Cevap :
soru1) elektrik olmasaydı, internet ve cep telefonları olmazdı. Bilgisayar ve televizyon ile radyo olmazdı. Telgraf ve telefon gibi iletişim araçları olamayacaktı. Elektrik sanayide kullanılamayacağı için makineler daha kaba ve yavaş olacak, büyük seri üretim gerçekleşemeyecekti. Elektrikli tren, tramvay olamayacaktı. Hatta kömürlü tren uzun tünellerden geçemeyeceği için, birçok durumda kömürlü tren bile işe yaramayacaktı.
Öte yandan hala gaz lambasıyla aydınlanıyor olacaktık. Tıp teknolojisindeki gelişmelerin tamamına yakını olmayacaktı. Çok katlı binalar yapılamayacaktı. Bunun için sadece asansörün olmaması bile yeterlidir. (Buhar makinesiyle çalışan asansör yapılabilir. Fakat böyle bir aygıt ne ekonomik, ne pratik ve ne de uygun hacimli olurdu). Dolayısıyla başka birçok şeyin yanı sıra bugünkü şehirleşme yapısı da söz konusu olmayacaktı.
Sadece bu kadar mı? Bütün saydıklarımızdan çok daha önemlisi, modern fizik, modern kimya ve astrofizik olamayacaktı. Elektroliz tekniğinin modern kimya biliminin gelişmesindeki rolü temel niteliktedir. Atomun içine de nüfuz edilemeyecekti. Fizik ve kimya sadece makroskopik olgularla ilgilenen bilim dalları olarak kalacaktı. Bilimin bir bütün olduğunu düşünürsek, diğer bilim dallarının da elektrik olmadan gelişemeyeceğini tahmin etmekte zorlanmayız.
soru2) Enerji dönüşümü enerjinin bir biçimden diğerine dönüşümüdür. Fizikte enerji terimi bir sistemdeki belirli değişiklikleri oluşturma kapasitesini açıklar. Dönüşümde entropinin sınırlamaları göz ardı edilir. Sistemlerin toplam enerji dönüşümü, yalnızca enerjinin eklenmesi veya çıkarılması ile sağlanabilir. Termodinamiğin birinci kanununa göre (enerjinin korunumu yasası olarak da bilinir) enerji, dönüştürülebilen bir büyüklüktür. Bir sistemin toplam kütle miktarı, enerjisinin bir ölçüsüdür. Bir sistemdeki enerji dönüştürülebildiğinden dolayı, farklı bir hale veya başka bir biçime dönüşebilir. Çoğu haldeki enerji, birçok fiziksel iş yapmak için kullanılabilir. Enerji doğal süreçler veya makinelerde kullanılabilir. Ayrıca ısı, ışık veya harekete dönüşebilir. Örneğin bir güneş pili, güneş ışınımını elektrik enerjisine dönüştürür ve böylece ampul yanar veya bilgisayara güç sağlanır.
Enerjiyi bir biçimden diğerine dönüştüren cihaza transduser denir.
Yapısında termal enerji barındıran çoğu enerji biçimi, başka enerji biçimine verimli olarak dönüştürülebilir. Bu verim, potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümünde olduğu gibi bazen %100 olur. Makinelerde enerji dönüşümleri
Örneğin kömür yakıtlı elektrik santralinde büyük miktarda enerji elde edilir ve açığa çıkan enerji dönüşümleri şu adımlarla gerçekleşir:
Kömürün kimyasal enerjisi termal enerjiye dönüşür.
Termal enerji, buharda kinetik enerjiye dönüşür.
Jeotermal enerji
Kinetik enerji, türbinde mekanik enerjiye dönüşür.
Türbinin mekanik enerjisi, elektrik enerjisine dönüşür. Bu da enerjinin son biçimidir.
Çoğu sistemde, sonuncu adım çoğunlukla mükemmel verim verir. Birinci ve ikinci adımlar oldukça verimlidir, fakat üçüncü adım nispeten verimsizdir. En verimli gaz yakıtlı santrallerde %50 verim elde edilir. Yağ ve kömür yakıtlı santraller az verimlidir. Otomobilde enerji dönüşümü
Otomobilde enerji dönüşümünde şu adımlar gerçekleşir:
Yakıttaki potansiyel enerji yakıtın yanması sonucu genişleyerek kinetik enerjiye dönüşür.
Gazın genişlemesi sonucu oluşan kinetik enerji pistonu doğrusal hareket ettirir.
Pistonun doğrusal hareketi krank milinde dairesel harekete çevrilir.
Krank milinin dairesel hareketi şanzımana aktarılır.
Dairesel hareket şanzıman ile hızlandırılır.
Hızlandırılan dairesel hareket diferansiyele aktarılır.
Diferansiyel, dairesel hareketi tekerleklere aktararak dönmelerini sağlar.
Tekerleklerin dairesel hareketi, taşıtı doğrusal hareket ettirir. Diğer enerji dönüşümleri
Enerjiyi bir biçimden diğerine dönüştüren birçok makine ve transduser vardır: Bunlardan bazıları ve dönüştürdükleri enerji aşağıdaki listede verilmiştir:
Termoelektrik etki (Isı → Elektrik enerjisi)
Jeotermal enerji (Isı→ Elektrik enerjisi)
Soğutma çevrimi, arabalarda kullanılan içten yanmalı motor veya buhar motoru (Isı → Mekanik enerji)
Okyanus ısıl gücü (Isı → Elektrik enerjisi)
Hidroelektrik santrali (Yerçekimi potansiyel enerjisi → Elektrik enerjisi)
Elektrik üreteci (Kinetik enerji veya Mekanik iş → Elektrik enerjisi)
Yakıt hücreleri (Kimyasal enerji → Elektrik enerjisi)
Pil (Kimyasal enerji → Elektrik enerjisi)
Ateş (Kimyasal enerji → Isı ve ışık)
Lamba (Elektrik enerjisi → Isı ve ışık)
Mikrofon (Ses enerjisi → Elektrik enerjisi)
Dalga enerjisi (Mekanik enerji → Elektrik enerjisi)
Rüzgâr gücü (Rüzgâr enerjisi → Elektrik enerjisi veya Mekanik enerji)
Piezoelektrik sensör (Germe → Elektrik enerjisi)
Yarı akustik gitar (Ses → Elektrik enerjisi)
Sürtünme kuvveti (Kinetik enerji → Isı)
Isıtıcı (örneğin klima) (Elektrik enerjisi → Isı)
soru3) Hava Durumu ve İklim
Hava durumu teriminden kastedilen; atmosferde meydana gelen meteorolojik olaylardır. Atmosferde hava olaylarının kısa bir süre içindeki durumunu tanımlamak için; soğuk, sıcak, yağmurlu hava şeklinde tanımlar kullanılabilir. Bütün bunlar havanın o anki halini belirler. Hava durumu belirli bir yerde, belirli ve kısa bir süre içinde etkin olan atmosfer koşullarıdır. Bir yerdeki hava durumu tanımlanırken en üstün ve etkin olan iklim faktörü öne çıkar. Örneğin, soğuk hava denildiğinde bu terim bulutluluk, rüzgâr gibi diğer iklim elemanlarını da kapsayabilir. Ancak o andaki üstün olan faktör düşük sıcaklıktır.
İklim ile hava durumu birbirinden farklı şeylerdir. Burada en önemli fark zaman ve bahsedilen bölge olmaktadır. Hava durumu için çok kısa zaman ve mikro klima alanlardan bahsedilirken iklim için oldukça geniş bir bölgeden (makro klima bölgelerden) bahsedilebilir. Buna göre iklim oldukça geniş bir bölge içinde ve uzun yıllar değişmeyen ortalama hava koşullarıdır. Uzun yıllar değişmeyen ortalama koşullarla birlikte ekstrem (uç) değerler de iklim karakteristiğinin belirlenmesinde önemlidir. İklim bu ekstrem değerler arasında salınım yapmaktadır. İklim değişikliği, ortalama koşulların değişimiyle birlikte daha önemlisi ekstrem değerlerin yenilenme ve yenilenme frekansının (sıklığının) artışı ve sürekliliği ile anlaşılır. Burada uzun yıllardan kasıt 300 – 500 yıl gibi uzun iklim döngüleridir. Bir yerin iklim koşullarının belirlenebilmesi için en az 30 yıllık gözlem değerlerine gereksinim vardır. Ancak bu otuz yıl kısa dönemli birincil değerlendirmeler içindir. İklim döngüleri göz önüne alındığı zaman 30 yıllık dönemin çok kısa bir süre olduğu gözden kaçırılmamalıdır.
İklimi Meydana Getiren Elemanlar
İklim elemanları çeşitli oranlarda birleşerek bir yerin iklimini oluşturan atmosfer özellikleridir. Güneşlenme, sıcaklık, basınç, rüzgâr, yağış, bulutluluk, buharlaşma, vb. iklim elemanlarıdır. Meteorolojik olayları inceleyip iyice anlayabilmek ve belirli sonuçlara varabilmek için iklim elemanlarının incelenerek yeryüzü ve coğrafî bölgeler için bazı sonuçların çıkarılması gerekmektedir.
İklim elemanlarını; oluşumlarını etkileyen faktörler ile şekillenirler. Bu faktörler; enlem etkisi, kara ve denizlerin etkisi, yükseklik etkisi, yer şekilleri etkisi, bitki örtüsü etkisi, deniz akıntıları etkileri ’den oluşmaktadır.
Basınç
Atmosfer çeşitli gazlardan oluşmuştur. Yer çekimi dolayısı ile bu gazların bir ağırlığı vardır. Bazı gazlar atmosferin alt katlarında bazıları da üst katlarında bulunur. Gazların bu durumu sürekli değişir. Atmosfer, hareket halindeki gazların mekanik bir karışımı olarak belirtilebilir. Atmosfer basıncına etki eden faktörler vardır. Genel olarak bu faktörleri ve etkilerini şöyle belirtebiliriz:
1) Yükseklik: Yükseldikçe basınç azalır. Gazların yoğunluğu nedeni ile bu hissedilebilir. Yoğun olan gazlar atmosferin alt katlarında bulunur. Genel olarak her 11 metrede 1 mm basıncın azaldığı kabul edilir.
2) Sıcaklık: Sıcaklık arttıkça gazların molekülleri başına düşen enerji payı da artmaktadır. Bu nedenle sıcaklığın fazla olduğu yerlerde hava kütlesinde genleşme ve yukarı doğru yükselme olur. Bu yukarı hareket basıncın düşmesine neden olur. Hava soğuyunca ağırlaşır ve aşağı doğru bir hareket başlar. Bu basıncın artmasına neden olmaktadır.
3) Yoğunluk: Atmosferde gazlarla beraber diğer kirleticiler de bulunmakta ve bunlar basıncı arttırmaktadır. Nem oranı ve toz parçacıkları artarsa, atmosfer basıncı da artacaktır.
4) Enlem: Atmosfer kalınlığı ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe azalmaktadır. Diğer değiştirici faktörler göz önüne alınmazsa ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe basınç da farklı özellikler arz eder.
5) Yer çekimi: Atmosferi meydana getiren gazların ağırlığı yer çekiminin etkisiyle oluşmaktadır. En ağır gazlar yere yakın kısımda yer alır. Atmosferin yoğunluğu alt kısımlarda bu nedenlerden dolayı daha fazladır. Kutuplar basık ve ekvator daha şişkin olduğundan dolayı kutuplarda yer çekimi ekvatordan daha fazladır. Kutuplarda enerjinin az olması ve atmosferin soğuması, yer çekiminin fazla olması gibi sebeplerden dolayı sürekli yüksek basınç oluşmaktadır. Ekvatorda ise bunun tersi söz konusudur.
Basınç Ölçü Birimleri
Atmosfer basıncı olarak nitelendirdiğimiz havanın ağırlığı veya normal basınç 45° coğrafî enlemde, deniz seviyesinde 1cm2 yüzey üzerinde, yüksekliği 76cm olan bir cıva sütununun ağırlığına eşittir ki, bunun da değeri; 76x13.6 = 1033 gr = 1.033 kg’ dır. Burada 76cm olan bir cıva sütununun yüksekliği 13.6 da civanın özgül ağırlığıdır.
Basınç değeri meteorolojide milimetre (mm) veya milibar (mb) cinsinden ifade edilir.
Normal şartlar altında atmosfer basıncı 760mm yüksekliğindeki bir cıva sütununa eşit olduğundan, 760mm normal atmosfer basıncı olarak kabul edilir. Buna göre 760mm’nin altındaki basınç değerine alçak basınç değeri, üstündeki basınç değerine de yüksek basınç değeri denir.
Basınç Ölçüm Aletleri
Hava basıncı, barometre ve barografla ölçülür. Barometreler basıncı doğrudan ölçebilen, barograflar ise basıncı ölçüp kayıt edebilen aletlerdir.
Sıcaklık
Isı ve Sıcaklık Kavramları
Atmosfer sıcaklığı incelenirken ısı sözü de sıklıkla kullanılan ve çoğu kez sıcaklıkla karıştırılan bir terimdir. Bu nedenle birbiri ile yakından ilgili olan, fakat nitelik olarak birbirinden farklı olan bu iki terimi iyi anlamak ve doğru kullanmak gerekir.
Cisimlerin en küçük taneleri olan moleküller, kütleleri içerisinde sahip oldukları ısı enerjisi nedeniyle sürekli olarak hareket veya titreşim halinde bulunurlar. Moleküllerin bu titreşimi; katı cisimlerde oldukları yerde ve kısa hareketlerle, sıvılarda daha uzun ve taneciklerin yer değiştirme hareketleriyle, gazlarda ise sürekli ve karışık yönlerde yer değiştirme hareketleriyle oluşur. Maddenin bu üç halindeki moleküllerin hareket yeteneklerine göre katı maddelerin biçimi değişmezken, sıvılar kondukları kabın şeklini alırlar ve gazlar ise kısa bir sürede içine doldukları hacmi kaplayabilirler. Moleküllerin bu hareketlerinin şiddeti, cisimlere dış ortamdan gelen enerjinin artması ile orantılı olarak artar. Bunun tersi durumunda, enerji azaldıkça moleküllerin hareketi azalır ve sonunda belirli bir enerji seviyesinde durur. Bu seviye mutlak sıfır derecesi olarak isimlendirilir ve -273°C veya 0°K olarak gösterilir. İşte bir cismin, kütlesi içinde sahip olduğu enerjinin toplam olarak miktarına ısı denilmektedir. Cisimlerdeki molekül hareketlerini veya titreşimlerini sağlayan bu ısı enerjisi doğrudan doğruya hissedilip ölçülemez.
Bir cismin, kütlesi içindeki enerji toplamı yani ısısı arttığında, artan bu enerji madde içindeki moleküllere dağılır ve o kütleyi oluşturan moleküllerin her birine düşen enerji payı da artar. Her moleküldeki enerji artışı ise moleküllerin kinetik hareket enerjisini, diğer bir deyişle titreşimini artırmaktadır. Bu artan molekül titreşimleri ise elektromanyetik dalgalar şeklinde çevreye etki yapar. İşte bu etkiye sıcaklık denir.
O halde ısı, cisimlerde mevcut potansiyel bir güç (kuvvet), sıcaklık ise bu gücün kinetik olarak ortaya çıkmış durumu veya o gücün etkisidir. Bu bakımdan birbiri ile yakından ilgili ve doğru orantılı olan ısı ve sıcaklık nitelik bakımından birbirinden tümüyle farklıdır. Klimatolojiyi bu enerjinin daha çok etkileri ilgilendirdiği için, havanın ısısı değil sıcaklığından söz etmek gerekir.
Fizikte sıcaklık termometre ile ölçülüp derece ile belirlenir. Isı doğrudan doğruya değil onun bir görünümü olan sıcaklık yardımıyla ölçülür, kalori ile belirlenir. 1 gram suyun sıcaklığını 1°C yükselten enerji miktarı 1 kalori olarak kabul edilmektedir.
Sıcaklığı Etkileyen Faktörler
İklimin en önemli elemanı sıcaklıktır. Sıcaklığın, iklimin diğer önemli iki elemanı olan basınç ve yağışın yeryüzünde dağılışı üzerinde de büyük tesiri vardır. Havanın ısınmasına ve soğumasına etki eden en önemli faktör güneş radyasyonudur. Güneşten gelen enerjinin büyük bir kısmı atmosferden geçerek yeryüzüne ulaşır ve yeryüzündeki katı ve sıvı cisimleri ısıtarak ısı enerjisi şekline döner. Hava sıcaklığını etkileyen birtakım faktörler vardır. Bu faktörleri dört grupta toplayabiliriz ;
1- Güneşe bağlı etkiler
2- Yerin şekli, güneşe karşı durumu ve hareketlerinden doğan etkiler
3- Atmosferden doğan etkiler
4- Yeryüzü özelliklerinden doğan etkiler
Havanın Nemi
Sürekli gazlardan ve bir miktar da katı bileşiklerden oluşan hava, özellikle, gözle görülmeyen buhar şeklinde belli miktarda su içerir. Atmosferde bulunabilen buhar miktarı, atmosferin sıcaklığı ile belirlenebilir. Sıcak bir atmosfer, soğuk bir atmosferden daha çok su buharı tutabilir. Her sıcaklık için buhar şeklinde azamî miktarda suyun bulunduğu haline atmosferin doymuşluğu denir. Eğer bu miktar aşırı derecede ise, su yoğunlaşmaya ve dolayısı ile bulut ve sise sebep olan damlacıklar oluşmaya başlar. Bu yoğunlaşma düşük sıcaklıklarda ise, buz kristalleri oluşur. Doyma noktasındaki miktar, bu buharın vermiş olduğu basınç deyimi ile açıklanır. Bu basınç genel atmosferik basıncın bir kısmı olup, tıpkı hava basıncı gibi, eşdeğer ağırlığı bulunan bir cıva sütununun yüksekliği ile açıklanır. Hava basıncını belirlemede barometre kullanılmakla birlikte, buhar basınçları için aşağıda tanımlanan değişik sistemler kullanılmaktadır.
Eğer hava, verilen bir sıcaklıkta su buharı ile doymuşsa, yukarıda belirtilenden daha az bir buhar basıncı hüküm sürüyor demektir. Bu durumda havadaki nem, var olan gerçek buhar basıncı deyimiyle veya mutlak nem (rutubet) ismi verilen her bir birim hacimdeki suyun ağırlığı şeklinde açıklanabilir. Mutlak nem klimatolojik amaçlarda az kullanılmakla birlikte daha çok verilen sıcaklıktaki mümkün olan maksimum buhar basıncının yüzdesini belirtir. 10°C’lik sıcaklıkta 6.10mb’lık bir buhar basıncı ve buna karşılık mümkün olan maksimum buhar basıncının 12.19mb bulunduğunu kabul edersek nispî (bağıl) nem %50 olur. Nispî nemin değeri, pek tabiî olarak doyma basıncına göre değişmektedir. Eğer klimatolojide nemden söz ediliyor ise, nispî nem kastediliyor demektir.
Bulutlar
Bulutlar ve Oluşumları
Serbest atmosferde su, buz veya her ikisine ait çekirdeklerin görülebilen topluluğuna bulut denir. Bulutlar su buharı içeren havanın, basıncı düşük seviyelere kadar yükselmesi sonucu genişleyip soğuması ve su buharının yoğunlaşarak, çapları milimetrenin ellide biri kadar olan, ufak su damlacıkları veya buz kristalleri haline dönüşmesi ile meydana gelirler.
Nispeten sakin bir havada uzun zaman kalan bir bulut parçası daima aynı su damlacıklarından ve buz kristallerinden oluşmuş değildir. Su damlacıkları ve buz kristalleri devamlı olarak düşerler ve daha az nemli, daha sıcak tabakalara ulaşarak buharlaşırlar. Bu düşen ve buharlaşan su damlacık veya buz kristallerinin yerini yoğunlaşan yeni su damlacıkları veya buz kristalleri doldurur. Bu sebepten ötürü bulutlar sürekli oluşum ve dağılım halindedir.
Bulut Çeşitleri
Bulutların sınıflandırılması için oluşumu, görünümü, şekli ve yüksekliği gibi değişik ölçütler kullanılır. Burada en genel anlamı ile bulutların görünümüne ve tavan yüksekline göre yapılan sınıflandırılmasından bahsedilecektir. Bunun dışında değişik sınıflandırılmaların da olduğu unutulmamalıdır. Bulutlar, yeryüzündeki bir gözlemciye göre, bulutların görünüşünü tanımlayan Latince kelimelerin kullanıldığı bir sistem içerisinde sınıflandırılır.
Aşağıdaki tablo bu sınıflandırma sisteminin dört ana bileşenini göstermektedir.
Latince Kökü Anlamı Örnek
Cumulus Küme İyi Hava Kümülüsü
Stratus Tabaka Altostratus
Cirrus Saç buklesi Cirrus (Sirrus)
Nimbus Yağmur Cumulonimbus (Kümülonimbus)
Bulutların oluşmasında atmosferdeki dikey sıcaklık dağılımının önemi büyüktür. Bir hava kütlesi içerisindeki alt ve üst katlar arasındaki sıcaklık dağılımı düzgün ya da diğer bir deyişle sıcaklık farkları az ise böyle kütlelere kararlı hava kütlesi denir. Bu tip hava kütlelerinde dikey (konveksiyonel) hava hareketleri fazla gelişmediği için oluşan bulutlar tabaka şeklinde meydana çıkar. Bu bulutlara görünüşlerinden dolayı tabaka anlamına gelen "Stratus" bulutları denir ve isimlerine ek olarak bu kelimeyi alırlar. Eğer hava kütlesi içerisindeki alt ve üst katları arasındaki sıcaklık dağılımı düzgün değilse ya da diğer bir deyişle sıcaklık farkları fazla ise böyle kütlelere kararsız hava kütlesi denir. Bu tip hava kütlelerinde mevcut dikey (konveksiyonel) hava hareketleri sebebiyle oluşan bulutlar küme şeklinde meydana çıkar. Bu bulutlara görünüşlerinden dolayı küme anlamına gelen "Cumulus (Kümülüs)" bulutları denir ve isimlerine ek olarak bu kelimeyi alırlar. Bulut şekillerine göre 10 ana bulut çeşidi vardır.
Bulutların diğer bir sınıflandırılma tanımlaması da bulut tavan yüksekliğine göre. Bu sınıflandırmada üç grup vardır. Bulut isimlerinin önüne konan ön ek, hangi grup içerisinde olduğunu göstermektedir. Örneğin, Sirrus (Cirrus) bulutlarında olduğu gibi "Cirr-" ön eki yüksek bulutları, Altostratus bulutlarında olduğu gibi "Alto-" ön eki orta bulutları gösterir. Bu modüller değişik bulut gruplarını içerir. İlk üç grup yerden yüksekliklerine göre tanımlanır. Bazı kaynaklarda dördüncü bir grup olarak da dikey gelişimli bulutlar ele alınır. Bunların dışında özel (çeşitli) bulutların oluşturduğu ayrı bir grup da söz konusudur; fakat burada bu bulutlardan bahsedilmeyecektir.
Bulut tavan yükseklikleri; alçak, orta ve yüksek seviyeler halinde, yeryüzünden Tropopoz yüksekliğine kadar olan atmosfer bölümü içerisinde görülür. Bulut tavan yükseklik seviyelerinin yükseklik limitleri enleme bağlı olarak değişmektedir. Aşağıdaki tabloda bulut tavan yüksekliğine göre seviyeler ve bu seviyelerin içerdiği ana bulut tipleri mevcuttur.
Cumulus, Cumulonimbus bulutları, tavan yüksekliği alçak bulutlar seviyesinde başlamakla birlikte dikey gelişimleri öyle büyüktür ki bulut tepeleri orta, hatta yüksek bulutlar seviyesine kadar uzanabilir. Bu yüzden bazı kaynaklarda dikey gelişimli bulutlar grubu olarak gösterilirler. Nimbostratus bulutu ise orta bulutlar seviyesinde bulunmakla birlikte diğer seviyelere de genişler bu yüzden alçak bulutlar sınıfında gösterildiği de olur.
Buharlaşma
Buharlaşma bir yerin ikliminin tespit edilmesinde kullanılan önemli klimatolojik elemanlardan biridir. İklim ise bitkilerin yetiştirme şartlarının başında gelir. İşte bu nedenle ve özellikle tarım için buharlaşma miktarının bilinmesi çok önemlidir.
Buharlaşma ve yoğunlaşma:
Buharlaşma meteorolojide genel olarak sıvı suyun su buharı haline gelmesi şeklinde tarif edilir. Bu durum uygun şartlarda doyma noktasına ulaşıncaya kadar devam eder. Atmosferde buharlaşmanın aksi bir oluşum vardır ki bu da yoğunlaşmadır. Yoğunlaşma su yüzeyinin doymamış hava ile teması halinde meydana gelir. Buna göre meteorolojide net buharlaşma, su yüzeyinden buharlaşma yolu ile kaybolan su miktarı ile, yoğunlaşma yolu ile suya ilave olunan miktar arasındaki fark olarak kabul edilir.
Buharlaşmaya etki eden faktörler:
Serbest su yüzeyinde olan buharlaşmaya etki eden faktörler:
1) Hava sıcaklığı
2) Hava basıncı
3) Rüzgâr hızı
4) Havanın nemi
5) Radyasyon
6) Coğrafî enlemdir.
Eğer toprak yüzeyinde olan buharlaşma ele alınırsa bu buharlaşmada yukarıda sayılan faktörlere ilaveten yerin nemlilik derecesinin, bitki örtüsünün ve tavan suyu seviyesinin de rolü vardır. Buharlaşma sıcaklıkla çok ilgilidir. Buharlaşmanın günlük ve yıllık değişmeleri, sıcaklığın günlük ve yıllık değişmelerine çok benzer. Gün esnasında buharlaşma sabah saatlerinde minimum, öğleden sonra 12-15 arasında ise maksimum değerine ulaşır. Yine sıcaklıkla ilgili olarak buharlaşma soğuk mevsimde az, sıcak mevsimde çoktur. Basınç da, buharlaşma üzerinde önemli rol oynar. Şöyle ki basıncın artması buharlaşmayı azaltır, basıncın azalması ise buharlaşmayı artırır.Yükseklikle basınç azaldığından, yüksek yerlerde buharlaşma fazlalaşır. Basıncın yükseklikle azalması ve bu azalmaya bağlı buharlaşmanın artması, yüksekliğin buharlaşma üzerindeki dolaylı etkisini gösterir. Rüzgâr hızı buharlaşmayı artıran bir faktördür. Rüzgâr hızı ne kadar fazla olursa buharlaşma o kadar fazla olur. Havanın nemli olması buharlaşmayı azaltır. Buharlaşma kuru havada nemli havaya nazaran daha fazladır. Yerin nemli olması ise buharlaşmanın fazla olmasına neden olur. Bitki örtüsünün sıklığı toprak yüzeyinden olan buharlaşmayı azaltır. Bitki örtüsü bakımından fakir olan yerlerde buharlaşma fazladır. Tavan suyu seviyesi yeryüzüne yakın ise buharlaşma fazla, uzak ise buharlaşma az olur. Buharlaşma coğrafî enleme de bağlıdır. Ekvatordan uzaklaştıkça buharlaşma azalır. Ekvatora yaklaştıkça artar.
Güneşlenme
Atmosferi ve yeryüzünü ısıtan en önemli enerji kaynağı güneştir. Isının elde edildiği başka enerji kaynakları da vardır. Fakat bu enerji kaynaklarının etkileri güneşten gelen büyük enerjiye göre çok azdır. Örneğin güneşten yeryüzüne bir dakikada gelen enerjinin, insanların bütün kaynaklarını çalıştırarak bir yılda elde edebileceği enerjiye eşit olduğu düşünülürse, güneş enerjisinin büyüklüğü hakkında bir fikir edinilebilir.
Bütün canlılar ve meteorolojik olaylar doğrudan doğruya veya dolaylı olarak güneş enerjisine bağlı gelişirler. Gerçekten karayı ve denizi ısıtan güneş buharlaşmalar, yağışlar, rüzgârlar ve deniz akımlarının da etmenidir. Yağışlarla beslenen akarsuların enerjisi biçim değiştirmiş bir güneş enerjisidir. Bitkilerin fotosentez yapabilmeleri, gıda üretimi ve hayatın tümü güneşten gelen enerjiye bağlıdır. Hatta maden kömürü, petrol ve odun gibi enerji kaynakları, gerçekte depo edilmiş güneş enerjisinden başka bir şey değildir).
Güneşten gelen ışınlara radyasyon ( ışınım ) denir. Bu ışınların bir kısmı görünen, bir kısmı da görünmeyen ışınlardır. Görünen veya görünmeyen ışınlar atmosfer içine girdiği andan itibaren dağılıp birbirinden ayrılırlar, cisimlere çarpınca yansır kırılır ve dalga uzunluklarına göre atmosfer içinde yutulup emilirler. Sonunda yine uzaya dönerler. Yer yuvarlağı güneşin yaydığı enerjinin ancak iki milyonda birini alır ki, bu da büyük bir enerjidir. Güneş enerjisinin toplamı % 100 olarak kabul edilir. Bu % 100 alınan değer atmosferin üst sınırındaki güneş enerjisidir ve solar konstant denilen bir güneş sabitesi ile ifade olunur.
Solar konstant ( Güneşlenme sabitesi ) : Atmosferin üst sınırında 1 cm²’lik yüzeye 1 dakikada gelen enerjiye solar konstant denir. Ortalama olarak solar konstant 2.00 gr. kalori/santimetre kare/dakika ( cal/cm²/dak ) dır.
Bu değer, dünyanın her yerinde her zaman aynı ölçüde kalmaz, biraz azalır veya çoğalır. İşte % 100 olarak alınan değer budur.
Güneş ışınlarının uğradığı değişikler :
Güneş ışınlarının uğradığı değişikler şöyle açıklanabilir; Güneşten gelen enerji atmosfere girdikten sonra ilk olarak şöyle bölünür:
a) %25’i atmosfer içinde zerreler ve bulutlara çarparak kırılır ve uzaya geri yansır. Bu olaya kırılma – yansıma veya refleksiyon adı verilir.
b) %25’i atmosfer içinde yayılır ki bu olaya difüzyon denir.
c) %15’i atmosfer tarafından emilir yutulur, yani doğrudan doğruya atmosferi ısıtır. Bu olay absorbsiyon olayıdır.
d) %8’i atmosferi geçtikten sonra yeryüzüne çarpıp tekrar uzaya yansır.
e) %27’i yeryüzünü doğrudan doğruya ısıtır.
Bu gelen ışınların başlangıçta, atmosferden yansıyan % 25 ile yeryüzüne çarpıp yansıyan % 8’i yani % 33 oranındaki enerji yeryüzünde hiç iş yapmadan uzaya geri döner. İşte bu iş yapmadan, dönüp giden enerjiye Albedo denir. Buna karşılık geri kalan % 67 yeryüzünü ısıtır.
Güneş ışınlarının şiddetini etkileyen faktörler:
1) Günlük değişmeler: Güneş ışınlarının içerisinden geçerek geldiği hava tabakası kalınlığının günün her saatinde farklı olması atmosferdeki günlük ışınım şiddeti değişmesinin esasını teşkil eder.
2) Bulutluluğun güneş ışınları şiddetine etkisi : Bulutlu havalarda bulutluluk derecesine göre güneş ışınları şiddetinde önemli bir azalma tespit edilmektedir. Bu işte bulut örtüsü kalınlığının, güneş yüksekliğinin ve bulut çeşitlerinin ayrı rolleri vardır.
3) Yüksekliğin etkisi: Güneş ışınlarının şiddeti yükseklikle de yakından ilgilidir. Güneş ışınları şiddeti yükseldikçe artmakta bu artma yazın öğle vakti 1500 metreye kadar her 100 metrede yaklaşık 0.013 cal olmaktadır.
Rüzgâr
Bir yerde hava soğuyup basınç artarsa veya ısınıp basınç azalırsa çevresiyle oranı arasında bir basınç dengesizliği doğar. Bu durumda hava basıncı ile hava yoğunluğu arasında da bir dengesizlik belirmiştir. İşte bu dengesizlikler hava hareketleri ile giderilmeye çalışılır ve yeryüzünde yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına doğru yatay hava akımları doğar ki bunlara rüzgâr denilir. Rüzgâr yatay yönde yer değiştiren bir hava kütlesinin hareketidir. Hava kütlesinin bu hareketini ancak etrafa yaptığı tesirlerden ve cildimizde meydana getirdiği serinlikten fark ederiz.
Rüzgâr, iklimler ve özellikle günlük hava şartlarının oluşumu bakımından önemli iklim elemanlarından biridir. Çünkü rüzgârlar kendilerini meydana getiren hava kütlelerinin özelliklerine göre çevreyi etkilerler. Ayrıca enerji üretimi, uçuşlar, deniz yolculukları, şehirleşme ve tarım alanlarının kurulmasında büyük önemi vardır. Rüzgâr etkileri bakımdan üç belirgin özelliği olan bir iklim elemanıdır. Bu özellikler rüzgârın yönü, hızı ( şiddeti ) ve frekansı ( esiş sıklığı ) dır.
Rüzgâr yönü, rüzgârın bulunduğumuz yere doğru geldiği yöndür. Rüzgâr istikameti estiği yön ile gösterilir. Rüzgârlara ana ve ara yönlere göre isimler verilir. Örneğin güney, kuzey, batı v.b. istikamet milletler arası işaretler ile yani yön isimlerinin baş harfleri ile gösterilir. N ( kuzey ), E ( doğu ), W ( batı ), S ( güney ), NE ( kuzeydoğu ), SW ( güneybatı ) gibi. Detaylı çalışmalarda rüzgâr istikametleri 8, 16 ve daha fazla yön ile ifade edilir.
Rüzgârlar yukarıda olduğu biçimde genel olarak isimlendirildikleri gibi bir takım yerel isimlere de sahiptirler. Örneğin kuzey rüzgârları Karadeniz’de yıldız, Ege bölgesinde Yunanca bir ad olan Etesien olarak isimlendirilir. Bunun gibi güneydoğu rüzgârları Marmara ve İstanbul’da keşişleme olarak, Güneydoğu Anadolu’da ve İç Anadolu’da ise samyeli olarak adlandırılır. Kuzey yönlü rüzgârlara genellikle poyraz, güney yönlü rüzgârlara lodos denir.
Klimatoloji çalışmalarında rüzgâr yönleri üzerinde önemle durulur ve özellikle hakim rüzgâr yönlerinin saptanmasına çalışılır. Hakim rüzgâr bir bölgede belirli süre içinde en çok esen rüzgârlara denilmektedir. Ayrıca esiş sayısı ( frekans ) değerleri kadar fazla olmamakla beraber bir bölgedeki etkileri ile kendini belli eden karakteristik rüzgârlar üzerinde de yön bakımından durmak gerekir.
Bir yerde hava soğuyup basınç artarsa veya ısınıp basınç azalırsa çevresiyle oranı arasında bir basınç dengesizliği doğar. Bu durumda hava basıncı ile hava yoğunluğu arasında da bir dengesizlik belirmiştir. İşte bu dengesizlikler hava hareketleri ile giderilmeye çalışılır ve yeryüzünde yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına doğru yatay hava akımları doğar ki bunlara rüzgâr denilir. Rüzgâr yatay yönde yer değiştiren bir hava kütlesinin hareketidir. Hava kütlesinin bu hareketini ancak etrafa yaptığı tesirlerden ve cildimizde meydana getirdiği serinlikten fark ederiz.
Rüzgâr, iklimler ve özellikle günlük hava şartlarının oluşumu bakımından önemli iklim elemanlarından biridir. Çünkü rüzgârlar kendilerini meydana getiren hava kütlelerinin özelliklerine göre çevreyi etkilerler. Ayrıca enerji üretimi, uçuşlar, deniz yolculukları, şehirleşme ve tarım alanlarının kurulmasında büyük önemi vardır. Rüzgâr etkileri bakımdan üç belirgin özelliği olan bir iklim elemanıdır. Bu özellikler rüzgârın yönü, hızı ( şiddeti ) ve frekansı ( esiş sıklığı ) dır.
Rüzgâr yönü, rüzgârın bulunduğumuz yere doğru geldiği yöndür. Rüzgâr istikameti estiği yön ile gösterilir. Rüzgârlara ana ve ara yönlere göre isimler verilir. Örneğin güney, kuzey, batı v.b. istikamet milletler arası işaretler ile yani yön isimlerinin baş harfleri ile gösterilir. N ( kuzey ), E ( doğu ), W ( batı ), S ( güney ), NE ( kuzeydoğu ), SW ( güneybatı ) gibi. Detaylı çalışmalarda rüzgâr istikametleri 8, 16 ve daha fazla yön ile ifade edilir.
Klimatoloji’nin Tanımı
Yunanca clinein ‘eğimli’ ve logos ‘bilim’ kelimelerinden oluşan Klimatoloji, atmosfer içerisinde meydana gelen hava olayları ile yeryüzünde görülen iklim tiplerini inceleyen bilim dalıdır.
Kelime anlamı olarak iklim bilimi anlamına gelen klimatoloji, uzun yıllar boyunca atmosferde meydana gelen hava olaylarının insan ve doğal ortam üzerindeki etkilerine bağlı olarak ortaya çıkan iklim tiplerini inceleyen bir doğal(fizikî) coğrafya dalıdır. Bir sahada uzun yıllar boyunca hüküm süren hava olaylarının ortalama sonucu o sahanın iklim özelliklerini belirlemektedir. Oldukça geniş bir bölge içinde, uzun yıllar boyunca değişmeyen ortalama hava koşullarına iklim denir.
Klima: İklim, loji: Bilim demektir.
Dilimize klima kelimesi iklim şeklini alarak girmiştir. Klimatolojinin konusu da iklimin çevreye ve insanlara olan etkisidir. Hava olaylarının genel karakterini incelemek, coğrafî dağılışlarını belirlemek klimatolojinin konusudur. İklimi meydana getiren iklim elemanlarını ve iklime etki eden etmenleri, gerekirse tek tek gerekirse bir bütün olarak klimatoloji inceler. Klimatoloji, yeryüzünde cereyan eden atmosfer olaylarını ve etkilerini uzun yıllar boyunca genel gidişatı ile ortaya çıkarır.
Klimatolojik Çalışmaların Amacı
Dünyamız üzerinde çeşitli gazlar, karışık bir şekilde ve birlikte bulunmaktadır. Meteorolojik olaylar yeryüzünde, atmosferde meydana gelir ve hem coğrafî bölgeleri hem de tüm canlıları etkiler. Kısacası iklim yeryüzünün şekillenmesini ve insan faaliyetlerini doğrudan etkiler. Klimatolojinin amacı, yeryüzünü etkileyen iklimleri, iklim bölgelerini ortaya çıkarmak, incelemek ve sonuçları açıklamaktır. Gerçekten de bir iklim bölgesinin iklimi ile o bölgenin doğal çevre özellikleri ve yine o bölgede yaşayan toplum arasında, rölyef ve doğal bitki örtüsünü, beşerî hayatı ve faaliyetleri şekillendirici sıkı korelatif ilişkiler göze çarpar.
Sonuç olarak Klimatoloji biliminin amacı diğer coğrafî araştırmalara, uygulamalı çalışmalara, planlama çalışmalarına ve pek çok alana temel olabilecek verileri hazırlamaktır. İklim araştırmalarında mümkün olduğunca uygulama ve güncel olaylar ile bağlantı kurulabilirse, çalışma sonuçlarının amaca hizmet etme şansı da o oranda artacaktır.
