DÜNYA VE ATMOSFER, STANDART ATMOSFER VE ICAO ATMOSFERİ

Dünya atmosferinin tepesindeki bir birim alana birim zamanda gelen toplam enerji Güneş Sabiti olarak adlandırılır.

Atmosferimizdeki oksijen ise su buharının kısa dalga boylu güneş radyasyonu ile
ayrışması sonucunda artmıştır.

Atmosferde miktarı %1’in altında olan gazlara iz elementleri adı verilir. Bu nitrojen ve
oksijenin dışındaki diğer bütün gazları içerir. Bunların bazıları argon, karbondioksit, metan ve benzeri diğer gazlardır.

Troposfer, Strotosfer, Mezosfer, Termosfer tabakalarına ayrılarak incelenir.

Stratosfer ortalama olarak 10-50 km arasında yer alır. Bu bölgede sıcaklık stratosferin tabanından tepesine (50 km) doğru yükseklikle lineer olarak artar ve 50 km’de maksimuma ulaşır. Sıcaklığın artışının en önemli nedeni bu bölgede bulunan ozon gazı molekülleridir. Stratosferik ozon konsantrasyonu ise 25 km civarında maksimumdur.

Mezosfer atmosferin 50-85 km arasındaki bölgesini oluşturur. Atmosferin en düşük sıcaklıklı bölgesidir. Herhangi bir absorblayıcı gazın olmaması bunun temel nedenidir. Mezosferi oluşturan ana gazlar su buharı, karbondioksit, metan ve hidroksil (OH) gazıdır. Ayrıca çok az miktarda ozon gazı da bulunur.

Termosfer yaklaşık olarak 100-200 km arasında yer alır. Dünya atmosferinin en sıcak bölgesidir. Bu bölgeyi oluşturan hâkim gazlar oksijen atomu ile oksijen molekülüdür. Bölgenin sıcaklığının en yüksek oluşunun nedeni bu gazların 0,1 mm’den çok daha kısa dalga boylu elektromanyetik radyasyonu absorblamasıdır. Atmosferik yoğunluk bu bölgede çok düşüktür ve gravitasyonel ayrışma nedeni ile ortalama kütle varsayımı geçersizdir.

Güneş’in yaydığı elektromanyetik radyasyonun kaynağı çekirdeğinde meydana gelen termonükleer tepkimelerdir. Füzyon adı verilen bu nükleer reaksiyonlar, Güneş’te dört hidrojen atomunun birleşerek bir helyum atomuna dönüşmesi sonucunda meydana gelir

Güneş-Dünya arasındaki mesafe Astronomik Mesafe olarak adlandırılır ve kısaca 1 AU olarak gösterilir. 1AU=1,5x108 km’ye eşittir.

Atmosfer kısaca bir gezegeni saran gaz tabakası olarak tanımlanır. Gazlar gezegene, gezegenin çekim kuvveti ile tutunurlar. Dünya’nın atmosferi de gezegenimize yer çekimi
kuvveti ile bağlı gaz tabakasıdır. 

Dünya atmosferi bugünkü durumuna ulaşıncaya kadar pek çok değişim geçirmiştir.
İlk atmosfer Güneş’in de içinde bulunduğu nebulayı oluşturan gazlardan meydana gelmiştir. Bu gazlar en çok hidrojen ve helyum olmak üzere, metan, neon, argon ve ksenon gazlarıdır.

İlk atmosfer daha sonraları, Güneş’ten gelen sıcak rüzgârlar, gezegene çarpan meteor ve asteroidler ile etkileşim sonucunda değişmiştir. Bu etkileşim sonucunda hafif gazlar tamamen veya kısmen gezegenden uzaya kaçmışlardır. Daha sonraları volkanlar, yeraltından gaz çıkışları sonucunda ilk atmosfer tamamen yenilenmiştir. Bu sayede çok miktarlarda su ve karbondioksit atmosfere atılmıştır.

Oksijen okyanuslarda gelişmeye başlayan ilk bitkiler tarafından absorblanmış, karşılığında atmosfere karbondioksit atılmıştır.

Atmosferde artan oksijen kısa dalga boylu güneş radyasyonu ile etkileşerek ozon tabakasının oluşmasına neden olmuştur.

Standart Atmosfer Uluslarası Standart Atmosfer Organizasyonu (ISA: International
Standard Atmosphere) tarafından oluşturulmuştur. En son tanımı “US Standard Atmosphere, 1976” NOAA, NASA ve USAF’ın iş birliği ile hazırlanmıştır. Atmosferin, ortalama güneş aktivitesi seviyelerinde, yerden 1000 km’ye kadar idealize edilmiş, zamandan bağımsız tanımlamasıdır.

Standart atmosfer jeometrik yükseklik yerine jeopotansiyel yükseklik kullanır. Bu sayede yer çekimi ivmesinin ortalama deniz seviyesinin (MSL: Mean Sea Level) üzerinde enlem ve yükseklikle değişimi dikkate alınır. 

Havacılık standartları ve uçuş kuralları ISA'ya dayanmaktadır.

100km'nin üzerindeki yüksekliklerde, gazların gravitasyonel ayrışmaya başladıkları yüksekliklerde önem arz eder.

Atmosferik basınç atmosferdeki gazların birim alana uyguladıkları kuvveti ifade eder.

Atmosferin uzaya karıştığı bölgeye termopoz denir ve bugeçiş 200 km'nin üzerinde gerçekleşir.