Hava sıcaklığı

Hava sıcaklığı, atmosferi oluşturan gaz moleküllerinin ısı enerjisi ile gerçekleşen titreşimlerinin ortaya çıkardığı etki. İklimin en önemli elemanı, diğer elemanlardan nem-yağış ile basınç ve rüzgarın oluşum sebebi.

Sıcaklığın kaynağı

Dünyadaki sıcaklığın temel kaynağı güneştir. Dünyanın iç sıcaklığı mevcut yerkabuğunu aşıp yer yüzeyini etkilemez. Jeolojik geçmişte iç sıcaklığın yüksek olduğu zamanlarda etkili olabileceği kabul edilebilir fakat bugün bu etki yoktur. Güneşten gelen sıcaklıkla buharlaşma, yağış, rüzgar ve okyanus akıntıları oluşur. Bitkilerin fotosentez ile besin üreterek besin zincirini başlatması da güneşin eseridir. Petrol, kömürler, doğalgaz geçmiş jeolojik devirlerdeki güneş enerjisinin depolanmış halidir.

Isınmanın gerçekleşmesi

Güneşten atmosferin üst sınırına 1 cm²'ye 1 dakikada ulaşan enerji miktarı 2.0 cal/cm²/dakikadır ve güneş sabitesi (Solar konstant) olarak isimlendirilir. Güneşten gelen enerjinin tamamı yeryüzünü ısıtmaz. Gelen ışınların %25'i atmosfer ve bulutlardan geri yansır, %25'i atmosferde dağılır (difüzyon), %15'ini atmosfer absorbe eder (emer), %8'i yeryüzünden uzaya yansır (albedo), %27'si yeryüzünü ısıtır. Toplamda gelen enerjinin %67'si dünyayı ısıtırken, %33'ü uzaya geri yansır. Işınların yansımayan %67'sinin 1/4'ü atmosfer tarafından emilir, 3/4'ü yer tarafından emilir. Tutulan bu ısı atmosferi ısıtır. Atmosfer bir miktar direk güneşten gelen ışınlarla ısınırken, önemli miktarda ısınan yerden yansıyan ışınlarla ısınır. Atmosferin çoğunlukla yerden yansıyan ışınlarla ısınması, yükseklikle sıcaklığın azalmasının temel sebebidir.

Yeryüzünde sıcaklık dağılışını etkileyen faktörler

Güneşten dünyaya ulaşan enerji tüm yeryüzünü eşit oranda ısıtmaz. Sıcaklık dağılışındaki farklılıkların nedenleri şunlardır:

Güneş ışınlarının atmosferde aldığı yol

Atmosfer içindeki yolun uzaması atmosfer tarafından ışınların tutulmasına (emilme, dağılma, yansıma) yol açar. Ekvator üzerine düşen güneş ışınları dik geldiklerin atmosferde daha kısa yol alırlar. Kutuplara düşen ışınlar daha uzun bir yol kat ederler. Ekvatorda yere ulaşan enerji daha fazla iken kutuplarda daha az enerji ulaşır.

Güneşlenme süresi

Yaz mevsiminde sıcaklık artışını tek başına ışınların dik gelmesi sağlamaz. Aynı zamanda gündüzlerde uzamıştır. Gündüzlerin uzaması güneşten alınan enerjinin artmasına neden olur. Kışın durum tam tersidir. Kısalan gündüzler güneşten alınan enerjinin azalmasına neden olur. Türkiye'de kışın gündüz uzunluğu 9 saatken, yazın 15 saate çıkar. Güneş ışınlarının en dik geldiği zaman yerel saat ile 12:00'dır. Fakat günün en sıcak anı öğleden sonra, yaklaşık olarak 14:00'dür. Bunun nedeni enerji depolanmasıdır(ısı birikimi).

Kara ve denizlerin dağılışı

Karalar ve denizlerin özgül ısıları ve ısınma özellikleri birbirinden farklıdır. 1 gr taşı 1 °C ısıtmak için 0,5 °C ısıya ihtiyaç varken, 1 gr suyun sıcaklığını 1 °C yükseltmek için 1 °C sıcaklığa ihtiyaç vardır. Aynı oranda güneş alan; karalar hızlı ısınır hızlı soğur, çok ısınır, çok soğur. Denizler yavaş ısınır, yavaş soğur, az ısınır, az soğur.
Deniz suyunun hareketli olması yavaş ısınmasının sebeplerindendir. Isınan su buharlaşır, tuzluluğu artar ve ağırlaşır. Dibe çöken bu suyun yerine soğuk sular gelir. Derinlere depo edilen bu ısı, gece veya kışın denizlerin karalara oranla daha ılık olmasına neden olur. Denizlerde ısı taşınmasının bir başka yolu da dikey ve yatay akıntılardır. Gulf Stream Meksika körfezindeki sıcak suları kuzeybatı Avrupa kıyılarına kadar taşır. Termohalin Döngü okyanuslar arasında sıcaklık farkının neden olduğu genel bir akıntıdır. Sıcak ve soğuk suların yer değiştirmesiyle dünya ısısı dengelenir.
Denizler üzerinde bulunan buhar tabakası denizin güneşten fazla ısınmasını engeller. Geceleyin de ısı kaybını engeller. Bu özelliği bulunmayan karaların gece gündüz sıcaklık farkı daha fazladır. Sonuçta karalar denizlere göre daha fazla ısınır. Bu nedenle karaların daha fazla olduğu Kuzey Yarımkürede sıcaklıklar Güney Yarımküreden daha fazladır. Karaların daha fazla yer kapladığı Kuzey Yarımkürede yıllık ortalama sıcaklık Güney Yarımküre'den 2 °C daha fazladır.

Nemlilik

Kısa dalga boyu ışınların yeryüzüne inmesine engel olmayan su buharı yerin ısınmasına olanak sağlar. Fakat ısınan yeryüzünden uzaya kaçan uzun dalga boyu ışınları tutar. Bu olay nemli bölgelerin fazla ısınmasını ve soğumasını engeller. Deniz kıyılarında nemlilik fazladır. Buradaki kentlerde gece-gündüz sıcaklık farkları da karasal bölgelere göre daha azdır. Karasal bölgeler gündüz fazla ısınırlar fakat gece de çok soğurlar. Günlük sıcaklık farkı fazladır. Aynı durum yıllık sıcaklık farkı için de geçerlidir. Akdeniz ve Güneydoğu Anadolu bölgeleri aynı enlemlerde yer alır. Yazın karasal olan Güneydoğu Anadolu daha sıcaktır, nemlilikten dolayı Akdeniz kıyıları fazla ısınmaz. Kışın Güneydoğu Anadolu, Akdeniz'e göre karasallıktan dolayı daha fazla soğur. Gündüz ısınan yeryüzünün gece ısının atmosferin üst kısımlarına doğru yükselmesiyle soğumasına ışıma (yer radyasyonu) denir.
Güneş ışınlarının yıl boyu dik ve dike yakın düştüğü Ekvator çevresi dünyanın en sıcak yeri olması gerekir. Fakat durum böyle değildir. Nemliliğin az olduğu Sahra çölü yıllık ortalamada dünyanın en sıcak bölgesidir. Ekvator bölgesinde nemlilik ısının fazla yükselmesini engeller.

Okyanus akıntıları

Okyanus akıntıları dünya ısısının dağıtılmasında rüzgârlarla birlikte önemli görev üstlenirler. Rüzgar ve okyanus akıntıları sıcaklığı taşımasaydı, ekvator çevresi daha sıcak, kutuplar çevresi daha soğuk olacaktı. Gulf stream sıcak su akıntısı, Meksika körfezinden aldığı sıcak suları kuzeybatı Avrupa kıyılarına kadar sürükler. Dünya nehirlerinin 100 katı büyüklüğündeki su kütlesi günde 97 km yol alır. Batı Avrupa kıyılarının Kanada Atlas okyanusu kıyılarından daha sıcak olmasını sağlar. Kanada'nın Atlas okyanusu kıyılarının daha soğuk olmasında, kutup civarından Baffin körfezinden yola çıkan Labrador soğuk su akıntısının da katkısı bulunur.

Rüzgarlar

Uzun süre belli bir alanda kalan hava kütleleri bulunduğu alanın sıcaklık ve nem özeliklerini kazanır. Rüzgâr olarak başka alanlara estiğinde ise bu özelliklerini gittikleri yerlere taşırlar. Enlem etkisinden dolayı ekvatordan kutuplara doğru esen rüzgarlar sıcaklığı yükseltir. Kutuplardan ekvator civarına doğru esen rüzgârlar sıcaklığı düşürür. Türkiye için kuzey sektörlü rüzgarlar soğutucu, güney sektörlü rüzgarlar ısıtıcı etki yapar. Denizden karaya esen rüzgarlar, kışın ılıtıcı, yazın serinletici etki yapar. Karadan denize doğru esen rüzgarlar ise, yazın ısıtıcı, kışın soğutucu özelliktedir.

Bitki örtüsü

Bitki örtüsü gündüz gelen güneş ışınlarının direk yeryüzüne düşmesine engel olur. Orman içleri gündüzleri bu nedenle açık alanlara oranla daha serindir. Bitkiler gece yer radyasyonu ile kaçan ısıyı tutarak fazla soğumayı engeller.