Klimatolojinin Esaslar Klimatolojinin Esaslar ı ı
S S ı ı cakl cakl ı ı k k
Prof. Dr.
Prof. Dr. İ İ hsan hsan Ç Ç i i ç ç ek ek
HAVA SICAKLI
HAVA SICAKLI Ğ Ğ I I
Isı Is ı ve s ve s ıcakl ı caklı ık k
Sı S ıcakl caklı ık k ı ıs sı ın nı ın g n gö ör rü ün nü ür ve r ve öl ö lçü çülebilir lebilir halidir.
halidir.
Birimleri farklı Birimleri farkl ıd dı ır. r.
Is Is ı ı n n ı ı n birimi kalori ( n birimi kalori ( cal cal ) )
Sı S ıcakl caklığı ığın birimi santigrat derece( n birimi santigrat derece(
ooC C ) )
Eloktromanyetik
Eloktromanyetik spektrum spektrum
(s (s ü ü rekli g rekli g ü ü ne ne ş ş tayf tayf ı ı ) )
Birimler Birimler
1 mikron = 10 1 mikron = 10 - - 3 3 mm mm
1 1 Angstrom Angstrom = 10 = 10 - - 3 3 mikron = 10 mikron = 10 - - 6 6 mm mm
G G ü ü ne ne ş ş ışı ışı nlar nlar ı ı daha daha ç ç ok 0.2 ile 3 ok 0.2 ile 3 mikron aras
mikron aras ı ı nda dalga uzunlu nda dalga uzunlu ğ ğ una una sahiptir.
sahiptir.
Güneşten gelen ışınların % 10’unu UV ve %
40’ını ise infrared ışınlar oluşturur. Bu değer
güneşten gelen ışınların yarısını oluşturur.
Solar
Solar konstant konstant
Atmosferin Atmosferin ü ü st s st s ı ı n n ı ı r r ı ı nda 1 cm nda 1 cm 2 2 ’ ’ ye 1 ye 1 dakikada gelen kalori miktar
dakikada gelen kalori miktar ı ı na solar na solar konstant
konstant denir. Bu enerji g denir. Bu enerji g ü ü ne ne ş ş in yayd in yayd ığı ığı enerjinin 2*10
enerjinin 2*10 -6 - 6 ’ ’ da birine e da birine e ş ş ittir. ittir.
S S ı ı cakl cakl ı ı k Etmenleri k Etmenleri
G G ü ü ne ne ş ş e ba e ba ğ ğ l l ı ı etmenler etmenler
Planeter Planeter etmenler etmenler
Atmosfere ba Atmosfere ba ğ ğ l l ı ı etmenler etmenler
Yer ko Yer ko ş ş ullar ullar ı ı ba ba ğ ğ l l ı ı etmenler etmenler
G G ü ü ne ne ş ş e ba e ba ğ ğ l l ı ı etmenler etmenler
G G ü ü ne ne ş ş lekeleri lekeleri
İ İ klimde 9 klimde 9 - - 11 ve 33 11 ve 33 - - 36 y 36 y ı ı ll ll ı ı k de k de ğ ğ i i ş ş imler g imler g ü ü ne ne ş ş lekelerine ba
lekelerine ba ğ ğ l l ı ı d d ı ı r. r.
G G ü ü ne ne ş ş e ba e ba ğ ğ l l ı ı uzakl uzakl ığı ığı n y n y ı ı l i l i ç ç indeki de indeki de ğ ğ i i ş ş imi, imi,
G G ü ü ne ne ş ş lekeleri lekeleri
Aphelion = günöte
Perihelion = günberi
Uzakl
Uzakl ı ı k de k de ğ ğ i i ş ş iminin sonu iminin sonu ç ç lar lar ı ı
KYK k KYK k ış ış lar lar ı ı di di ğ ğ er etmenlerin er etmenlerin gerektirdi
gerektirdi ğ ğ inden daha s inden daha s ı ı cak, cak,
Yazlar ise biraz daha so Yazlar ise biraz daha so ğ ğ uk ge uk ge ç ç er. er.
GYK GYK ’ ’ de de durum tersinedir. G durum tersinedir. G ü ü nberi noktas nberi noktas ı ı GYK GYK ’ ’ nin nin yaz mevsimine rastlad yaz mevsimine rastlad ığı ığı i i ç ç in hava in hava s s ı ı cakl cakl ığı ığı di di ğ ğ er etmenlerin gerektirdi er etmenlerin gerektirdi ğ ğ ine ine
oranla yaz
oranla yaz ı ı n biraz daha fazla, k n biraz daha fazla, k ışı ışı n biraz n biraz daha az olmaktad
daha az olmaktad ı ı r. r.
KYK KYK ’ ’ de de mevsim uzunluklar mevsim uzunluklar ı ı
Mevsim
Mevsim G G ü ü n n Saat Saat Dakika Dakika İ İ lkbahar lkbahar 92 92 20 20 59 59
Yaz Yaz 93 93 14 14 13 13
Sonbahar
Sonbahar 89 89 08 08 35 35
K K ış ış 89 89 00 00 02 02
Planeter
Planeter fakt fakt ö ö rler rler
Yerin bi Yerin bi ç ç imi imi
Enlem etmeni Enlem etmeni
Yerin g Yerin g ü ü nl nl ü ü k hareketinin s k hareketinin s ı ı cakl cakl ığ ığ a etkisi a etkisi (G (G ü ü n etmeni, n etmeni, rotation rotation ) )
Y Y ı ı ll ll ı ı k hareketinin s k hareketinin s ı ı cakl cakl ığ ığ a etkisi (mevsim a etkisi (mevsim etmeni,
etmeni, revulation revulation ) )
Milankovic Milankovic d d ö ö ng ng ü ü s s ü ü
Yerin bi
Yerin bi ç ç imi imi
Enlem etmeni
Enlem etmeni
Yerin g
Yerin g ü ü nl nl ü ü k hareketinin s k hareketinin s ı ı cakl cakl ığ ığ a a etkisi (G
etkisi (G ü ü n etmeni, n etmeni, rotation rotation ) )
Y Y ı ı ll ll ı ı k hareketinin s k hareketinin s ı ı cakl cakl ığ ığ a etkisi a etkisi (mevsim etmeni,
(mevsim etmeni, revulation revulation ) )
Milankovic
Milankovic d d ö ö ng ng ü ü s s ü ü
D D ü ü nyadaki y nyadaki y ü ü zey s zey s ı ı cakl cakl ı ı klar klar ı ı n n ı ı n, d n, d ü ü nyan nyan ı ı n n
yö y ö r r ü ü ngesindeki ve eksenindeki d ngesindeki ve eksenindeki d ü ü zenli ve tahmin zenli ve tahmin edilebilir de
edilebilir de ğ ğ i i ş ş imlere bir tepki olarak geli imlere bir tepki olarak geli ş ş ti ti ğ ğ i i varsay
varsay ı ı m m ı ı na dayan na dayan ı ı r. r.
Y Y ö ö r r ü ü nge nge eksantrisi eksantrisi ( ( eccentricity eccentricity of of the the orbit orbit ) )
Dü D ünya nya ’n ’ nı ın g n gü üne ne ş ş çevresinde ç evresinde katettiğ katetti ği i yö y ör rü üngenin ngenin şeklinin, gezegensel ş eklinin, gezegensel çekim etkileri nedeniyle yakla ç ekim etkileri nedeniyle yaklaşı şı k 100.000 yı k 100.000 y ıll llı ı k bir periyotta hemen k bir periyotta hemen hemen bir daireden elipti
hemen bir daireden elipti ğe do ğ e doğ ğru, sonra tekrar eliptikten dairevi bir ru, sonra tekrar eliptikten dairevi bir geometrik do
geometrik doğ ğru de ru de ği ğ iş şti tiğ ği bilinir. i bilinir.
Ekliptik
Ekliptik E E ğ ğ ikli ikli ğ ğ i ( i ( obliquity obliquity of of the the ecliptic ecliptic ) )
Dü D ünya nya’ ’n nı ın eksen e n eksen eğ ğikli ikli ğ ğ i de yakla i de yakla şı şı k 41 000 y k 41 000 y ıll ı llı ık periyotta k periyotta 21 21 o o 39´ 39 ´ dan 24 dan 24 o o 36 36 ´ ´ ya ve sonra tekrar 24 ya ve sonra tekrar 24 o o 36´ 36 ´ dan 21 dan 21 o o 39 39 ´ ´ ya do
ya do ğ ğ ru de ru de ğ ğ i i ş ş ir. E ir. E ğ ğ iklik a iklik a ç ç ı ı s s ı ı n n ı ı n, n, ekliptik ekliptik d d ü ü zlemini zlemini g g ö ö steren hayali steren hayali ç ç izgiye izafen izgiye izafen ö ö l l çü çü lmesi nedeniyle bu lmesi nedeniyle bu fenomen
fenomen ekliptik ekliptik eğ e ğikli ikliğ ğ i i olarak bilinir. olarak bilinir.
Presesyon Presesyon
Gü G üne neş ş ve ve y’ y ’ı ın n D D ü ü nya nya ’ ’ ya uygulad ya uygulad ığı ığı gravisyonal gravisyonal çekim ç ekim nedeniyle, D
nedeniyle, D ü ü nya nya ’ ’ n n ı ı n t n t ıpk ı pkı ı bir topa bir topa ç ç ekseni ekseni üzerinde ü zerinde sal sal ınmas ı nması ı sonucunda, mevsimler (ya da ekinokslar) dü sonucunda, mevsimler (ya da ekinokslar) d üzenli zenli
bir bi
bir biç çimde G imde G ü ü ne ne şin ş in çevresinde hareket eder ki, bu olay ç evresinde hareket eder ki, bu olay ekinoklaslar
ekinoklaslar ın ı n presesyonu ( presesyonu ( precession precession of of the the equinoxes equinoxes ) ) ya da
ya da solsitlerin solsitlerin presesyonu (precession presesyonu ( precession of of the the solstices) solstices ) olarak adland
olarak adland ı ı r r ı ı l l ı ı r. Bu, D r. Bu, D ü ü nya nya ’ ’ n n ı ı n G n G ü ü ne ne ş ş ’ ’ e en yak e en yak ı ı n oldu n oldu ğ ğ u u sı s ıradaki mevsimin de radaki mevsimin değ ği iş şece ece ğ ğ i anlamı i anlam ına gelmektedir. na gelmektedir. Ş Ş u u andaki durumda,
andaki durumda, KYK KYK ’ ’ deki deki k k ış ış mevsimi g mevsimi g ü ü nberide nberide (perihelion ( perihelion) meydana gelirken yaz mevsimi, D ) meydana gelirken yaz mevsimi, Dü ünya nya y y ö ö r r ü ü ngedeki en uzak noktadayken (g ngedeki en uzak noktadayken (g ü ü n n ö ö te te – – aphelion aphelion ) ) ger ger çekle ç ekleş şmektedir. Yakla mektedir. Yaklaşı şık 13.000 y k 13.000 yı ıla kadar la kadar ş şu andaki u andaki
pozisyon tersine d
pozisyon tersine d ö ö necekken ortalama 26.000 y necekken ortalama 26.000 y ı ı ll ll ı ı k bir k bir periyotta d
periyotta d öng ö ngü ü tamamlanacakt tamamlanacakt ı ı r. r.
Dünya eksenin tıpkı baş sallayan topaç gibi yaptığı dönme hareketidir.
Bu hareket sonucu yörünge üzerinde her yıl 50” kadar sapma olur.
Buna göre precession neticesinde dünya ekseninin tam bir daire çizmesi
İçin 360° : 50” = 25800 (yaklaşık 26000) yıl gereklidir.
Bu de
Bu değ ği iş şkenler kombine olarak k kenler kombine olarak kü üresel s resel sı ı cakl cakl ıklar ı klar ü üzerinde b zerinde b üy ü y ük bir ü k bir etkiye sahiptir. Al
etkiye sahiptir. Alı ı nan toplam radyasyonun miktarı nan toplam radyasyonun miktar ı, b , bü üy yü ük oranda k oranda Dü D ünya y nya yö ör r üngesinin ü ngesinin eksantrisi eksantrisi
-6 -6tarafı taraf ından belirlenirken di ndan belirlenirken di ğer ğ er
astronomik de
astronomik değ ği iş şkenler, farkl kenler, farklı ı enlemlere dağı enlemlere da ğılan lan ı ı sı s ı enerjisinin miktar enerjisinin miktar ı ı nı n ı etkiler. Genelde, al
etkiler. Genelde, alç ç ak ve orta enlem b ak ve orta enlem b ölgelerinin maruz kald ö lgelerinin maruz kaldığı ığı gü g üne neş ş radyasyonunun temel olarak presesyon ve
radyasyonunun temel olarak presesyon ve eksantri eksantri de de ğ ğ i i ş ş imleriyle imleriyle kontrol edildi
kontrol edildiğ ği d i dü üş şü ün nü ül lü ürken y rken yü üksek enlemlerde ksek enlemlerde eksantrinin eksantrinin etkileri etkileri eksen e
eksen eğ ğikli ikli ğindeki de ğ indeki de ği ğ iş şimler taraf imler tarafı ı ndan mod ndan mod üle edilir ya da ü le edilir ya da kuvvetlendirilir. Zaman boyunca meydana gelen de
kuvvetlendirilir. Zaman boyunca meydana gelen değ ği iş şimin imin paterni paterni astronomik veriler kullan
astronomik veriler kullanı ı larak hesaplanabildi larak hesaplanabildi ğinden ğ inden Milankovic Milankovic , farklı , farkl ı enlemlere d
enlemlere dü üş şen radyasyon miktar en radyasyon miktarı ı iç i çin baz in bazı ı tahminler elde edebildi ve tahminler elde edebildi ve
bu yü bu y üzden de ge zden de ge ç ç miş mi şte meydana gelen s te meydana gelen sı ı caklı cakl ı k değ k de ği iş ş imlerine dikkat imlerine dikkat
ç ç ekti. ekti.
Milankovic döngüsü dünyada belirli dönemlerde daha ılıman ve belirli dönemlerde de daha soğuk iklimlerin oluşmasına sebep olur. Bu üç döngü bir birinden bağımsız olduğu için bunların etkisi her zaman aynı şekilde olmaz. Örnek verecek olursak, presesyona bağlı olarak
iklimlerde bir ısınma olması durumunda eğer bu dönem epliktik eğikliğinin soğuk dönemine karşılık gelirse o dönem olması
gerektiğinden daha soğuk ve olması gerektiğinden de daha sıcak
geçebilir. Aynı şekilde eğer her üç döngünün sıcak dönemleri ve soğuk dönemleri bir birleri ile çakışırsa bu dönemler dünyanın görebileceği en soğuk ve en sıcak dönemler olarak karşımıza çıkar. Bir diğer olgu da epliktik eğiklinin azalması veya artması durumudur. Düşük eksen eğikliğin de kuzey ve güney kutuplar da mevsimsel değişim
olmayacağından (veya çok kısa olacağından) ve ekvatorun hep aynı derecede ve devamlı olarak ısınması sonucu kutuplar arası sıcaklık farkı çok fazla olmasına yol açacaktır. Bu da dünyada korkunç atmosfer hareketlerine ve hızı saatte yüzlerce kilometreyi bulabilecek fırtınalara sebep olacaktır. Dolayısıyla rüzgar yeryüzünde hakim
taşınma ortamı olarak karşımıza çıkabilecektir. Ayrıca rüzgar sonucu bir çok toz parçacığının atmosfere taşınması güneşten gelen ısınların geriye yansımasına bu da dünyanın olması gerektiğinden çok daha soğuk olmasına ve yeni bir buzul çağının başlamasına neden olabilir.
Eksen eğikliğinin artması ise dünyanın her yanının görece çok daha
eşit derecede ısınmasına, bu da kutuplarda buzların erimesi ve buzul
kalkanının kalkmasına dolayısıyla da deniz seviyesinin yükselmesine
neden olacaktır.
Atmosferin g
Atmosferin g ü ü ne ne ş ş ten gelen ten gelen ışı ışı nlara nlara etkisi
etkisi
I I şığı şığı n k n k ı ı r r ı ı lmas lmas ı ı ve yans ve yans ı ı mas mas ı ı ( ( scattering scattering and and reflection
reflection ) )
I I şığı şığı n da n da ğı ğı lmas lmas ı ı ( ( diffision diffision ) )
I I şığı şığı n emilmesi ( n emilmesi ( absobsion absobsion ) )
Bir madde gelen radyasyonu Bir madde gelen radyasyonu absorb absorb edebilir, edebilir, da da ğı ğı tabilir ya da ge tabilir ya da ge ç ç mesine izin verir. mesine izin verir.
Bu Bu üç üç ö ö zellik maddenin farkl zellik maddenin farkl ı ı yap yap ı ı daki molek daki molek ü ü ler ler ve elektronik
ve elektronik konfigurasyonunu konfigurasyonunu ile ilgilidir. ile ilgilidir.
Abrosbsiyon: Abrosbsiyon : Gelen radyasyon emilerek maddenin Gelen radyasyon emilerek maddenin s s ı ı cakl cakl ı ı k, kimyasal yap k, kimyasal yap ı ı s s ı ı veya pozisyonunun veya pozisyonunun
de de ğ ğ i i ş ş tirilmesinde kullan tirilmesinde kullan ıl ı l ır. ı r.
Da Da ğı ğı tmak: tmak: Gelen radyasyon farkl Gelen radyasyon farkl ı ı y y ö ö nlere da nlere da ğı ğı t t ı ı l l ı ı r r fakat genellikle dalga boyunda anlaml
fakat genellikle dalga boyunda anlaml ı ı bir de bir de ğ ğ i i ş ş im im olmaz.
olmaz. Refleksiyon Refleksiyon , , refraksiyon refraksiyon , , diffraksiyon diffraksiyon da da ğı ğı tman tman ı ı n belli ba n belli ba ş ş l l ı ı tipledirr tipledirr . .
Transmisyon: Gelen radyasyonun dalga uzunlu Transmisyon: Gelen radyasyonun dalga uzunlu ğ ğ u u ve dalga y
ve dalga y ö ö n n ü ü korunur. Transmisyon transparana korunur. Transmisyon transparana benzer.
benzer.
Atmosferin yerden yans
Atmosferin yerden yans ı ı yan yan ışı ışı nlara nlara etkisi
etkisi
Yere dokunma ile atmosferin Yere dokunma ile atmosferin
ı ı s s ı ı nmas nmas ı ı
Kond Kond ü ü ksiyon ksiyon
Gizli Gizli ı ı s s ı ı transferi transferi
Atmosferinetkisi Atmosferinetkisi
Atmosfer do Atmosfer do ğ ğ ru ru ışı ışı n alan yerlerin a n alan yerlerin a şı şı r r ı ı derecede s derecede s ı ı cak cak ışı ışı n n almayan yerlerin ise a
almayan yerlerin ise a şı şı r r ı ı derecede so derecede so ğ ğ uk olmas uk olmas ı ı n n ı ı engelleyen d
engelleyen dü üzenleyici bir rol oynar. zenleyici bir rol oynar.
Bu etkisini g Bu etkisini g ü ü ne ne ş ş ten gelen ten gelen ışı ışı nlar nlar ı ı ve yerden geri verilen ve yerden geri verilen ışı ışı nlar nlar ı ı da da ğı ğı t t ı ı p so p so ğ ğ urmak. urmak.
Isı Is ınan yerlerdeki s nan yerlerdeki sı ıcakl caklığı ığı alı al ıp so p soğ ğuk yerlere ta uk yerlere ta şımak. şı mak.
Daha Daha ç ç ok alttan ok alttan ı ı s s ı ı n n ı ı p ve p ve ü ü stten so stten so ğ ğ uyarak ve i uyarak ve i ç ç erideki erideki tozlar, CO
tozlar, CO 2 2 ve ve ö ö zellikle su buhar zellikle su buhar ı ı yardı yard ı mı m ı yla yery yla yery ü ü z z ü ü ne ne
yakı yak ın katlar n katları ın s n sı ıcak olmas cak olması ın nı ı sağ sa ğlar lar . .
Yer ko
Yer ko ş ş ullar ullar ı ı n n ı ı n hava s n hava s ı ı cakl cakl ığı ığı na na etkisi
etkisi
Yerden yans Yerden yans ı ı yan yan ışı ışı nlar nlar ı ı n yans n yans ı ı mas mas ı ı ve ve
so so ğ ğ urulmas urulmas ı ı , ,
I I şı şı nlar nlar ı ı n yery n yery ü ü z z ü ü nde emilmesi nde emilmesi ( ( ö ö zg zg ü ü l l ı ı s s ı ı ) )
Specific Heats of Various Substances
Substance Specific Heat (cal/gram °C)
Specific Heat (J/kg °C)
water (pure) 1.00 4186
wet mud 0.60 2512
Ice (0 °C) 0.50 2093
sandy clay 0.33 1381
dry air (sea level) 0.24 1005
quartz sand 0.19 295
granite 0.19 294
Note: 1 calorie = 4.186 joules (both are units of heat
Kara ve denizlerin s
Kara ve denizlerin s ı ı cakl cakl ığ ığ a farkl a farkl ı ı etkileri
etkileri
Mass of the Water Starting Temperature Ending Temperature Heat Required
5 grams 20° Celsius 25° Celsius 25 Calories of Heat
25 grams 20° Celsius 25° Celsius 125 Calories of Heat
