Atmosfer bilimleri

Atmosfer fiziği
Atmosfer dinamikleri (kategori)

Atmosfer kimyası (kategori)
Meteoroloji

Hava durumu (kategori)

Tropikal siklon (kategori)
İklim bilimi

İklim (kategori)
İklim değişikliği (kategori)

Küresel ısınma (kategori)
Dünya atmosferinin hacim bakımından bileşiminin görselleştirilmiş hâli. Su buharının atmosferdeki miktarı yüksek derecede değişken olduğundan dahil edilmemiştir. Her bir ufak küp (örneğin kriptonu temsil eden küp), bütün küpün hacminin milyonda biri kadardır. Veriler NASA Langley 28 Temmuz 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.'den elde edilmiştir.

Atmosfer kimyası, atmosfer biliminin bir dalıdır. Dünya atmosferi ile diğer gezegenlerin atmosferlerini inceler. Atmosfer kimyası disiplinler arası araştırma alanıdır ve çevre kimyası, fizik, meteoroloji, bilgisayar modelleme, volkanoloji, iklim bilimi gibi diğer alanlarla da çalışır.

Atmosferin bileşimi ve kimyası birçok sebepten, özellikle atmosfer ve canlılar arasındaki etkileşimden dolayı önem taşımaktadır. Atmosfer bileşimi, insan kaynaklı (antropojenik) etkenler dolayısıyla değişmektedir ve bu değişim insan sağlığına, tarıma ve ekosisteme zarar vermektedir. Zararlardan en önemlileri asit yağmurları, ozon delinmesi, fotokimyasal sis ve küresel ısınmadır. Atmosfer kimyası, problemlerin nedenlerini araştırıp uygulanabilir teorik çözümler üreterek -özellikle Dünya için- daha yaşanabilir bir çevre oluşturmayı hedefler.

Atmosfer bileşimi

Kuru atmosferin ortalama bileşimi (mol kesirleri)
Gaz NASA'ya göre (30 Ekim 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.)
Azot, N2 78.084%
Oksijen, O2 20.946%
Az miktarda bulunan bileşenler (ppm cinsinden mol kesirleri)
Argon, Ar 9340
Karbondioksit, CO2 400
Neon, Ne 18.18
Helyum, He 5.24
Metan, CH4 1.7
Kripton, Kr 1.14
Hidrojen, H2 0.55
Nitröz oksit, N2O 0.5
Ksenon, Xe 0.09
Azot dioksit, NO2 0.02
Su
Su buharı Oldukça değişken;

genellikle %1 kadar

Not: Karbondioksit (CO2) ve metan (CH4) derişimi mevsime ve konuma göre değişir. Havanın ortalama molekül kütlesi 28.97 g/mol'dür. Ozon (O3) yüksek değişkenliği nedeniyle listeye dahil edilmemiştir.

ISO 2533 - 1975 standardına göre deniz seviyesi yakınındaki temiz kuru havanın bileşimi
Gaz Yüzdece hacim %
Azot, N2 78.084
Oksijen, O2 20.9476
Argon, Ar 0.934
Karbondioksit, CO2 0.0314*
Neon, Ne 1,818×10-3
Helyum, He 524×10-6
Kripton, Kr 114×10-6
Ksenon, Xe 8,7×10-6
Hidrojen, H2 50×10-6
Nitröz oksit, N2O 50×10-6
Metan, CH4 0,2×10-3
Ozon, O3, yazın 7,0×10-6'ya kadar*
Ozon, O3, kışın 2,0×10-6'ya kadar*
Kükürt dioksit, SO2 0,1×10-3'e kadar*
Azot dioksit, NO2 2,0×10-6'ya kadar*
İyot, I2 1,0×10-6*
*Gazın içeriği farklı zaman ve mekanlara göre önemli değişimler gösterebilir.

Tarihçe

Atmosferdeki kimyasal maddelerin döngüsü

Antik Yunan'da hava dört elementten biri sayılmıştı. Atmosfer bileşimi ile ilgili bilimsel araştırmalar 18. yüzyılda başladı. Joseph Priestley, Antoine Lavoisier ve Henry Cavendish gibi bilim insanları atmosferin bileşimi üzerine ilk ölçümleri yaptılar.

19. yüzyıl sonları ve 20. yüzyıl başlarından itibaren bilim insanları atmosferdeki küçük parçacıklarla ilgilenmeye önem verdiler. 1840 yılında atmosfer kimyasının en önemli moleküllerinden biri olan ozon, Christian Friedrich Schönbein tarafından keşfedildi.

20. yüzyılda, atmosfer bilimi atmosferin bileşimi incelemenin yanı sıra havadaki gaz miktarlarının zamanla nasıl değiştiğini ve kimyasal olayların ne gibi roller üstlendiğini araştırmaya yöneldi. En önemli iki keşiften biri Sydney Chapman ile Gordon Dobson tarafından ozon tabakasının keşfi, diğeri ise Arie Jan Haagen-Smit'nin fotokimyasal sisin keşifleri idi. Ozon ile ilgili araştırmalarda bulunan bilim insanlarından Paul Crutzen, Mario Molina ve Frank Sherwood Rowlandda 1995 yılında Nobel Kimya Ödülü'nü kazandılar.

21. yüzyılda araştırmalar biraz daha kapsamlı hale geldi. Atmosfer kimyası artık tek başına değil; atmosfer, biyosfer ve yerküre dalları ile birlikte bütüncül bir sistem olarak incelenmeye başlandı. Kimyasal yapının iklim oluşumuna, ozon tabakasına ve genel olarak ekosisteme olan etkisi düşünüldüğünde, konunun önemi anlaşılmaktadır.

Yöntem Bilimi

Gözlem, laboratuvar ölçümleri ve modelleme atmosfer kimyasında üç temel öğedir. Araştırmalar genellikle bu üç parametre ve etkileri üzerinden yapılır. Örneğin, gözlemler sayesinde daha fazla kimyasal hakkında fikir sahibi oluruz. Bu, olayları açıklayabileceğimiz bilimsel becerimizi artıran, çok yeni modellemeleri ve laboratuvar çalışmalarını teşvik edecek.

Gözlem

Atmosfer kimyasının gözlenmesi, kavranması açısından gereklidir. Kimyasal bileşimin rutin kontrolleri bize kimyasal dağılımın zamanla nasıl değiştiğini söyler. Keeling Eğrisi ölçüm türlerinden biridir ve 1958'den günümüze kadar geçen sürede karbondioksit miktarında sürekli bir artış gözlenmiştir. Gözlemler Mauna Loa gibi sabit gözlem yerlerinde, mobil gözlem olarak uçaklar ile, ayrıca balonlar ve gemilerde kullanılır. Uyduların verdiği görüntülerden faydalanarak, GOME ve MOPITT gibi, atmosferin kirliliği ve kimyası hakkında da fikir sahibi oluruz. Uydulardan yapılan gözlemler uzun dönem ve yüksek çözünürlük içeren veriler olmalarıyla avantajlıdır, fakat dikey ve yatay boşlukları göstermede sınırlıdır. Yerden yapılan bazı gözlemler, LIDAR gibi, kimyasal derişim profili ve aerosol hakkında veri sağlar, fakat yatay bölgeleri yeterince tarayamaz.

Kaynakça

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ Zimmer, Carl (3 Ekim 2013). "Earth's Oxygen: A Mystery Easy to Take for Granted". The New York Times. 3 Ekim 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Ekim 2013.