelerin analizini yaparak iklim özelliklerini ve bunların dünya üzerindeki dağılışlarını, farklı iklimlerin oluşum nedenlerini ve iklimde meydana gelen değişimleri inceleyen bilim dalına ise klimatoloji (iklim bilimi) denir. Yerküre üzerinde meydana gelen evrimsel değişimin bir yönü iklim ile ilgilidir. İklimsel değişimlerin tümü; atmosfer katmanlarının kendi aralarında, yerküre ile atmosfer arasında ve atmosfer ile güneş arasında meydana gelen enerji ve kütle değişimidir. Yeryüzünün neresinde olursa olsun; basınç, sıcaklık ve nem düzeyleri ve yıl içindeki dağılımları bölgesel anlamda çok önemlidir. Makro derecedeki bu özelliğinden ötürü iklim koşulları, canlıların yeryüzüne dağılışlarını, fizyolojik gelişmelerini, insanların ekonomik faaliyetlerini, yiyecek ve giyeceklerini, karakterlerini, kültür faaliyetlerini, endüstrinin dağılışını, ulaşım faaliyetlerini, konut tipi ve kullanılan malzemeyi, turizm faaliyetlerini, yeryüzü şekillerinin oluşumunu, tarım faaliyetlerini bitki örtüsü çeşitliliğini, denizlerin tuzluluk ve sıcaklık 2 oranını, toprak oluşumu, tipleri ve verimliliğini, akarsu debilerini ve rejimlerini, göllerin dağılışı ve sularının kimyasal özelliklerini etkiler. Nüfus grafikleri bize göstermektedir ki, iklim insanın varoluşundan bu yana; insanın dünya üzerindeki bütün faaliyetlerini direkt yada dolaylı olarak büyük bir otorite olarak yönetmiştir. Bu nedenle, iklimin insan hayatındaki önemini ve dünyadaki yerleşim konusundaki otoritesini görmek için, insanlık tarihi boyunca meydana gelen nüfus değişimlerini iklim değişimleri ile karşılaştırarak incelemek yeterlidir. Özellikle temel ihtiyaç olan beslenme ve buna bağlı olarak tarımın gelişmesi, insan nüfusunu ve yaşamını büyük ölçüde etkilemekte, tarım da iklimle iç içe geçmiş bir değişim eğrisi göstermektedir. Bunların yanında, iklim ekstrem hava olayları (fırtınalar, şiddetli yağışlar vb.) ile kendini gösteren potansiyel bir tehlike olarak da düşünülebilir ve iklim bilgisi bu olayların etkilerini azaltmak için de gereklidir. Bugünkü iklim durumunu bilmemiz ve yakın geçmişle olan farkını ortaya koyabilmemiz, gelecek için planlar yapmamızı sağlayacaktır. Zamanla ortaya çıkan iklimsel değişime ek olarak, günümüzdeki insan faaliyetlerinden kaynaklanan çevre kirliliği bu değişimi doğal seyrinden daha hızlı hale getirmektedir. 1.1 İklimler Değişir mi? İklim olayları, milyonlarca yıldan beri devam eden bir süreçtir ve doğası gereği kararsızdır, değişkendir. İklim, yerkürenin yaklaşık 4.5 milyar yıllık tarihi boyunca, milyonlarca yıldan on yıllara kadar tüm zaman ölçeklerinde doğal olarak değişim eğilimi göstermiştir (Şekil 1). Şekil 1. Tarihi devirler boyunca küresel sıcaklık değişimleri 3 Etkileri jeomorfolojik ve klimatolojik olarak iyi bilinen en son ve en önemli doğal iklim değişimleri, 4. zamandaki (Kuvaterner) buzul ve buzul arası dönemlerde olmuştur. Ancak 19. yüzyılın ortalarından beri, doğal değişebilirliğe ek olarak, sera gazları birikimlerini arttıran insan etkinliklerinin de iklimi etkilediği yeni bir döneme girilmiştir. Fosil yakıtların yakılması, tarımsal faaliyetler için alan açılması, ormanların yok edilmesi, çeşitli nedenlerle kimyasalların kullanılması, sanayinin gelişmesi gibi faaliyetler iklimi etkileyen insan etkinlikleri olarak sıralanabilir. Dünya ikliminin içinde bulunulan dönemde nispeten soğuma periyoduna girmiş olması gerekirken, sürdürülen araştırma ve gözlemler sonucunda tehlike yaratacak ölçüde sıcak bir devreye girmiş olduğu anlaşılmaktadır. 1860 yılından günümüze kadar yapılmış olan gözlem ve kayıtlar ortalama küresel sıcaklığın 0.5-0.8oC kadar arttığını göstermektedir (Şekil 2). Şekil 2. Küresel yüzey sıcaklıkları (1860-1997) Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi'nde (İDÇS) iklim değişimleri; “Karşılaştırılabilir bir zaman periyodunda gözlenen doğal iklim değişikliğine ek olarak, doğrudan ya da dolaylı olarak küresel atmosferin bileşimini bozan insan etkinlikleri sonucunda oluşan değişiklik” biçiminde tanımlanmıştır. Bir günün sıcaklığı bir sonraki günden 5 veya 10 derece farklılaştığında, bunun doğal ekosistemler üzerinde yarattığı etkiler büyük boyutlu olmayacaktır. Ancak, küresel olarak atmosfer ısısının bir daha düşmeyecek boyutlarda farklılaşması, beraberinde uzun veya kısa vadede dönüşümsüz değişimleri 4 getirecektir. Bu tür değişimler, tarımsal üretimi, su kaynaklarını, tür zenginliğini, canlı sağlığını ve deniz seviyesini etkileyecektir. Tarihin hiçbir çağında iklim değişiklikleri son yüzyıldaki kadar hızlı olmamıştır. Jeolojik zaman açısından çok ufak bir periyoda karşılık gelen son yüzelli yıl içerisinde, başta atmosfer olmak üzere, denizlerin ve yeraltı su kaynaklarının kimyasal yapısında önemli değişimler gözlenmiştir. İnsanın iklim değişimlerine neden olan faaliyetlerine örnek olarak, sanayileşme nedeniyle artan karbon emisyonları, ormanların ve çayır-mera alanlarının sürekli olarak azalması nedeniyle fotosentezin azalması ve buna bağlı olarak da atmosferdeki oksijen miktarının düşmesi ve karbondioksit miktarının artması verilebilir. İklim değişimlerinin olası etkileri ile ilgili pek çok senaryo yazılmaktadır. Uzun süren kurak mevsimler, ani fırtına ve şiddetli yağışlar sonucu ortaya çıkan seller, üstelik bu atmosfer olaylarının dünyanın neresinde ve ne zaman olacağının daha önce bilinen istatistiksel verilere dayanılarak kestirilebilir olmaktan çıkışı, iklim değişikliğinin göstergeleri olmuştur. Küresel yüzey sıcaklıklarında, 19.yüzyılın sonlarında başlayan ısınma, 1980’li yıllardan sonra daha da belirginleşerek, hemen her yıl bir önceki yıla göre daha sıcak olmak üzere rekor seviyelere ulaştırmıştır. En son 1998 ve 2005 ve sonrasındaki yıllar, hem küresel hem de kuzey ve güney yarımkürelerin ortalama sıcaklıkları açısından, 1860 yılından beri yaşanan en sıcak yıllar olmuştur. Dinamik bir gaz kütlesi olan atmosfer içersindeki değişkenlikler nedeniyle ortaya çıkan farklı iklim özelliklerinin analiz edilmesinde, atmosfer ile ilgili genel bilgilerin bilinmesi çok önemlidir. Atmosferi tanımadan, özelliklerini bilmeden hava şartları ve iklimler gibi atmosferde meydana gelen olayları açıklamak mümkün değildir. 2. ATMOSFER Yerçekimi etkisi ile yeryüzünü çepeçevre saran gaz kütlesine atmosfer denir. Eski Yunanca’da atmos: nefes, sphere: küre demektir. Atmosfer, nefes küre ya da hava küre anlamına gelmektedir. 5 Atmosfer, birçok gaz ile asılı haldeki katı ve sıvı partiküllerin karışımından meydana gelmiştir. Güneşten gelen zararlı ışınları tutar, yaşam için gerekli gazları bulundurur, dünyanın aşırı ısınma ve soğumasını engeller, güneş ışınlarının dağılmasını sağlayarak gölgede kalan kısımların da aydınlanmasını sağlar. Meteorolojik olayların oluşumunu, ışık, ses ve sıcaklığın iletilmesini, uzaydan gelen meteorların parçalanmasını sağlar. Atmosferin yoğunluğu yerden yükseldikçe azalır. Ağır gazlar alt tabakalarda, hafif gazlar üst tabakalarda toplanmıştır. Her zaman bulunan ve miktarı değişmeyen gazlar; %78 Azot (N), %21 Oksijen (O2), %1 asal gazlar (karbondioksit, kripton, ozon, neon, argon) dır. Her zaman bulunan ve miktarı değişen gazlar; subuharı ve karbondioksittir (CO2 %0.03) (Tablo 1). Gaz Azot Oksijen Argon Neon Helyum Hidrojen Xenon Sembol N2 O2 Ar Ne He H2 Xe % 78.08 20.95 0.93 0.0018 0.0005 0.00005 0.000009 Gaz Subuharı Karbondioksit Metan Ozon Korbonmonoksit Kükürtdioksit Azotdioksit Diazotmonoksit Kloroflorokarbonlar Partiküller (toz, kurum, vb.) Sembol H2O CO2 CH4 O3 CO SO2 NO2 N2O CFC % 0-4 0.036 0.00017 0.000004 0.00002 0.000001 0.000001 0.00003 0.00000002 0.00001 Tablo1. Atmosferin Bileşimi Atmosfer, farklı kalınlıkta ve özellikte dört ana tabakadan meydana gelmiştir: troposfer, stratosfer, mezosfer ve termosfer (iyonosfer). Bu tabakalar arasında geçiş katmanları mevcuttur (Şekil 3). 6 Şekil.3 Atmosferin katmanları a. Troposfer: Troposfer atmosferin ilk ve en yoğun tabakasıdır. Atmosfer kütlesinin %80’nini içerir. Kalınlığı 8-10km’dir ve ekvatordan kutuplara gittikçe azalır. Ekvator üzerinde 16km, 45° enleminde 12km, kutuplarda ise 6km olamak üzere ortalama 11km’dir. Su buharının bulunduğu tek katmandır. Bu yüzden meteorolojik olaylar sadece bu katmandadır. Yatay ve dikey hava hareketleri görülür. Bu tabakada, yükseklik arttıkça sıcaklık azalır (100m.de 1oC), rüzgar şiddeti artar. Sıcak hava daha yüksek, soğuk hava ise daha alçak konumlara hareket etme eğiliminde olduğu için, karışık hava hareketlerinin ya da “türbülansın” olduğu tabakadır. Bir hava molekülünün birkaç gün içinde tüm toposferi kat etmesi mümkündür. Böylece, troposfere giren kirleticiler de birkaç gün içersinde troposfer içersinde yer değiştirip karışırlar ve daha sonra yağmurlarla bazen asit yağmurları şeklinde yeryüzüne dönerler. Bu troposferin kendi kendini temizleme mekanizmasıdır. Bu katmanda deniz seviyesinde ortalama hava basıncı 1013.25 milibardır. b. Stratosfer: Troposfer tabakasının üzerinde tropopoz geçiş tabakası ile ayrılan daha az yoğun stratosfer tabakası vardır. Yatay hava hareketleri görüldüğü için dikey yönde sıcaklık değişimi yok denecek kadar azdır. Bu tabakada ekvator üzerinde sıcaklık -80°C civarında 7 iken, kutuplarda -50°C civarındadır. Ekvator ile kutuplar arasındaki sıcaklık farkından dolayı, ekvatordan kutuplara doğru kuvvetli hava akımları oluşur. Jet rüzgarları adı verilen bu hava akımlarının saatteki hızları 500 km’ye kadar ulaşır. Stratosfer çok küçük karışma ile karakterize edilir. Çok kuvvetli fırtınalarda bile <hava akımları stratosfere birkaç kilometreden daha fazla giremez. Havanın karışması az olduğu için troposferden stratosfere giren partiküller uzun yıllar yeryüzüne dönmeksizin havanın kararlı yapıda olduğu stratosfer içinde kalabilirler. Bu katmanın içinde mevcut reaksiyonlar sonucu oluşan ve güneşten gelen ultraviyole (UV) ışınlarını tutan ozon tabakası bulunur. Bu tabakada yükselme ile sıcaklığın az da olsa artması, ozon tabakasının gelen ışınların önemli bir kısmını yutması nedeniyledir. Ozon tabakası UV ışınımını tutarak dünya üzerinde yaşayan canlıları güneş enerjisinin kısa dalgalı ışınlarının olumsuz etkilerinden korur. c. Mezosfer: Mezosfer atmosferde 50 ila 80-90 km arasında yer almaktadır. Bu seviyede nefes alacak oksijen yoktur. Mezosfer boyunca sıcaklık artan yükseklikle birlikte, basınçla orantılı olarak düşmeye devam eder ve 90 km.de -100oC olur. Mezosferde atmosfer yoğunluğu deniz düzeyindekine göre 1/1000-1/1.000.000 kadardır. Ancak bu seyrek gaz kütlesi de yeryüzündeki yaşam açısından önemlidir. Küçük boyuttaki göktaşları, hızla girdikleri bu katmanda sürtünme etkisi ile buharlaşarak yok olurlar d. Termosfer: Termosfer güneş aktivitesinin miktarına bağlı olarak sıcaklıkların 500oC’tan 1500oC’a kadar değişen değerlere eriştiği birkaç yüz kilometrelik yüksekliğe kadar ulaşır. 500 km. üzerinde, moleküller arası mesafenin çok olması nedeniyle, moleküler çarpışmalar çok sık olmadığından sıcaklığı tarif etmek zordur. Termosfer tabakası ikiye ayrılır: İyonosfer ve Eksosfer. İyonosfer tabakası güneşten gelen çok kısa dalgalı x ve γ ışınlarını tutar. Eksozfer 550 km'den binlerce kilometreye kadar uzanır, genellikle uydular bu bölgede bulunur. Bu bölge yeryüzü atmosferi ile gezegenler arası uzayda bir geçiş zonu olarak adlandırılır. Atmosferin bu tabakalarını kısaca fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre alt atmosfer ve yüksek atmosfer tabakaları olarak ayrımlayarak güneş radyasyonunun bu tabakalardan geçerken uğradığı değişimler açıklanabilir. 8 2.1 Alt Atmosfer Tabakasında Oluşan Değişimler Güneşten gelen radyasyon, alt atmosfer tabakası dediğimiz 20 km’lik kısımda birçok değişikliğe uğramaktadır. Meydana gelen bu değişiklikler, absorbsiyon, refleksiyon ve difüzyon olarak adlandırılır. Bu olaylara göre güneş radyasyonu; gelen ışınların açısına, dalga uzunluğuna ve geldikleri zeminin özelliklerine bağlı olarak yansıtılır, yayılır ya da emilir (Şekil 4). Bunların sonucunda da, yeryüzüne ulaşan güneş radyasyonunda önemli değişiklikler meydana gelir. Şekil 4.Güneş enerjisinin uğradığı değişiklikler a) Yansıma (Refleksiyon) : Bir yüzey üzerine düşen ışınların geriye dönmesine yansıma denir. Yansımanın çok ya da az olması ışınların geldiği açıya, dalga uzunluğuna ve yüzeyin özelliklerine bağlıdır. Cisimlerin yada yüzeylerin, gelen bu güneş ışınlarını yansıtma özelliğine albedo denir. Bir cisim, aldığı 100 birimlik ışığın örneğin %20’sini yansıtıyorsa albedosu 20’dir. Dünyanın albedosu 37 dir. Bunun anlamı, güneşten gelen ışığın %37’sinin yeniden uzaya yansıtılıyor olmasıdır. Dünyanın albedosu kara ve deniz yüzeylerinde farklıdır. Deniz yüzeylerinde daha çok güneşten gelen ışınların dalga boyuna bağlı olarak değişim gösteren albedo değerleri karalar üzerindeki farklı özelliklere bağlı olarak değişimler göstermektedir (Şekil 5). Karalar ve denizler arasındaki bu albedo farkı, önemli klimatolojik değişikliklere neden olarak kara ve deniz iklimleri adı ile tanınan iki zıt iklim tipini ortaya çıkarmaktadır. 9 Şekil 5. Dünyadaki karalar üzerinde albedo farklılıkları Suların albedosu ise %2-78 arasında değişir. Güneş 90o lik açı ile geldiğinde albedo %2, 2o lik açı ile geldiğinde albedo %78 dir. Kara yüzeylerinde ise farklı yüzeylerin farklı albedoları vardır. Örneğin, taze kar örtüsünün albedosu %85-95, bir tarlanın %10-25, iğne yapraklı ormanın %6-19 arasındadır. Albedo değerlerindeki bu farklılık, yeryüzünün ısınmasında önemli rol oynar (Şekil 6). Şekil 6. Farklı zeminlerin albedo değerleri 10 b) Yayılma (Difüzyon): Atmosferin alt tabakasından geçerken güneşten gelen ışında oluşan değişimlerden biri de yayılmadır. Bir ışın hüzmesinin küçük zerrelerden ve moleküllerden oluşmuş bir ortamdan geçtiği sırada, dik bir doğrultuda ayrılarak kırılmak ve çevreye yayılmak sureti ile maruz kaldığı değişikliğe yayılma denir. Gelen güneş ışınlarının bir kısmı atmosfer içindeki gazlar nedeniyle yayılır. c) Emilme (Absorbsiyon) : Güneşten gelen radyasyon, dalga uzunluğuna göre seçici olarak meydana gelir. Atmosferde absorbsiyon yolu ile en fazla kayba uğrayan ışınlar, kısa dalgalı ışınlardır. Isı enerjisine sahip dalgalar bakımından ise atmosfer hemen hemen tamamen geçirgendir. Atmosfer gazları tarafından tutulan radyasyon enerjisi, atmosferin üst sınırına ulaşan miktarının %6’sıdır. Bulutlar tarafından absorbe edilen miktar ise %12-20’dir. Cisimlerin bu gelen enerjiyi tutma ya da emme özelliğine absortivite denir. 2.2 Yüksek Atmosfer Tabakalarında Oluşan Değişimler Yüksek atmosfer tabakaları iyonosfer ve ozonosferdir. Daha önce de bahsedildiği gibi bu tabakalardan geçerek zararlı ışınlardan arınan güneş radyasyonunun geri kalan kısmı alt atmosfer tabakasına sokulur ve bu sırada radyasyonun uğradığı enerji kaybı, toplam radyasyon enerjisinin 1/3’ü kadardır. X ve γ ışınları iyonosfer katmanında tutulduktan sonra güneş radyasyonu ozonun bulunduğu stratosfer tabakasından geçer ve çeşitli reaksiyonlar sonucu değişime uğrar. Ozon gazı, mavi, patlayıcı ve zehirli bir gazdır. Bir elektrik motorunun çalışmaya başlamasından veya yıldırım olayından sonra duyulan keskin koku, ozon gazına aittir. Doğal olarak, stratosferde ve yeryüzünden 25-30 km yükseltide bulunan ozon tabakası, oksijenin güneş ışığının etkisinde kalması sonucunda oluşmaktadır. Ozon, yeryüzeyinden başlayarak 60 km’lik bir tabakada bulunur. Bu tabakadaki ozon, yeryüzeyinde sıkıştırıldığında 3mm kalınlığında ve 3 milyar ton ağırlığında bir tabaka oluşturacak miktardadır. Troposfer katında az miktarda (0.02 ppm’den daha az) bulunan troposferik ozon tazelik ve ferahlık etkisi yaratmakla beraber derişimi artığında tüm canlılar için zararlıdır. Ömrü çok kısa olduğundan derişimi yerel olarak geniş aralıkta değişkendir ve bu değişimin gidişatını belirlemek zordur. 11 Atmosferdeki toplam ozonun %90’nının bulunduğu strotosferdeki ozon, güneşin canlılar için zararlı olan ultraviyole ışınlarını yutarak yeryüzündeki canlıları korur. Strotosferik ozon tabakasının, güneşten gelen toplam radyasyon miktarı üzerinde önemli etkileri bulunmaktadır. Güneşin yaydığı ultraviyole (UV) ışınları, yeryüzüne farklı dalga boylarında ulaşır. Bunların en kısa dalga boylusu olan UV-C, canlılar için çok tehlikelidir ve ozon tabakası tarafından tamamen yutulur. UV-B, daha az zararlı olduğu halde yine atmosferde tutulur. Uzun dalga boyuna sahip olan UV-A ise daha da az zararlıdır ve ozon tabakasından geçişine izin verilir. Ozon tabakası UV radyasyonunu absorbe ederek infrared (IR) enerjisi yaymaktadır. Böylece yeryüzüne ulaşan radyasyon enerjisi azalmaktadır. Bu olay iki aşamada oluşmaktadır. Birinci aşamada, stratosferik ozon tabakasında bulunan ozon molekülü UV’nin etkisi ile bir oksijen atomuna dönüşmektedir (formül 1). O3+UV O2+O (formül1) İkinci aşamada ise ozonun parçalanması ile oluşan ürünler yeniden birleşmekte ve IR radyasyonu meydana gelmektedir (formül 2). O2+ O O3+ IR (formül 2) Her iki aşamadaki tepkimeleri toplarsak (formül 3), O3+UV + O2+O O2+ O + O3+ IR (formül 3) gibi bir eşitlik ortaya çıkmaktadır ve sadeleştirme ile (formül 4) UV IR (formül 4) dönüşümünün sağlandığı kolaylıkla anlaşılabilir. Bundan çıkan sonuç şudur: Stratosferdeki ozon, kimyasal tepkimeye girerek güneşten kaynaklanan UV radyasyonun bir kısmını IR enerjisi şekline çevirmekte, sonuçta ozon molekülünün kendisi yeniden oluşmaktadır. Ozon burada, bir katalizör görevi üstlenmektedir. Bu tepkimede tutulan UV, sadece canlılara zararlı olan kısa dalga boylu ışınlardır. 12 İnsan faliyetlerinden kaynaklanan olumsuz etkiler sonucu meydana gelen ozon katmanı tahribatı ile ilgili ilk bilgiler, 1974 yılında California Üniversitesi’ndeki bilim adamlarının atmosfere salınan bazı gazların ozon tabakasına zarar verdiğini ortaya çıkarmaları ile başlamıştır. Özellikle 1980’li yıllarda, önce güney sonra kuzey kutbunda belirlenen önemli incelme (ozon deliği olarak adlandırılmaktadır), ozon katmanının karşılaştığı tehlikeyi ortaya çıkarmıştır. Stratosferde azot oksitler, klor, hidrojen ve brom gibi maddelerin artması ozon miktarını azaltmaktadır. Tek bir klor ve brom atomu, yüzlerce ozon molekülünü yok edebilmektedir. Bu maddeler nükleer patlamalar, süpersonik uçaklar, güneşteki proton olayları, kloroflorokarbonların (CFC) kullanımı, volkanlar ve uzaya fırlatılan roketlerin çıkardıkları gazlar sonucunda ortaya çıkarlar. CFC gazının atmosfer içinde kalma süresi uzundur. Örneğin, CFC 113’ün atmosferik ömrü 90 yıldır. Bunun anlamı, bu molekülün 90 yıl boyunca ozon ile sayısız kez etkileşime girerek katmanın incelmesine neden olmasıdır. Yeryüzünde ne kadar CFC gazının üretildiği ve bunun ne kadarının stratosfere ulaştığı tam olarak bilinmediği için ozon tabakasının parçalanma ve incelme sürecinin matematiksel olarak tahmini konusunda zorluklar yaşanmaktadır. Ayrıca, bazı tarımsal ilaçların da ozon tabakasına zarar verdiği tespit edilmiştir. Özellikle, içlerinde bulunan metil bromid adlı kimyasal maddenin, ozon tabakasının zarar görmesinde %10 oranında sorumlu olduğu bilinmektedir. Ozon katmandaki incelme, insanların özellikle CFC gazlarını kullanmaya başlaması ile gündeme gelmiştir. Önce soğutucu üretiminde kullanılan bu gazlar günümüzde; aerosollerde, poliüretan üretiminde, elektronik ve askeri amaçlarla çözücü ve temizleyici olarak kullanılmaktadır. Stratosfere ulaştıktan sonra yoğun UV enerjisinin etkisi altında kalan CFC gazları parçalanarak ozon molekülü ile etkileşime girmektedirler. CFC gazlarının UV radyasyonu etkisi altında kalarak parçalanması, C-Cl bağlarının kopması ile gerçekleşmektedir. Bunun sonucunda da klor atomu serbestlenmektedir. CFC gazları ile ozon molekülü arasında meydana gelen tepkimenin ilk aşamasında serbestlenen klor atomu, ozon ile tepkimeye girerek klormonoksit ve oksijen oluşumuna neden olmaktadır (formül 5). Sadece bir klor atomu, seri kimyasal reaksiyonlar sonucu stratosferden çıkartılmadan önce 100000 kadar ozon molekülünü yok edebilir. İkinci aşamada ise oluşan klormonooksit, yeniden bir seri tepkime sonucunda oksijen atomu ile birleşerek tekrar klor atomu ve oksijen gazı açığa çıkarmaktadır (formül 6). UV radyasyonun etkisinde kalan CFC gazların 13 yapısında bulunan flor molekülü, oluşturduğu kuvvetli bağ nedeni ile klor molekülü gibi açığa çıkmamaktadır. Cl + O3 ClO + O2 (formül 5) ClO + O Cl + O2 (formül 6) Tepkimede kullanılan oksijen atomu da UV radyasyonunun oksijen gazı üzerindeki etkisi sonucu oluşmaktadır. Burada klor atomu, katalizör konumundadır (Şekil 7). Şekil 7. Ozon molekülünün parçalanma süreci Stratosferik ozon miktarındaki değişimler sonucunda: a. Stratosferik ozonun azalması ile büyük miktarda UV-B radyasyonu yeryüzüne ulaşır. Bu durum deniz yüzeylerindeki plankton ve benzeri mikroorganizmaları büyük ölçüde tahrip eder. Bunun sonucunda bozulan besin zinciri balıklardan insanlara kadar etkili olur. 14 b. Ultraviyolenin artması nedeniyle azalan deniz fitoplanktonlarının CO2’i tutmak işlevi azalacağından atmosferde CO2 oranı artmaktadır. c. Ozon, yeterli miktarda alındığında, derideki ergosterolün D vitamini haline dönüşmesini sağlarken yüksek dozda alındığında güneş yanıkları ve deri kanserine neden olabilmektedir. Ozon miktarlarındaki %1’lik azalmanın deri kanserlerinde %2’lik artışa neden olacağı hesaplanmaktadır. d. UV-B, gözlerde problemlere, özellikle katarakt olaylarında artışa neden olacaktır. e. İnsan bağışıklık sisteminde meydana gelecek değişiklikler enfeksiyon hastalıklarında artışa neden olacaktır. Troposferik ozonun artması insanlarda astım gibi solunum hastalıklarına neden olabilecektir. f. UV-B miktarının artması tarımı da olumsuz etkileyecek, bitki büyümesi yavaşlayacak ve ürün rekoltesi düşecektir. g. Bazı yararlı mikroorganizmaların yok olmasına neden olacaktır. h. Troposferik ozon derişiminin artması, bu gazın aynı zamanda sera gazı olması nedeniyle atmosferin daha fazla ısınmasına neden olacaktır. Ozon tabakasında incelmenin önlenmesi için alınması gereken önlemler arasında, bu katman için zararlı olan kimyasalların kullanımının yasaklanması ilk sırayı almaktadır. Birleşmiş Milletler Çevre Programı (UNEP) öncülüğünde 1992 yılında Montreal’de toplanan ve aralarında Türkiye’nin de bulunduğu 92 ülke ozon katmanının incelmesine neden olan gazların tüketimlerinin 2005 yılına kadar kademeli bir geçişten sonra tamamen durdurulmasını kararlaştırmışlardır. Gelişme sürecinde bulunan ülkelere ayrıca 10 yıllık ek bir süre tanınmıştır. 1985 yılında yaklaşık 650 000 ton/yıl düzeyine ulaşan CFC kullanımı, 1995 yılından sonra önemli oranda azalmıştır. Günümüzde Almanya, İsveç gibi ülkeler, ayrıca IBM, Toyota gibi büyük kuruluşlar CFC kullanmama kararı almışlardır. Yine de birçok ülkede bu gazların üretim ve tüketimi devam etmektedir. Bunun yanında, UNEP tarafından CFC gazlarının yerine kullanılacak sulu çözeltiler, hidrokloroflorokarbon, petrol türevleri gibi bazı alternatif maddeler de önerilmektedir. 2.3 Atmosferin Genel Enerji Blançosu Güneşten gelen toplam enerjiyi, atmosfer ve yerküre üzerinde meydana gelen değişikliklere bağlı olarak, gelir-gider haneleri olan ve bir enerji blançosu şeklinde ifade etmek 15 mümkündür. Küresel olarak denk kapanan bu blanço dünyanın farklı bölgelerinde, fiziki koşullar nedeniyle denk olarak kapanmayabilir. Atmosferin üst katmanlarında en fazla enerji kaybı yansıma ile, yeryüzüne ulaşan ışınlarda ise karşı radyasyonla atmosfere geri gönderilen uzun dalgalı radyasyonda olmaktadır (Tablo 2). Atmosferin üst sınırı Gelen Geri verilen ışınlar ışınlar Güneşten gelen ışınlar 100 Uzaya refleksiyonla verilen ışınlar (kısa dalga) 30 Uzaya difüz refleksiyonla verilen ışınlar (kısa dalga) 7 Yeryüzünden refleksiyonla verilen ışınlar (uzun dalga) 3 Yeryüzeyinden uzun dalga ışınlar (ışıma) 8 Atmosferden verilen uzun dalgalı ışınlar 50 Toplam 100 100 Atmosfer Absorbe edilen güneş ışınları 15 Yeryüzünden gelen ısı ışınları 112 Yoğunlaşma ısısı (gizli ısı) 23 Karşı ışınlar (yeryüzüne doğru) 96 Uzaya giden ısı ışınları 50 Hissedilen ısı nakli 4 Toplam 150 150 Yeryüzü Direk güneş ışınları (kısa dalga) 27 Difüz ışınlar (kısa dalga) 16 Karşı ışınlar (uzun dalgalı) 96 Hissedilen ısı nakli 4 Uzaya verilen ısı ışınları (uzun dalgalı) 8 Atmosfere verilen ısı ışınları (uzun dalgalı) 112 Buharlaşma sonucu ısı kaybı 23 Toplam 143 143 Tablo 2. Atmosfer ve yeryüzünün enerji blançosu 16 3. İKLİM ELEMANLARI Temel iklim elemanları; sıcaklık, basınç, rüzgarlar, nem, yağıştır. Bu elemanlar, dünya üzerindeki farklı yerlerde, o bölgenin özelliklerine göre farklı kombinasyonlarda bulunarak değişik iklim özelliklerini oluşturmaktadır. Bu nedenle iklim elemanlarından sadece birinin bilinmesi ile bir bölgenin iklimi hakkında fikir yürütülemez. a. Sıcaklık: Yerin ve atmosferin ısı kaynağı güneştir. Güneşten gelen enerji olmasaydı yeryüzünün sıcaklığı -273.4°C olurdu. Atmosfer yerden yansıyan ışınlarla ısındığı için alt katları sıcak üst katları soğuktur. Yükseldikçe sıcaklık her 100 metrede ortalama 1 oC azalır. Sıcaklık iklim elemanları içinde en fazla etkiye sahiptir. İklim elemanlarını, dağılış ve etkinliklerini kontrol eden elemandır. Isı ile sıcaklık, çoğu zaman aynı anlamda kullanılan ancak birbirinden farklı kavramlardır. Bir cismin, kütlesi içinde sahip olduğu enerjinin toplam miktarına ısı denir. Isı, cisimlerin bünyesinde sahip oldukları potansiyel enerji olup, doğrudan doğruya hissedilip ölçülemez. Bir cismin ısısı arttığında, moleküllerin kinetik (hareket) enerjisi, yani titreşimi artar. Artan molekül titreşimleri de elektromanyetik dalgalar halinde çevreye etki yapar. İşte bu etkiye sıcaklık denir. Örneğin, kömür bir enerji kaynağıdır. Isı enerjisine sahiptir ancak yanma olmadan etrafına etkide bulunmaz. Kömür yandığında içerisindeki enerji (ısı) miktarına göre çevresine sıcaklık yayar. Sıcaklık termometreyle ölçülür ve birimi santigrat derecedir (°C). Ancak ısı doğrudan ölçülmez, onun görünümü olan sıcaklık yardımıyla, kalorimetre tarafından ölçülür. Birimi kaloridir ve 1 gram suyu 1°C yükselten enerji miktarı 1 kaloriyi ifade eder. b. Hava Basıncı Atmosferdeki gazların ağırlığına basınç denir. Barometre ile ölçülür. 45° enlemi üzerinde, deniz seviyesinde, 15°C sıcaklıkta, 1 cm2’ik alan üzerine hava kütlesinin yaptığı basınca normal hava basıncı (1013 mb) denir. Yüksek Basınç (antisiklon), alçak basınç (siklon) olarak adlandırılır. Yüksek basıncın görüldüğü yerlerde daima alçalıcı hava hareketleri, alçak basıncın görüldüğü yerlerde daima yükselici hava hareketleri vardır. Isınan hava yükselir böylece yeryüzüne uyguladığı basınç azalır. Soğuyan hava ağırlaşır, alçalır ve yeryüzüne uyguladığı basınç artar. Yükseldikçe havanın kalınlığı ve yoğun gazların miktarı azaldığı için 17 basınç azalır (10,5 metrede 1 mb düşer). Dünya üzerinde yatay yönde ise basınç ekvatorda az, kutuplarda fazladır. c. Rüzgarlar Yüksek basınçtan alçak basınca doğru meydana gelen hava hareketine Rüzgar denir. Rüzgar hızı Anemometre ile ölçülür. Rüzgarı oluşturan temel faktör basınç farkıdır. Basınç farkı arttıkça ve yeryüzünde yükseldikçe rüzgarın hızı artar. Rüzgar hızı arttıkça; buharlaşma, toprak erozyonu, dalga yükseltisi artar, nisbi nem azalır. Dünyanın batıdan doğuya doğru dönmesinden dolayı rüzgarlar kuzey yarıkürede hareket yönünün sağına, güney yarıkürede hareket yönünün soluna sapar. Rüzgarı saptıran bu güce koriyolis (merkezkaç) etkisi denir. Koriyolis etkisi ekvatordan kutuplara doğru artar. Rüzgarın yönü, geldiği coğrafî yöne göre adlandırılır. Örneğin batıdan esen rüzgarlara, batı rüzgarları; güneyden esen rüzgarlara da güney rüzgarları denir. Bir yerde rüzgarın en çok estiği yön hakim rüzgar yönü olarak adlandırılır. Rüzgarlar; sürekli rüzgarlar, mevsimlik rüzgarlar ve yerel rüzgarlar olarak sınıflandırılır. Sürekli rüzgarlar; Alizeler, Batı Rüzgarları ve Kutup rüzgarlarıdır. Mevsimlik rüzgarlar Muson rüzgarlarıdır. Yerel rüzgarlar ise, Meltem, Fön, Sirokko, Hamsin, Lodos, Bora, Mistral, Kriwetz vb.dir. d. Nemlilik Ve Yağış Atmosferdeki su buharına hava nemliliği denir. Nemlilik Higrometre denilen aletle ölçülür. m³/gr olarak ifade edilir. Mutlak nem; 1m³ hava içindeki su buharının gram cinsinden değeridir. Havadaki mevcut su buharı miktarıdır. Denizden uzaklaştıkça, yerden yükseldikçe, kutuplara gidildikçe mutlak nem azalır. Gündüz ve sıcak mevsimde daha fazladır. Bağıl nem; hava içinde bulunan nemin, bu havada bulunabilecek en yüksek neme oranıdır. Sıcaklıkla ters orantılıdır Mutlak Nem Bağıl nem (nisbi) = -------------------------- • 100 Maksimum Nem 18 Buharlaşma, yeryüzündeki suların belli bir sıcaklıkta su zerrecikleri halinde atmosfere geçmesidir. Sıcaklık arttıkça, su yüzeyi genişledikçe, bağıl nem düştükçe, hava basıncı ve rüzgarın hızı arttıkça buharlaşma artar. e. Yağışlar Havadaki su buharının soğuyarak su haline gelmesidir. Bunun için de havadaki bağıl nemin doyma noktasına ulaşması gerekir (%100). Yağış Şekilleri; yamaç yağışları (Orografik), konveksiyon yağışlar, cephe yağışları olmak üzere üç kategoride incelenebilir. 4. ATMOSFERDE GÜNEŞ RADYASYONUNUN NAKLEDİLMESİ Atmosfer içinde güneşten gelen sıcaklık enerjisi, esas itibariyle üç şekilde iletilir. Bunlar; kondüksiyon, konveksiyon ve radyasyon yoluyla iletimdir. Bu iletim işlemleri sayesinde yeryüzü ısınır ya da belirli bölgelerdeki sıcaklık diğer bölgelere iletilir. Böylece, yeryüzünün küresel olarak sıcaklık dengesi korunmuş olur. a) Kondüksiyon: Temas halinde bulunan iki cisim arasında, sıcak olandan soğuk olana veya aynı cismin sıcak kısmından soğuk kısmına olan enerji iletimidir. Örneğin, cezvenin sapını tuttuğumuzda elimizin yanması veya karşı radyasyon ile soğuyan yeryüzüne temas eden hava tabakasının soğuması gibi. b) Konveksiyon: Su ve gaz ortamlarında meydana gelir. Sıcaklık enerjisinin, ortamın içerisinde oluşan kütle hareketleri sonucunda kütle ile bir yerden başka bir yere iletilmesini ifade eder. İki şekilde meydana gelir. Dikey doğrultuda olursa asıl konveksiyon, yatay doğrultuda olduğunda adveksiyon olarak adlandırılır. Örneğin, batıdan gelen soğuk havanın kütleler halinde ülkemiz üzerinde yayılması. c) Radyasyon: Sıcaklık enerjisinin dalgalar halinde, arada hiçbir iletişim malzemesi bulunmadan yayılmasını ifade eder. Odanın bir köşesinde yanan ocağın, o noktadan uzak durduğumuz halde sıcaklığını hissetmemiz bu tür enerji nakline örnek olarak verilebilir. 19 4.1 Genel Atmosfer Sirkülasyonu (çevrimi) Atmosfer içinde güneş radyasyonunun iletilmesini sağlayan farklı şekillerdeki enerji nakilleri sayesinde genel atmosfer çevrimi meydana gelmektedir. Bu, ekvatorun fazla ısınması, kutupların ise güneşten gelen enerjiden yeterince enerji alamaması ve soğuk olması nedeniyle, atmosferde görülen ortalama yıllık basınç örüntüsüne uygun düşen büyük ölçekli hava hareketleri oluşturur. Gündelik yaşanan gerçek sirkülasyon orta enlemlerde sürekli olarak hareket halinde bulunan alçak ve yüksek basınç merkezlerinden büyük ölçüde etkilenerek değişir ve daha çok, batılı rüzgarlar ve ticaret rüzgarlarında belirgindir. Genel sirkülasyonda temel mantık, ekvatorda ısınan havanın yükselmesi (sürekli alçak basınç merkezi), kutuplarda ise soğuk havanın çökmesidir (sürekli yüksek basınç merkezi). Orta enlemlerde ise, kara ve deniz dağılımı ile ısınma durumuna bağlı olarak alçak ve yüksek basınç merkezlerinin oluşum ve hareket alanları değişiklik gösterir (Şekil 8). Şekil 8. Genel Atmosfer Çevrimi Gündönümü zamanında ve tekdüze-ideal bir yeryüzü göz önüne alınırsa, genel yeryüzü sirkülasyonu ve basınç dağılımı şu şekilde olmaktadır: 20 Ekvatorda, sığ alçak basınç kuşağının olduğu alanlarda değişik yönlerden ve hafif bir rüzgar Ekvator kuşağı ile 30° K ve 30°G enlemleri arasında kalan bölgede, kuzey yarımkürede kuzeydoğu yönlerden, güney yarımkürede güneydoğu yönlerden esen ticaret rüzgarları veya diğer adıyla tropik doğulu akışlar. Kuzey ve güney yarımkürede 30° ile 40° enlemleri arasında kalan bölgede yüksek basınç merkezleri (subtropikal antisiklonlar) ve bunlara bağlı değişik yönlerden hafif rüzgar. Kuzey ve güney yarımkürede 40° ile 60° enlemleri arasında kalan bölgede, Kuzey yarımkürede güneybatıdan, Güney yarımkürede kuzeybatıdan esen batılı akışlar. Kuzey ve güney yarımkürede 60° enlemleri civarı alçak basınç kuşağı ve ılıman değişik yönlü rüzgarlar. Kutuplardaki yüksek basınçlardan ayrılan ve doğulu bileşene sahip dışa yönelimli rüzgar kuşağı. Atmosferdeki bu akımlar, okyanuslardaki büyük taşıma bantı ve buna dahil olan akıntılarla da karşılıklı etkileşim halindedir. Atmosfer hareketleri ile sıkı bağlantı içinde bulunan bu okyanus akıntıları, ısı nakline hizmet etmektedir. Büyük taşıyıcı bant olarak adlandırılan bu akıntı sistemi, okyanuslar arasında su ve ısı alışverişini sağlar. Bu sistem sayesinde Pasifik ve Hint Okyanuslarının sıcak suları Atlantik’e taşınır. Bu sırada, yüzeyden giden akıntının üzerindeki hava da ısınır ve akıntının yakınından geçtiği karaların iklimini daha ılıman hale getirir. Örneğin, Kuzeybatı Avrupa, taşıyıcı bant sayesinde yaklaşık 10o C daha sıcak olur (Şekil 9). 21 Şekil 9. Okyanuslarda büyük çevrim (Taşıma Bandı) Bugünkü iklim koşullarının değişimine neden olacağı beklenen küresel ısınma sonucu okyanuslardaki taşıyıcı bantta da değişimler beklenmektedir. Deniz suyu sıcaklıklarında meydana gelecek artış, yaratacağı sıcaklık ve tuzluluk farklarından dolayı okyanuslardaki taşıyıcı bandın durmasına sebep olabilecektir. Bunun sonuçlarından biri, kuzey Avrupa’da şiddetli soğuma olarak kendini gösterebilecektir. Bu büyük taşıyıcı banda dahil olan birçok bölgesel okyanus akıntısı mevcuttur. Okyanus akıntılarının yeryüzünde sıcaklığın dağılışı üzerindeki etkisi, küçümsenmeyecek kadar önemlidir. Ekvator ve çevresinden kaynağını alan okyanus akıntıları sıcak su akıntıları olup, geçtiği kıyıların havasını yumuşatır ve ısınmasını sağlar. Kutuplar ve çevresinden kaynağını alan okyanus akıntıları ise soğuk su akıntıları olup, geçtikleri kıyıların havasının soğumasına neden olur. Örneğin, Kuzeybatı Avrupa kıyılarının ocak ayı ortalama sıcaklığı Gulf Stream sıcak su akıntısının etkisi ile 2-3°C iken, aynı enlemde yer alan Kanada’nın doğu kıyılarının ocak ayı sıcaklık ortalaması, Labrador soğuk su akıntısından dolayı 20°C’ye kadar düşer. 22 Dünya üzerindeki iklim özelliklerini etkileyen okyanus ile atmosfer akıntılarının karşılıklı etkileşimine verilecek en iyi örnek, El-Nino olarak bilinen doğal akıntı ve yarattığı iklim olaylarıdır. 4.2 El Nino-La Nina ve Olası Etkileri El-Nino, Pasifik okyanusunda boyutları yüzlerce kilometreyi bulan akıntıların ve rüzgarların yavaşlaması veya yön değiştirmesi sonucunda, büyük su kütlelerinin normalin üzerinde ısınmasına verilen isimdir. Bu olay, iklim özelliklerinde önemli değişimlere neden olmakta, Güney Amerika’nın batı kıyılarında meydana geliyor olsa da iki yarımküreyi de pek çok bakımdan etkilemektedir. Normal koşullarda şiddetli rüzgarlar Güney Amerika kıyılarındaki sıcak okyanus yüzey sularını batıya doğru itmektedir. Bu sular, Asya kıyılarına yığılır ve burada bulutlar halinde yükselerek yağmura dönüşür. Denizin derinliklerinden yükselen soğuksu kütlesi ise Amerika kıyılarında yüzeye ulaşır. Bu durumda, Güney Asya ve Avusturalya kıyılarında yağmur, Amerika kıyılarında ise kurak bir dönem hakim olmaktadır. Normal koşullar olarak adlandırılan bu durumun hakim olduğu dönem, La-Nina dönemidir. El-Nino koşullarında ise şiddetli rüzgarlar oluşmaz, sıcak su Güney Amerika kıyılarına geri döner, okyanus üzerinde yayılır ve soğuk suyun yüzeye ulaşmasını önler. Sonuçta El-Nino, Avusturalya ve Güney Asya’da kuraklık, Güney Amerika kıyılarında şiddetli yağmurlara yol açar (Şekil 10). 23 Şekil 10. El-Nino oluşumunun şematik olarak gösterilmesi El-Nino yıllarında, Peru kıyılarında soğuk suyun yüzeye çıkmaması, bu bölgede ısı ve nemin yükselmesine ve balıkların yaşam koşullarının ortadan kalkmasına ve balık stoklarının azalmasına neden olmaktadır. Balıkların gıdası olan planktonlar 10oC’tan daha sıcak El Nino su akıntısı ile karşılaşırsa, su sıcaklığı, tuzluluk ve benzeri parametreler aniden değişeceğinden bu duruma uyum sağlayamayarak sürüler halinde ölür ve bu durum balıkların da toplu olarak ölümüne neden olur. Kitlesel balık ölümü ile ortaya çıkan yiyecek kıtlığı deniz kuşlarının da ölümüne neden olur. Bu besin maddesinin piyasaya sunulmaması dünya gıda tüketiminin etkilenmesine ve alternatif gıdalarda fiyat artışına neden olur. Deniz yüzeyinde bulunan plankton ve balık ölüleri çürür ve büyük miktarda hidrojen sülfür gazı 24 açığa çıkar. Bu gaz, su yüzeyinde kalır ve bu bölgede dolaşan gemilerin boyalarını karartarak lekeler meydana getirir. El Nino ile anormal hava şartları da oluşur ki Güney Amerika kıyılarındaki çöllere yağmur yağması bunlardan biridir. Bu seller, sivrisineklerin olağanüstü çoğalmasına ve sıtma, sarıhumma gibi bulaşıcı hastalıkların bölgede yayılmasına neden olur. Bütün bu olanlar, olayın ekolojik zararları yanında ekonomik zararlarının da ciddi boyutlarda olduğunun göstergesidir. Hava olaylarının kaydedilmeye başlandığı 1877 yılından beri, El Niño her 2-5 yılda oluşmaktadır. 1982-1983 El Niño olayı, tarihsel kayıtlara göre ekonomik etkisi en büyük olandır. Bu dönemde, dünya üzerindeki kasırgalardan, şiddetli yağışlardan ve taşkınlardan, şiddetli ve yaygın kuraklıklardan, yangınlardan ve tarımsal ürün kayıplarından kaynaklanan parasal kaybın, yaklaşık 8 milyar ABD $ olduğu tahmin edilmektedir. Ayrıca, bu dönemde oluşan doğal afetler ve onlara bağlı hastalıklar ve salgınlar sonucunda, yaklaşık 2000 insan ölmüştür. 1997/1998’de yaşanan ve geçen yüzyılın en önemli felaketi olan El Niño olayı ise tahminen 110 milyon insanı etkilemiştir. Bu ekolojik ve ekonomik zararların azaltılabilmesi için El Nino ve LaNina yıllarının önceden bilinerek tedbirlerin alınması önemlidir. 5. SICAKLIĞIN YERYÜZÜNDE DAĞILIŞI Yeryüzünde Güneş ışınlarının düşme açısına bağlı olarak sıcaklık heryerde aynı değildir ve buna bağlı olarak matematik iklim kuşakları oluşmuştur. Sıcaklık kuşakları ise kara deniz dağılışı, okyanus akıntıları, yükselti, nemlilik gibi diğer etmenlerin etkisiyle oluşmuştur. 5.1 Sıcaklığın atmosferde dikey dağılımı Yeryüzünden yükselerek uzaklaştıkça, troposferin içinde ısı, ortalama her 100m’de 1oC düşer. Dikey yönde ısı değişimleri, yeryüzüne yakın bölgelerde büyük ayrıcalıklar gösterirken, troposferin üst seviyelerinde bu ayrıcalıklar minimum düzeye iner. Atmosferde, dikey olarak yükseldikçe her zaman ısı düşmez, belirli koşullar altında yükselebilir. Bu, zemine yakın tabakalarda özellikle açık bir gökyüzünün olduğu soğuk havalarda, zemine temas eden hava tabakasının, zeminin çok soğuk olması nedeniyle soğuması ve buna bağlı olarak da yerden yükselince yukarıdaki havanın aşağıdaki havaya göre daha sıcak olması durumudur ki buna inversiyon veya ısı terselmesi denir. 25 5.1.1 Sıcaklık İnversiyonu Üç temel inversiyon oluşumu sözkonusudur. Bunlar; radyasyon inversiyonu, çökme inversiyonu ve adveksiyon inversiyonudur. a) Radyasyon inversiyonu: Yüksek basınç şartları altında bulutsuz ve sakin rüzgarlı günlerde gerçekleşir. Radyasyon inversiyonu genel olarak geceleri başlar. Bulutsuz gecelerde yer, ısısını yayılma ile ısısını hızlı bir şekilde kaybeder. Sonuç olarak, hem yer ve hem de yere yakın hava tabakası soğur. Üst tabakadaki hava tabakası ise daha sıcak halde kalır. Böylece radyasyon inversiyonu oluşur (Şekil 11). Radyasyon inversiyonu havada sis oluşumunu başlatır, aynı zamanda gazları ve partikülleri içinde tutar. Güneş ışınları, sabah soğuk yer tabakasına nüfuz ederek inversiyonu kırmaya çalışır. Isınan hava ile sis tabakası ortadan kalkar. Eğer hava çok sakin ve aşırı nemli ise güneş ışınlarının radyasyon inversiyonunu ortadan kaldırması zaman alabilir. Bu süre birkaç saatten birkaç güne kadar sürebilir. Bu sırada havada bulunan kirleticiler yükselme ve seyrelme imkanı bulamadığından canlılar açısından ciddi olumsuz etkiler ortaya çıkmaktadır. Londra’da 1952 yılında gerçekleşen ve binlerce kişinin ölümüne neden olan inversiyon, radyasyon inversiyonudur. Şekil 11. Radysayon İnversiyonu b) Çökme inversiyonu, dağ eteği bölgeleri ile vadilerde sık aralıklarla meydana gelmektedir. Yüksek basınç şartları altında bulutsuz ve az rüzgarlı şartlarda, bir tepe veya dağ gibi yüksek bölge üzerinden dağ eteği veya vadi üzerine inen soğuk hava tabakası, aşağı doğru inerken sıkışır ve ısınır. Böylece yerden belli bir yükseklikte 26 sıcak hava tabakası oluşur. Yer seviyesindeki hava kütlesi bu sıcak inversiyon tabakasına kadar yükselir. İnversiyon tabakası bir kapak gibi hareket ederek hava kütlesinin ve kirleticilerin daha fazla yükselmesini ve dağılmasını engeller. Çökme inversiyonu, radyasyon inversiyonuna göre daha etkilidir ve etki süresi daha uzundur. Bu tür inversiyonlar genel olarak ilkbahar ve sonbahar aylarında daha sık aralıklarla meydana gelmektedir (Şekil 12). Şekil 12. Çökme İnversiyonu c) Adveksiyon inversiyonu: Yüksek basınçlı günlerde, sakin ve açık atmosferik şartlarda, sıcak deniz esintilerinin, karaya ulaşmadan önce soğuk hava akımları üzerinden geçtiği sahillerde (şehirlerde) meydana gelir. Bu durumda yer seviyesindeki soğuk hava tabakası üzerine sıcak hava tabakası yerleşir. Kararlı (stabil) tabaka olarak adlandırılan inversiyon tabakası bu tabaka altında bacadan veya egzozdan atılan kirleticilerin tutulmasına ve birikmesine neden olur. Adveksiyon inversiyonu, genel olarak arkasında yüksek tepe veya dağ olan sahil bölgelerinde kurulan şehirlerde meydana gelmektedir (Şekil 13). 27 Şekil 13. Adveksiyon İnversiyonu Sıcaklık inversiyonu, bacalar veya egzozlardan atılan kirleticiler olmazsa, genel olarak zararlı sonuçlar oluşturmayan normal bir meteorolojik olaydır. Sanayi bölgeleri ile şehir içi bölgelerde inversiyon olayı hava kalitesi üzerinde olumsuz etki oluşturabilir. Bacadan atılan sıcak ve hafif gazlar yükselir, genleşir ve sonra soğur. İnversiyonlu günlerde bacadan atılan sıcak kirleticiler yer seviyesinde tutulabilir ve birikebilir. Bu durumda bacalardan ve egzozlardan atılan kirleticiler inversiyon tabakası içinde veya altında tutulur ve birikmeye başlar. Bacadan atılan kirletici miktarı azaltılmıyorsa ve inversiyon süresi de uzuyorsa o bölgede ciddi hava kirliliği problemi yaşanabilir. Çünkü inversiyonlu şartlarda gazların dikey değil düşey hareketi ve birikmesi söz konusudur. Ayrıca soğuk hava, sıcak havadan daha yoğundur. Bu durum yer seviyesindeki havanın ve kirleticilerin yükselmesini ve seyrelmesini önler. İnversiyonla hava kirleticilerin durağan hale gelmesi nedeniyle pek çok olumsuz olay meydana gelmiştir. 1930’da Belçika’nın büyük endüstri havzası Mense vadisinde, duman sonucunda 63 kişi ölmüş ve binlerce kişi hastalanmıştır. 1948 yılında Pensilvanya’da yaşanan inversiyon olayında 6000 kişi solunum sistemi hastalığına maruz kalmış ve 20 kişi ölmüştür. 1952 yılında Londra’da yaşanan inversiyon olayında 5000 kişi ölmüş binlerce kişi solunum sistemi hastalığına maruz kalmıştır. 1984 yılında Hindistan Bhopal’da endüstrinin oluşturduğu metil isosiyanat kirleticisi inversiyonlu şartların da etkisiyle 3300 kişinin ölmesine ve 22000 kişinin hastalanmasına neden olmuştur. Doğal bir olay olan inversiyonun hava kirleticilerin bulundukları ortamlarda olumsuz sonuçlar yaratmaması için alınması gereken önlemler şu şekilde sıralanabilir: a. Yerel idareler şehirlerinin topografik özellikleri hakkında bilgi sahibi olmalıdır. 28 b. Yerel idareler bölgelerinin meteorolojik özelliğini iyi bilmelidirler. Özellikle kış aylarında yüksek basınç şartlarının oluştuğu sıklığı, havanın bulutluluk durumunu ve rüzgar hızının ne aralıkta değiştiğini tespit ettirmelidirler. c. Meteorolojik şartlar ile topografik özelliklerin bacadan veya egzozdan atılan kirleticilerin dağılımı için uygun olmadığı bölgelerde mutlaka kaliteli yakıt ve yakma sistemleri kullanılmalıdır. Hava kalitesi anlık ölçüm aletleri ile sürekli izlenmelidir. Böylece muhtemel hava kirliliğinin etkisi minimize edilmelidir. d. Kış aylarında inversiyonlu günlerde ısıtma sistemlerinin baca çekişlerinde ciddi düşüşler olur. Bu ise yakma sisteminde eksik yanmaya ve daha fazla kirleticinin bacadan atmosfere atılmasına neden olur. İnversiyonlu günlerde ısınmada kullanılan özellikle katı yakıt kullanımı ya azaltılmalı veya yasaklanmalıdır. e. Kış aylarında, inversiyonlu günlerin sık aralıklarla hüküm sürdüğü hava kirliliğinin yoğun olduğu il ve ilçelerde hava kalitesinin bozulmaması için kaliteli yakıt ve yakma sistemlerinin kullanılması zorunlu hale getirilmelidir. 5.2. Sıcaklığın Yeryüzü Üzerinde Yatay Dağılımı Sıcaklığın yatay olarak dağılımını etkileyen pek çok faktör vardır a. Güneş Işınlarının Geliş Açısı, * Yerin Şekli (Enlem Etkisi), * Yer’in Eksen Eğikliği ve Yıllık Hareketi, * Yer’in Günlük Hareketi, * Bakı ve Eğim, b. Güneş Işınlarının Atmosferde Aldığı Yol c. Güneşlenme Süresi, d. Yükselti, e. Kara ve Denizlerin Dağılışı, f. Nem, g. Okyanus Akıntıları, h. Rüzgarlar, ı. Bitki Örtüsü. 29 a. Güneş Işınlarının Geliş Açısı: Yeryüzünde sıcaklığın dağılışını etkileyen en önemli etkendir. Güneş ışınları bir yere ne kadar dik gelirse sıcaklık o kadar yüksek, ne kadar eğik açıyla gelirse sıcaklık o kadar düşük olur. Güneş ışınlarının yere düşme açısı, Dünya’nın şekline, mevsimlere, günün saatine ve bakıya göre değişir. *Dünya’nın Şekli (Enlem Etkisi): Yer’in küresel şekli, yeryüzünün her noktasının aynı miktarda enerji almasına engel olur. Ekvator’dan kutuplara doğru, güneş ışınlarının yere düşme açısı küçülür. 30 Yer’in küresel şeklinden dolayı, güneş ışınları, ekvator ve çevresine daha dik açıyla geldiği için dar alana (A) yayılır. Böylece birim alana düşen enerji miktarı fazladır. Ekvatordan uzaklaştıkça orta enlemlerde daha geniş alana (B) yayılırken, kutup çevrelerinde en geniş alana (C) yayılır. Buralarda da birim alana düşen enerji azaldığı için sıcaklıklar daha düşük değerlerdedir. Ekvator ve çevresi güneş ışınlarını dik ve dike yakın açılarla alırken, kutuplar daha yatık açılarla alır. Böylece sıcaklık, ekvatordan kutuplara doğru azalır. Buna enlem faktörü denir. Buna bağlı olarak; ekvatordan kutuplara doğru bitki türleri değişir ve bitki kuşakları oluşur, denizlerin tuzluluk oranı ekvatordan kutuplara doğru azalır, kalıcı kar sınırı, tarımın ve ormanının üst sınırı ekvatordan kutuplara doğru alçalır, ekvator yönünden gelen rüzgarlar sıcaklığı arttırırken, kutup yönünden esen rüzgarlar sıcaklığı düşürür. Sıcak okyanus akıntıları ekvator yönünden, soğuk okyanus akıntıları kutuplar gönünden kaynağını alarak sıcaklık dağılımını etkiler. * Yer’in Eksen Eğikliği ve Yıllık Hareketi (Mevsimler): Yer ekseninin eğik olmasından dolayı Dünya, Güneş etrafında dolanırken, yıl içerisinde güneş ışınlarının yere düşme açısı da değişir. Bu durum sıcaklığın yıl içerisinde farklılık göstermesine neden olur. 31 Ayrıca eksen eğikliğinden dolayı her iki yarım kürede, aynı anda farklı mevsimler yaşanır. Yer’in Güneş etrafındaki hareketiyle birlikte, yer ekseninin eğik olması, gece gündüz sürelerinin mevsimden mevsime uzayıp kısalmasına neden olur. Bu da güneşlenme süresini belirler. 32 * Yer’in Günlük Hareketi (Günün saati): Dünya’nın küresel şeklinden dolayı, kendi ekseni etrafında dönerken, güneş ışınları sabah ve akşam yatay açılarla, öğle vaktinde en dik açıyla gelir. Böylece sabah, öğle ve akşam vakitlerinde farklı sıcaklık değerleri oluşur. Gün içerisinde en yüksek sıcaklık güneşin en yüksek açıyla geldiği zaman (öğle, yerel saate göre 12:00’da) değil, saat 13.00-14.00 arasındadır. Gece boyunca güneşten enerji gelmediğinden, yeryüzünde enerji kaybı devam eder. Bundan dolayı, gün içerisinde en düşük sıcaklıklar, güneşin doğduğu andır. * Bakı ve Eğim: Yamaçların eğiminden dolayı Güneş’e göre konumuna bakı denir. Bakının sıcaklık üzerinde önemli bir etkisi vardır. Dağların Güneş’e dönük yamaçları, güneş ışınlarını daha büyük açıyla alır. Ayrıca bu yamaçlarda güneşlenme süresi daha uzun olur. Başta ışınların yere düşme açısı olmak üzere, aydınlanma süresinin daha uzun olması nedeniyle, Güneş’e dönük yamaçlardaki ısınma daha çok olur. Bunun sonucunda güneşe dönük yamaçlarda, aynı tür bitkilerde olgunlaşma süresi daha kısadır. Buharlaşma daha fazla olduğundan, tarım ürünlerinin su ihtiyacı daha fazladır. Karlar daha erken erir. Ormanın ve tarımın üst sınırı ve kalıcı kar sınırı daha yüksektir. b. Güneş Işınlarının Atmosferde Aldığı Yol: Güneş ışınlarının atmosferde aldığı yol arttıkça, atmosferde tutulma, yansıma ve dağılma artacağından, yer yüzüne ulaşan enerji miktarı azalır. Güneş ışınlarının dik ve dike yakın açılarla geldiği Ekvator ve çevresinde, ışınların atmosferde kat ettiği yol kısa olduğu için yere ulaşan enerji miktarı fazladır. Bundan dolayı sıcaklık değerleri de yüksek olur. Kutuplara doğru güneş ışınlarının geliş açısı daraldığı için yere ulaşan enerji miktarı da azaldığından sıcaklık değerleri de düşer. 33 c. Güneşlenme Süresi: Güneşlenme süresi ya da aydınlanma süresi, Güneş’in gökyüzünde kaldığı süredir. Atmosferde enerji birikimini etkilediğinden, sıcaklık üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Güneş’in gökyüzünde kaldığı süre arttıkça, atmosferde ısı birikimi olacağından, sıcaklık değerleri artış gösterir. Yaz aylarında sıcaklığın daha fazla olmasının nedeni güneş ışınlarının daha büyük açılarla gelmesinin yanında, gündüz sürelerinin uzun olmasıdır. Kuzey Yarım Küre’de Güneş’ten gelen enerjinin en yüksek olduğu tarih, 21 Haziran’dır. Ancak yılın en sıcak ayı değildir. Çünkü Haziran’dan sonra, günlerin uzun olmasına bağlı olarak, her gün sıcaklık birikimi devam eder. Bu nedenle yılın en sıcak ayı, karasal iklim bölgelerinde Temmuz; nemli iklim bölgelerinde Ağustos ayına kadar sarkar. Güneş ışınlarının en düşük açılarla geldiği tarih olan 21 Aralık, yılın en soğuk ayı değildir. Çünkü kış günlerinin kısa, gecelerinin uzun olmasından dolayı atmosferde sıcaklık kaybı daha fazla olur. Böylece en soğuk ay karasal iklimde ocak; nemli iklimlerde şubat ayında gerçekleşir. d. Yükselti: Daha önce de belirtildiği gibi troposferde yerden yükseldikçe, her 100 metrede sıcaklık ortalama 1°C azalır. Bunun nedenleri: * Atmosfer, güneşten doğrudan aldığı ışınlarından çok, yer tarafından tutulan ışınların ışıması (radyasyonu) ile ısınır. * Sıcaklığı tutan nem, karbondioksit gibi gazların daha çok yere yakın katmanlarında yoğunlaşmıştır. 34 * Ayrıca atmosferin soğuması üstten başladığından yere yakın kesimlerde sıcaklık kaybı daha azdır. e. Kara ve Denizlerin Dağılışı: Farklı ısınma özelliklerine sahip olan denizler ve karalar farklı sürelerde ısınıp soğurlar. Denizler geç ısınıp, sahip olduğu sıcaklığı da geç kaybederken; karalar çabuk ısınıp çabuk soğurlar. Kuzey Yarım Küre’de karaların oranının fazla olması yıllık ortalama sıcaklık değerlerinin, Güney Yarım Küre’ye oranla 2°C daha fazla olmasına sebep olmaktadır. f. Nem: Nem, sıcaklığı dengeleyici bir özelliğe sahiptir. Aşırı ısınma ve soğumayı önler. Günlük ve yıllık sıcaklık farkını azaltır. Dünya’nın en sıcak yerleri, nem miktarının oldukça düşük olduğu dönenceler civarında dinamik yüksek basınç şartları altında oluşan subtropikal çöllerdir. Kış mevsiminde havanın bulutlu olduğu gecelerde, yerden ışıyan enerjinin, bulutlar tarafından tutulması nedeniyle enerji kaybı azdır. Bu nedenlerle havanın bulutlu olduğu günlerde sıcaklık değerleri fazla düşmez. Daha çok bir yüksek basınç alanının etkisi altında kalındığı günlerde oluşan bu hava şartlarında kuru soğuk, ayaz, sis, inversiyon, kırç, kırağı gibi hava olayları gerçekleşir. 5.3 Farklı Bölgelerde Farklı İklimler Bütün bu etkenler, güneşten gelen radyasyonun ısı etkisinin yeryüzü üzerinde farklı dağılmasına ve ekvatordan kutuplara doğru farklı özelliklere sahip iklim kuşaklarının ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Herkes tarafından benimsenmiş ideal bir iklim kuşakları ayrımı yoktur. Kuşaklar genellikle sıcaklık, nem, yağış ve bunların canlılar dünyası üstündeki etkilerine göre düzenlenmiştir. Thornwaite, Koppen ve Bergeron tarafından farklı kriterler göz önüne alınarak yapılmış iklim sınıflandırmaları mevcuttur. İklimler; sıcaklık, basınç - rüzgarlar ve nem - yağış özelliklerinin bir araya gelmesiyle belirir. İklimi oluşturan bu elemanlardan birinin veya ikisinin farklı olması sonucu, değişik iklim tipleri ortaya çıkar. 35 Bu kuşaklar, aralarındaki geçiş kuşaklarını da ihmal etmemek koşulu ile dört büyük başlık altında toplanabilir (Şekil 16). Ekvatoral kuşak Tropikal kuşak, Ilıman orta kuşak, Kutup kuşağı Şekil 16. Dünya üzerinde ki iklim kuşakları Bu kuşaklar kendi aralarında kara içlerinde ve denizlerde yada kıyı bölgelerinde farklı özellikler göstermektedirler. Böylece dünya üzerinde çok çeşitli iklim özellikleri görülebilmektedir (Tablo3). 36 Tablo 3. İklim kuşakları ve genel özellikleri Ekvatoral Kuşak Bu iklim tipinin görüldüğü alanlar, 10o kuzey ve güney enlemleri arasında kalan sahadır. Bu kuşağın uzandığı sahalarda, sıcaklık rejimi çok düzgün, nem oranı yüksektir. Aylık sıcaklık ortalamaları, 25-30oC arasındadır. Yıllık sıcaklık farkları ise 5oC ı geçmez. Nispi nemlilik %70 civarındadır. Her ay yağışlıdır. Yıllık ortalama yağış 1000-3000mm arasındadır. Bitki örtüsü, bütün yıl yeşil, sık ve uzun ağaçlardan oluşan yağmur ormanlarıdır. Yağışların fazla olması ve yüksek sıcaklık kimyasal çözülmeyi artırmıştır. Topraklar fazla yıkandığı için verimi düşüktür ve kırmızı renkli laterit topraklarıdır. Ekvatoral iklim, Amazon ve Kongo havzalarının büyük bir kesiminde, Gine Körfezi kıyılarına yakın bölgelerde, Endonezya ve Malezya’nın büyük bir bölümünde etkili olmaktadır (Şekil 17). 37 Şekil 17. Ekvatoral iklimin görüldüğü alanlar Subekvatoral Kuşak: Ekvatoral musonların yaşandığı kuşaktır. Yıl içinde iki farklı hava kütlesi etkili olur. Yaz mevsiminde; ekvatoral iklimin etkisiyle yüksek nemlilik, bol yağış ve günlük sıcaklılık farklılığının azlığı, yani muson mevsimi, kışın ise tropikal havanın etkisiyle az nemlilik, az yağış ve günlük sıcaklık farklarının fazla olması söz konusudur. Sıcaklık ortalaması bütün yıl 20oC’ın üzerindedir. Afrika ve Hindistan’ın merkezinde muson yağışları 1000-1500mm’yi bulurken, Himalaya’ların güney yamaçlarında 6000-8000mm hatta 12000mm den fazla yıllık yağış görülebilir. Bitki örtüsü, yaprağını döken geniş yapraklı muson ormanlarıdır. Tropikal Kuşak Tropikal hava kütleleri zeminin özelliklerine bağlı olarak birçok değişikliğe uğrar. Bu nedenle bu kuşakta, karasal tropikal iklim bölgelerinde hava kuru ve kararlıdır. Buralar, çöller ve yarı çöllerdir (Şekil 18). Hava, gündüz çok ısınır, sıcaklık 60oC’ı bulur, nem oranı çok düşüktür. Günlük ve yıllık sıcaklık farkı yüksektir. Bu bölgeler, ortalama 100-200mm gibi çok az yağış alırlar. Büyük Sahranın bazı yerleri yıllık sadece 20mm yağış alırken en kurak çöller Şili’de görülür. 38 Şekil 18. Karasal Tropikal İklim Bölgesi Okyanusal tropikal iklim ise nemliliğin daha yüksek olması ve sıcaklık farkının azlığı ile kendini gösterir. Bu tipin en önemli karakteristiği, tropikal siklonlardır (Hortum). Tropikal siklonlar, küçük çaplarına rağmen atmosferde görülen en şiddetli hava hareketi ve fırtınalardır. Bunlar, havanın güçlü bir şekilde konveksiyonel olarak yükselmesi sonucunda doğan girdaplardır. Nemli-sıcak bir hava kütlesi üzerine kuru-soğuk bir havanın çıkması ile oluşurlar. Bu hava olayında, merkezi kısmın etrafında dönen çok hızlı bir girdap hareketi meydana gelir. Bu hareketin hızı, 120 ile 800 km arasında olabilir. Bu girdabın merkezinde bir sükun sahası vardır ve buna göz denir. Gözün çevresinde şiddetli ve sürekli bir yağmur vardır. Yağış miktarı, 24 saatte 250 mm hatta 900 mm’ye çıkabilir. Çok büyük can ve mal kaybına sebep olan olaylardır (Şekil 19). Şekil 19. Tropikal Siklonun (Tornado) 39 Subtropikal Kuşak Bu kuşak, tropikal ve kutbi hava kütleleri tarafından yıl içinde sıra ile işgal edilen bir geçiş sahasıdır. Karasal tipinde, yaz mevsiminde yüksek sıcaklık ve şiddetli kuraklık, kış mevsiminde ise yağış ve ani sıcaklık değişimleri görülür. Anadolu’nun ve Amerika’nın iç kısımları bu iklim tipinin görüldüğü başlıca sahalardır (Şekil 20). Şekil 20. Karasal subtropikal iklimin görüldüğü alanlar Okyanusal subtropikal ikliminde, kışın şiddetli yağışlar ve yıllık sıcaklık farkının azalması söz konusudur. Bu iklim tipinin kıtaların batı kıyılarında görülen şekli olan Akdeniz iklimi ise yazları kurak, kış mevsimi boyunca da bol yağışın görüldüğü ve karın nadiren yağdığı bir tiptir. Kaliforniya, Orta Şili ve güney batı Avustralya’da görülmekle beraber en tipik olarak Akdeniz kıyılarında görülür (Şekil 21). Yağış dağılışında nemli hava kütlelerinin geldiği yöne bakan yamaçlar daha bol yağış alırken iç kısımlar daha kuraktır. Kıtaların doğusunda görülen tipinde ise yazlar yağışlı, kışlar kurak ve soğuktur. Şekil 21. Akdeniz İkliminin görüldüğü yerler 40 Ilıman Kuşak Daha çok kutbi hava kütlesinin etkili olduğu sahadır. Coğrafi enlemin yüksek olması ve bulutluluk nedeniyle güneş radyasyonunun şiddeti azalmıştır. Karasal tipinde, yazın sıcaklık yüksek, nemlilik düşüktür ama yağış görülebilir. Kışın ise sıcaklık düşük, nemlilik yüksektir. Okyanusal tipinde ise yıllık sıcaklık farkı az, yağış rejimi düzgündür. Bu tipin görüldüğü kıtaların batı kıyılarında yazlar serin, kışlar ılık geçer. Batı İngiltere, İrlanda ve Norveç bu tipin oluşum sahalarıdır. Yıllık yağış ortalaması 700mm civarındadır. Kıtaların doğu kıyılarında ise Kuzey Japonya, Kore örneğinde olduğu gibi muson iklimi görülür ve yağışlı sıcak bir yaz, kurak bir kış ile karakterize edilebilir. Daima yeşil ormanlarla kutup altı tundraları arasında kalan ve karaların yüzde 15’ini oluşturan bu kuşakta, toplam nüfusun yüzde 48’i yaşar. Ekonomik ve teknolojik açıdan en güçlü ülkeler bu kuşak üzerinde yer alır (Şekil 22). Şekil 22. Ilıman İklim Kuşağı Subpolar Kuşak: Bu kuşak da bir geçiş sahasıdır. Kışın arktik, yazın ise kutupsal hava kütlesinin etkisi altındadır. Karasal tipinde, kışın soğuk arktik hava, yazın kutbi hava hakimdir. Yıllık sıcaklık farkı 60oC ı aşar. Toplam yıllık yağış tutarı azdır. Okyanusal tipinde yıllık yağış farkı 20oC kadardır ve kışları nispeten ılık, yazlar ise serin geçer (Şekil 23). Şekil 23. Subpolar iklim bölgesi 41 Kutup Kuşağı Burada zemin kar ve buzla kaplıdır. Zeminin soğuk olması havanın soğukluğunu daha da artırır. Yazın nem oranı fazla olduğu halde yağış miktarı azdır. Bu kuşakta denizsel ve karasal tipler arasındaki fark sadece yazın görülür. Bunlardan denizsel tip, özellikle Grönland ve Arktik sahada görülür. Burada, yazın hava sıcaklığı 0oC’a yükselebilir ve kuvvetli erimeler olur. Kutbun tipik bitki örtüsü tundradır. Düz ve ağaçsız olan topraklarda, sayısız küçük göller, bataklıklar ve sürekli olarak donmuş bir toprakaltı vardır. Kışlar uzun ve karanlık olup, çok soğuk rüzgarlar eser. Karasal tip ise en karakteristik olarak Antartika’da görülür. Burada, yazın birkaç gün haricinde bütün yıl sıcaklıklar 0oC’ın altındadır (Şekil 24). Şekil 24. Antartika Antartika kıtası, iklim sisteminin soğutucu birimidir. Güney yarımkürede yaz mevsimine gelindiğinde, Antartika’da eriyen buzların soğuk suları dibe çöker ve taşıyıcı banda katıldıktan sonra kuzeye yönelir. Bu nedenle; Antartika, hem soğukluğu hem de taşıyıcı banda aktardığı soğuk suları nedeniyle dünya iklim sisteminin dengesi açısından çok önemlidir. Bu kıtanın ve kuzey kutbunda örneğin Grönland üzerinde bulunan buzulların erimesinin, bu dengeyi alt üst edeceği açıktır. NASA tarafından yapılan araştırmaya göre Grönland’da eriyen buzulların 4,5 trilyon litre suyun oluşmasına ve deniz seviyesinin 0.13m yükselmesine sebep olacağı açıklanmıştır. Buzulların erimesinin son dönemde çok 42 hızlanması, mesela Alp Dağları’ndaki dünya mirası listesine alınmış buzulun erimesi, Peru’daki buzulların ¼’ünün yok olması, kutup bölgelerinde meydana gelen buzul kalınlığı azalmaları veya buzul kütlelerinin ana kütleden ayrılması, iklim ısınmasının derecesini göstermektedir. 20. yüzyılda kar örtüsünün %10 azaldığı deniz seviyesinin 6-12cm yükseldiği uzmanlarca belirtilmektedir. Buzulların erimesine bağlı olarak, küresel deniz seviyesinde 60 cm’lik (bazı bilim adamları bunun daha fazla olacağını iddia etmektedir) bir yükselmenin gerçekleşmesi söz konusu olabilecektir. Bu durum, örneğin deniz seviyesinin 1.5m. yükselmesi Bangladeş’te 17 milyon insanın göç etmesine yol açacaktır. Genel olarak aşamalı ve düzenli bir erimenin söz konusu olduğu, buzların yılda yaklaşık 5 santim çekildiği ve bunun yavaşlamadığı kaydedilmektedir. Küresel ısınma ile meydana gelecek iklim değişimlerinin buraya kadar bahsedilen mevcut iklim kuşaklarında da değişimlere neden olacağı öngörülmektedir. Örneğin, yağmur kuşağının kuzeye doğru genişlemesi beklenmektedir. Bu genişleme çerçevesinde, yağışlar belli bölgelerde yoğunlaşacaktır. Birçok iklim modeli, Güney Avrupa’daki yaz yağmurlarının azalacağını öngörmektedir. Daha güney bölgelerde kar yağışının ve karın yerde kalma süresinin azalması beklenmektedir. Alaska’da daha şimdiden küresel ısınma nedeniyle yeni bitki oluşumları ve tundralar görülmektedir. Havadan çekilen fotoğraflara göre, yeşil alan oranı son 50 yılda iki katı artmıştır. Kuzeyde çoğalan yeşillik, tropik bölgelerin çölleşmesi anlamına gelmektedir. Sıcaklığın artış oranı orta enlemlerde ve ekvatorda, kutuplardakinden daha farklı olacaktır. Sıcaklık artışının yukarı enlemlerde ve kutup bölgelerinde, dünya ortalamasına oranla iki katı kadar artması beklenirken ekvatorda bu artışın, dünya ortalamasının çok altında olacağı tahmin edilmektedir. Bunun yanında; sıcaklık artışı kış mevsiminde sıcak döneme göre birkaç derece fazla, gece sıcaklıklarındaki artış gündüz sıcaklıklarından yaklaşık %10 daha fazla olacaktır. Bu durumda, karalar eskisi kadar soğumaya fırsat bulamayacak, yazla kış, gece ile gündüz arasındaki sıcaklık farkının azalması, bütün dünyadaki rüzgar desenlerini etkileyecek, muhtemelen fırtınaların sıklığı, şiddeti ve rotaları değişecektir. 43
