Mevsimler ve İklim / Dünya ve Evren
Bunları biliyor olman gerekiyor
Bu konu, daha önce öğrendiğin iki temel bilgi üzerine kuruluyor.
Birincisi Dünya'nın hareketleri: Dünya hem kendi ekseni etrafında döner (bir tam dönüş yaklaşık 24 saat sürer ve gündüz-geceyi oluşturur) hem de Güneş'in etrafında dolanır (bir tam tur yaklaşık 365 gün sürer ve bir yılı oluşturur).
İkincisi enerji ve ışık ilişkisi: Güneş'ten gelen ışınlar enerji taşır; bir yüzeye ne kadar çok ışın düşerse o yüzey o kadar çok enerji alır ve o kadar çok ısınır.
Bu konuda yeni olan şey, Dünya'nın dönme ekseninin dik değil eğik olduğu ve bu eğikliğin mevsimlerin asıl nedeni olduğudur.
Dünya'nın iki hareketi
Dünya'nın uzaydaki hareketini iki ayrı harekete ayırarak düşünmek işini kolaylaştırır.
Kendi ekseni etrafında dönme: Dünya, kendi içinden geçen hayali bir çizgi (eksen) etrafında döner. Bir tam dönüş yaklaşık 24 saat sürer ve Güneş'e dönük yüz gündüzü, arka yüz geceyi yaşar.
Güneş etrafında dolanma: Dünya aynı zamanda Güneş'in çevresinde dairemsi bir yörüngede dolanır. Bir tam tur yaklaşık 365 gün sürer ve bir yılı oluşturur.
Mevsimleri anlamak için bu iki hareketin kendisi değil, dönme ekseninin dolanma düzlemine göre nasıl durduğu önemlidir — bunu bir sonraki blokta göreceksin.
F.8.1.1.1
Eksen neden eğik, bunun mevsimlerle ne ilgisi var
Dünya'nın dönme ekseni, Güneş etrafındaki dolanma düzlemine tam dik değildir; yaklaşık 23,5° eğiktir. Bu eğiklik, Dünya yörüngede ilerlerken hep aynı yönü gösterir — yıl boyunca değişmez.
Bu sabit eğiklik yüzünden, Dünya yörüngenin farklı noktalarındayken kuzey yarımküre bazen Güneş'e doğru eğik durur (Güneş ışınlarını daha dik alır), bazen Güneş'ten uzağa eğik durur (ışınları daha eğik alır). Güney yarımkürede ise tam tersi yaşanır.
İşte mevsimlerin gerçek nedeni budur: Güneş'e uzaklık değil, eksen eğikliği yüzünden bir yarımkürenin Güneş ışınlarını farklı açılarda almasıdır.
F.8.1.1.1
En yaygın hata: "Güneş'e yakın olunca sıcak olur" sanmak
Çoğu kişi mevsimlerin Güneş'e uzaklıkla değiştiğini düşünür: "Yaz aylarında Dünya Güneş'e yaklaşıyor, kış aylarında uzaklaşıyor" sanır. Bu, sınavlarda en sık karşına çıkacak yanlıştır.
Oysa gerçek tam tersinedir: Dünya, Ocak ayı başında yörüngesinde Güneş'e en yakın olduğu noktadadır. Ama o sırada kuzey yarımkürede (Türkiye'nin de içinde olduğu bölgede) kıştır. Temmuz ayında ise Dünya Güneş'ten en uzak noktadadır, ama kuzey yarımkürede yazdır.
Bu tek örnek bile "uzaklık mevsimi belirler" fikrini çürütür. Eğer uzaklık belirleseydi, Dünya'nın her yerinde aynı anda aynı mevsim yaşanırdı — oysa öyle olmadığını birazdan göreceksin.
F.8.1.1.1
Aynı enerji, farklı alan: ışının açısı neden önemli
Güneş'ten gelen bir ışın demetini düşün. Bu demet bir yüzeye tam dik (90°) düşerse, dar bir alana toplanır. Aynı demet eğik bir açıyla düşerse, aynı miktardaki enerji artık daha geniş bir alana yayılır.
Enerji miktarı ikisinde de aynıdır, ama yayıldığı alan farklıdır. Aynı enerji geniş bir alana yayılınca, birim alana (örneğin 1 metrekareye) düşen enerji miktarı azalır. Birim alana az enerji düşen yer daha az ısınır.
Kuzey yarımküre yaz aylarında Güneş'e doğru eğik durduğunda, Güneş ışınları yüzeye daha dik açıyla düşer: enerji dar bir alana toplanır, hava ısınır. Kış aylarında ise ışınlar daha eğik açıyla düşer: aynı enerji geniş bir alana yayılır, hava daha az ısınır. Mevsim sıcaklığındaki fark, işte bu birim alana düşen enerji farkından kaynaklanır.
F.8.1.1.1
Birim alana düşen enerjiyi karşılaştırma
Aynı miktarda güneş ışını iki farklı yüzeye düşüyor. Dik gelen ışın 2 birimlik bir alana toplanıyor, eğik gelen ışın ise aynı enerjiyle 5 birimlik bir alana yayılıyor. Birim alana düşen enerji hangi yüzeyde daha fazladır?
- Birim alana düşen enerji = toplam enerji ÷ alan.
- Dik gelen ışın için: E ÷ 2 (küçük alana bölündüğü için pay büyük).
- Eğik gelen ışın için: E ÷ 5 (büyük alana bölündüğü için pay küçük).
- E ÷ 2, E ÷ 5'ten büyük olduğundan birim alana düşen enerji dik gelen ışının olduğu yüzeyde daha fazladır. Bu yüzey daha çok ısınır.
F.8.1.1.1
Yarımküreler neden zıt mevsim yaşar
Dünya'nın ekseni her zaman aynı yöne (Kutup Yıldızı'na doğru) eğiktir ve yıl boyunca yön değiştirmez. Dünya Güneş etrafında dolanırken bu sabit eğiklik yüzünden bazen kuzey yarımküre Güneş'e daha yakın açıyla bakar, bazen güney yarımküre.
Kuzey yarımküre Güneş'e doğru eğik olduğunda orada yaz yaşanır; aynı anda güney yarımküre Güneş'ten uzağa eğik olduğu için orada kış yaşanır. Yarım yıl sonra Dünya yörüngenin karşı tarafına geçtiğinde roller değişir: kuzeyde kış, güneyde yaz başlar.
Bu yüzden kuzey yarımkürede (Türkiye, Avrupa, Kuzey Amerika) ile güney yarımkürede (Avustralya, Güney Afrika, Güney Amerika'nın büyük bölümü) mevsimler her zaman ters yönde ilerler.
F.8.1.1.1
Herkes aynı anda aynı mevsimi mi yaşar
İkinci yaygın hata, Dünya'nın her yerinde aynı anda aynı mevsimin yaşandığını sanmaktır. Bir soruda "Temmuz ayında dünyada yaz mevsimidir" gibi genelleyici bir ifade görürsen dikkatli ol — bu ifade sadece kuzey yarımküre için doğrudur.
Aynı takvim ayında kuzey ve güney yarımkürede mevsimler birbirinin tam tersidir. Ocak ayında kuzey yarımkürede kış yaşanırken güney yarımkürede yaz yaşanır.
F.8.1.1.1
Zıt yarımküre mevsimi
Ocak ayında Türkiye'de (kuzey yarımküre) kış mevsimi yaşanmaktadır. Aynı anda güney yarımkürede yer alan Avustralya'da hangi mevsim yaşanır?
- Kuzey ve güney yarımküre, eksen eğikliği yüzünden her zaman zıt mevsim yaşar.
- Kuzey yarımkürede kış varsa, güney yarımkürede aynı anda yaz vardır.
- Ocak ayında Türkiye kışı yaşarken Avustralya yaz mevsimindedir.
F.8.1.1.1
İklim mi, hava durumu mu
Şimdiye kadar mevsimleri konuştuk; şimdi de sıkça karıştırılan iki kavrama bakalım: hava durumu ve iklim.
Hava durumu, bir bölgede kısa bir sürede (bugün, bu hafta) yaşanan sıcaklık, yağış, rüzgâr gibi anlık atmosfer olaylarıdır. Sürekli değişir: bugün güneşli olan bir yer yarın yağmurlu olabilir.
İklim ise bir bölgede uzun yıllar boyunca (genellikle onlarca yıl) gözlenen hava koşullarının ortalamasıdır. "Akdeniz ikliminde yazlar sıcak ve kurak geçer" dediğimizde tek bir yılı değil, uzun dönemli ortalamayı kastederiz.
Kısacası: hava durumu "şu an ne oluyor", iklim ise "burada genellikle ne oluyor" sorusuna cevap verir.
F.8.1.2.1
Bir yıllık sıcaklık ortalaması neyi gösterir
Bir şehrin yıllar içindeki ölçümlerinin ortalaması alınarak çizilen aşağıdaki grafik, Ocak, Nisan, Temmuz ve Ekim aylarının çok yıllık ortalama sıcaklığını gösteriyor. Bu grafik hava durumu mu, iklim mi hakkında bilgi verir? En sıcak ay hangisidir?
- Grafikteki değerler tek bir günün ölçümü değil, yılların ortalamasıdır; bu yüzden iklim hakkında bilgi verir, hava durumu hakkında değil.
- Değerler arasında en yüksek olan Temmuz ayına (26°C) aittir, dolayısıyla en sıcak ay Temmuzdur.
F.8.1.2.1
Tek bir günü iklim sanmak
Bir sınav sorusunda "Bu yıl kış çok soğuk geçti, demek ki iklim değişiyor" gibi bir ifade görürsen dikkatli ol. Tek bir mevsimin ya da tek bir yılın sıcak ya da soğuk geçmesi, iklimi değil hava durumundaki normal dalgalanmayı gösterir.
İklimden söz edebilmek için uzun yıllara yayılan bir ortalama ve eğilim gerekir. "Bugün çok sıcak" bir hava durumu cümlesidir; "bu bölgede yazlar son 30 yıldır giderek ısınıyor" bir iklim cümlesidir.
Kısa süreli aşırı bir hava olayını (tek bir sıcak yaz, tek bir soğuk kış) tek başına iklimin kanıtı gibi sunmak yaygın bir mantık hatasıdır.
F.8.1.2.1
İklim bilimi de bir bilim dalıdır
İklimi inceleyen, uzun dönemli hava verilerini toplayıp analiz eden bilim dalına klimatoloji (iklim bilimi) denir. Bu alanda çalışan uzmanlara iklim bilimci (klimatolog) adı verilir.
İklim bilimciler; sıcaklık, yağış, rüzgâr gibi verileri yıllar, hatta yüzyıllar boyunca kaydederek bir bölgenin iklim özelliklerini belirler ve iklimdeki uzun vadeli değişimleri (örneğin küresel ısınma) izlerler.
Meteoroloji uzmanları günlük hava durumu tahminiyle uğraşırken, klimatologlar çok daha uzun bir zaman ölçeğinde çalışır.
F.8.1.2.2
Aklında kalsın
Mevsimler Güneş'e uzaklıktan değil, Dünya'nın dönme ekseninin dolanma düzlemine göre ~23,5° eğik olmasından kaynaklanır.
Eksen eğikliği, Güneş ışınlarının yüzeye hangi açıyla düştüğünü değiştirir: dik açı dar alana yoğun enerji, eğik açı geniş alana yayılmış (az) enerji demektir.
Kuzey ve güney yarımküre eksen eğikliği yüzünden her zaman zıt mevsim yaşar; "herkes aynı anda aynı mevsimde" yanlıştır.
Hava durumu kısa süreli anlık durumdur, iklim uzun yıllara yayılan ortalamadır. İklimi inceleyen bilim dalı klimatoloji, bu alandaki uzman klimatologdur.