Vize Tarımsal Meteroloji Vize 3.Ünite Ders Özeti

serkankacan69

Active member
12 Eyl 2018
152
57
28
#1
TARIMSAL METEOROLOJİ 3. ÜNİTE
ÜNİTE3 IŞIK
Yeryüzünün en önemli ışık kaynağı Güneş’tir. Dünya-atmosfer sisteminde meydana gelen fiziksel olaylar için gerekli olan termal enerjinin %99’undan fazlasının kaynağı Güneştir. Güneş, Güneş Sistemi’nin merkezinde yer alan, Dünya’dan yaklaşık 150 milyon km uzaklıkta, Dünya’ya en yakın yıldızdır. Güneş’in dış yüzey sıcaklığı yaklaşık 6.000 °C’dir. Işınım gücü 3,846x1026 W (watt)’tır. Yeryüzüne gelen ortalama güneş ışınımı değeri mevsim ve enleme bağlı olarak yaklaşık 300-1.000 W/m2’dir.
Fototropi, bitkilerin ışığa doğru gelişmeleri sonucu, bitkide gözlenen ışığa karşı dönme - yönelme olayıdır.
Mavi ve kırmızı ışınlar fotosentez olayında ana materyaldir. Kızılötesi (infrared) ışınlar ise ısıtmada rol oynar. Kısa boylu ışınlar büyük ölçüde atmosferin üst katmanlarında tutulduğundan, üst katmanlara
gidildikçe kısa dalga boylu ışın miktarı artmaktadır. Kısa dalga boylu ışınların bitki gelişimi üzerine olumsuz etkisi vardır. Bitki yetiştirme sınırı 4.500-6.000m dolayındadır.
Güneş Işınlarının Atmosferdeki Hareketi
Güneş ışınları atmosfere girdikten sonra atmosferde karşılaştıkları cisimlerin özelliklerine göre dağılma, emilme ve yansımaya uğrar.
Dağılma
Dağılma, ışığın dalga boyunu değiştirmeksizin veya başka bir enerji şekline dönüşmeksizin yolunu değiştirmesidir. Atmosfere giren güneş ışınları hava molekülleri ve diğer hava elemanları nedeniyle dağılır. Işığın kısa dalga boylu olanları(mavi renkli ışınlar), uzun dalga boylu ışınlara göre daha fazla dağılırlar. Bu nedenle yeryüzünden bakıldığında gökyüzü mavi renkte görünür.
Emilme
Emilmeye neden olan elemanlar; su buharı (H2O), karbondioksit (CO2) ve ozon (O3)’dur. En çok emilen ışınlar, ultraviyole ışınlar ve uzun dalga boylu ışınlardır.
Yansıma
Gelen güneş ışınlarının bir yüzeye çarptıktan sonra, geliş açısına eşit bir açıyla yüzeyden uzaklaşması yansıma olarak adlandırılır. Yeryüzünün ısı bilançosuna etki eden önemli bir faktörde ortama gelen ışınlarla yansıtılan ışınlar arasındaki orandır. Bu oran yeryüzünün yapısal niteliğine bağlı olarak, karalarda %8-45, çayırlık alanlarda %25, ormanlık alanlarda %10-30, ekili alanlarda %10, çöl ve kumluklarda %30-40, denizlerde 60°’lik eğimle geldiğinde %2-3, 15°’lik eğimde %50, taze kar yüzeyinde ise %85’tir. Atmosferin en üst katmanına gelen güneş ışını 100 birim kabul edilirse, bunun 3 birimi stratosferik ozon tarafından, 17 birimi de troposfer tabakasındaki su buharı ve bulutlar tarafından emilir. Yirmi birimi bulutlar ve aerosoller, 6 birimi hava molekülleri ve 4 birimi Dünya yüzeyinden olmak üzere toplamda 30 birim uzaya geri yansıtılır. Toplam yansıma Dünya’nın albedosudur. Geriye kalan 50 birim Dünya yüzeyi boyunca oluşan net kısa dalga boylu akıştır.
Dalga boyunda herhangi bir değişiklik olmaksızın uzaya yansıtılan veya saçılan solar radyasyon miktarı, yüzeyin albedosu olarak adlandırılmaktadır.
Yeryüzünün aydınlanma sürelerine göre Tropikal Kuşak, Ilıman Kuşak ve Kutup Kuşağı olmak üzere üç iklim bölgesi meydana gelmiştir.
Tropikal Kuşak
Güneş ışınları, yılda bir kez 21 Haziran öğle saatlerinde 23°27' kuzey enlemine; bir kez de 21 Aralık tarihinde 23°27' güney enlemine dik gelir. Bu enlemlerden Kuzey Yarım Küre’de olanına Yengeç Dönencesi, Güney Yarım Küre’de olanına ise Oğlak Dönencesi adı verilir
Ilıman Kuşak
Yengeç (23°27' kuzey enlemi) ve Oğlak Dönenceleriyle (23°27' güney enlemi) kutup enlemleri (66°33' kuzey ve güney) arasında kalan bölgeler Ilıman Kuşak olarak adlandırılır. Bu bölgelerde en uzun güneşlenme 23°27' enleminde 13,5 ile 66°33' enleminde 24 saat arasında değişmektedir.
Kutup Kuşağı
Kutup bölgesi 66°33' enlemi ile kutup noktası yani 90° enlem arasında kalan bölgedir. Kutup kuşağında güneşlenme mevsimlere göre değişmektedir. Gün uzunluğu kutup noktasına doğru artmaktadır. Kuzey kutbunda gün uzunluğu 186 güne erişmekte, gece ise 179 gün sürmektedir. Sıcaklık birimlerinden Santigrat (°C) ve Fahrenheit’ın birbirine dönüştürülmesinde aşağıdaki eşitlik kullanılmaktadır.
°C = 5/9 (F- 32)
Yeryüzü ile atmosfer arasındaki ısı iletimi, kondüksiyon, radyasyon ve konveksiyon olmak üzere 3 biçimde gerçekleşir.
Kondüksiyon: Bir cismin içinde veya birbiriyle temasta bulunan farklı sıcaklığa sahip iki cisim arasında sıcaklık dengeleninceye kadar molekül hareketi olmaksı zın molekülden moleküle ısı geçişine verilen addır. Kondüksiyonla ısı iletiminde cismin iletkenliği önemlidir. Katı cisimlerin iletkenlikleri yüksek, sıvı ve gazların iletkenlikleri ise düşüktür. 2

Özellikle gazlar, ısı iletkenliklerinin düşük olması nedeniyle ısının kondüksiyonla uzaya kaçışını engelleyen bir örtü görevi görür.
Radyasyon: Güneşten gelen ısı enerjisinin elektromanyetik dalgalarla ve aracı bir madde olmaksızın bir ortamdan diğerine iletilmesine verilen addır. Radyasyonun yayılması her yöne doğrudur. Atmosferin yeryüzüne oranla soğuk olduğu dönemlerde radyasyonla ısı iletimi yeryüzünden atmosfere doğru gerçekleşir. Yıllık gelen radyasyonla yıllık giden radyasyon miktarı 35. enlem yakınlarında birbirine eşittir.
Konveksiyon: Isının akışkanların hareketi ile iletimidir. Açık havada, hava bileşiminde bulunan maddelerin hareketleri karmaşıktır. Kütle değişimiyle maddelerin özellikleri de değişmektedir. Eğer kütle değişimi rüzgârsız bir ortamda ve yalnızca sıcaklık farkı nedeniyle meydana gelmişse “Termik Konveksiyon”, rüzgâr yardımıyla meydana gelmişse “Dinamik Konveksiyon” adı verilmektedir
Atmosferin Isınması
Dünya’nın Güneşe en yakın olduğu tarih 3 Ocak olup, günberi olarak adlandırılmaktadır. Dünya’nın Güneşe en uzak olduğu tarih ise 4 Temmuz olup, günöte olarak adlandırılmaktadır Güneş ışığının ekvatora dik olarak geldiği 21 Mart ve 23 Eylül’de gece ve gündüz süreleri birbirine eşit olup 12 saattir. En uzun gün, Kuzey Yarım Küre’de 21 Haziran’da, Güney Yarım Küre’de ise 21 Aralık’ta yaşanmaktadır. Atmosferin ısınmasını etkileyen faktörler, yerkürenin özelliklerine bağlı faktörler, atmosferden kaynaklanan faktörler, yüzey özelliklerine bağlı faktörler biçimnde sınışandırılabilir. Yerkürenin özelliklerine bağlı faktörler içerisinde güneş ışınlarının geliş açısı ve aydınlatma süresi yer almaktadır. Yeryüzüne ulaşan ışınların geri yansıması ve emilmesi, yeryüzünün yüzey özelliklerine bağlıdır. Bunların en önemlileri; yeryüzünün eğimi ve yönüdür. Güneye bakan yamaçlarda ışığın geliş açısı 90°’ye yakındır. Kuzey Yarım Küre’de güneye bakan yamaçlar daha çok, kuzeye bakan yamaçlar daha az güneş alır. Bu nedenle, güney yamaçlar daha sıcak, kuzey yamaçlar daha soğuk olur. Yüzey şekillerinin neden olduğu bu farklı ısınma ve güneşlenme olayına bakı etkisi adı da verilmektedir.
Yatay Sıcaklık Dağılımı
Dünya’daki veya dar bir bölgedeki yatay sıcaklık dağılımının grafiksel gösterilmesi amacıyla belirli zamanlarda aynı sıcaklık değerlerine sahip noktaların birleştirilmesiyle oluşturulan eğrilere izoterm adı verilir. izotermler gerçek ve düzeltilmiş izotermler olmak üzere ikiye ayrılır.
Gerçek izotermler: Ölçüm yapılan istasyonlardaki gerçek sıcaklık değerleri verilmektedir.
Düzeltilmiş izotermler: Sıcaklık değerleri deniz seviyesine göre düzeltilmekte, haritalarda yükseklikler de gösterilmektedir. Sıcaklık düzeltmesi sıcaklığın her 100 m’de 0,5-0,6°C azaldığı kabulüne dayalı olarak yapılmaktadır.
Düşey Sıcaklık Dağılımı
Atmosferdeki düşey sıcaklık değişimi gradiyent sıcaklık değişimi, adiyabatik sıcaklık değişimi ve inverziyon olmak üzere 3’e ayrılır.
Gradiyent Sıcaklık Değişimi : Atmosferde yukarıya doğru çıkıldıkça gaz yoğunluğu ve hava basıncındaki azalmaya bağlı olarak meydana gelen sıcaklık azalmasına gradiyent sıcaklık değişimi adı verilir. Bu azalma Troposfer tabakasının üstsınırı olan 12. km’ye kadar devam eder
Adiyabatik Sıcaklık Değişimi: Yükselen hava kütlelerinde hacim genişlemesi sonucu soğuma, alçalan hava kütlelerinde de ise sıkışmaya bağlı hacim azalması sonucu bir ısınma oluşur. Bu olaya adiyabatik sıcaklık değişimi denir
inverziyon: Kış aylarında ve geceleri yerkürenin bazı bölümlerinde yükseklik artışıyla birlikte sıcaklık azalması yerine sıcaklık artışı görülmesi olayına inverziyon adı verilmektedir.
Sıcaklık Ölçümleri ve Hesaplama Yöntemleri
Hava sıcaklığı, toprağın ve güneş ışınlarının doğrudan etkisi olmayan yerlerde termometreler ile ölçülmektedir. Bu nedenle sıcaklık ölçümlerinde yerden 2 m yükseklikte beyaz boyalı termometre odacıkları kullanılmaktadır Sıcaklık ölçümleri istenilen zaman aralıklarında (örneğin saatte bir) yapılabilir. Ancak, günlük sıcaklık ortalamalarının hesabında bölgeler ve ülkeler arası karşılaştırma yapabilmek için güneş ışınlarının aynı açılarla düştüğü yerel saatlerde (07.00,14.00, 21.00) yapılan ölçümler kullanılır. Günlük sıcaklık ortalaması aşağıdaki eşitlikle hesaplanır.
T ort = t7+t14+2t21
4
---Sıcaklık ölçümleri normal termometrelerin yanında maksimum ve minimum termometrelerle de yapılmaktadır
---Bunların dışında, tarım yönünden büyük bir önemi bulunan toprak sıcaklığının ölçülmesinde kullanılan toprak termometreleri de bulunmaktadır. Toprak termometreleri toprağın 0, 2,5, 15, 100 ve 200 cm gibi çeşitli derinliklerindeki sıcaklıkların ölçülmesinde kullanılmaktadır.
Sıcaklık ve Bitkisel Üretim
Sıcaklık, bitkideki biyolojik tepkileri kontrol eden fiziksel ve kimyasal süreçleri yönetir. Bitki bünyesindeki gazlar ve sıvıların difüzyon oranı sıcaklık tarafından kontrol edilir. Bitki besin maddelerinin çözünürlüğü de sıcaklığa bağlıdır. Bitkiler gündüz yüksek, gece düşük sıcaklık ister. Bitkilerin farklı gündüz ve gece sıcaklıkları isteklerine ve bu sıcaklık 3

değişmelerine gösterdikleri tepkiye termoperiyodizm adı verilir. Soya fasulyesi, mısır, domates, patates, okaliptüs ve mango termoperiyodik, buğday, yulaf, mercimek ve kabak termoperiyodik olmayan bitkiler grubuna girer.
KİTAP ÖZETİ
1 Işık kavramını tanımlamak
.
Işık, doğrusal dalgalar halinde yayılan elektromanyetik dalgalara verilen addır. Işığın sınışandırılmasında elektromanyetik spektrum kullanılmaktadır. Sınışandırma ışığın dalga boyuna göre yapılmakta olup, 380-750 nm dalga boyuna sahip ışınlar görünür ışınlar olarak adlandırılmaktadır. Işınların dalga boyu ile içerdikleri enerji niktarı arasında bir ters orantı söz konusudur. Kısa dalga boylu ışınlar uzun dalga boylu ışınlara oranla daha fazla enerji içerirler. Bitki yönünden ultraviyole ışınlar genellikle zararlı etkide bulunurken, viyole ve mavi ışınlar yararlı etkiye sahipışınlardır. Kısa dalga boylu ışınlarsa bitki gelişimini olumsuz yönde etkilemektedir. Başlıca ışık kaynağı olan Güneş, mevsimler ve enleme bağlı olarak ortalama 300-1.000 W/m2 arasında ışınım sağlamaktadır. Atmosferin dış yüzeyine gelen ortalama 343 watt/m2’lik enerji, atmosferi geçtiğinde bu enerjinin yaklaşık %6’sı atmosferik moleküller tarafından uzaya geri saçılmakta, yaklaşık %10’u toprak ve okyanus yüzeyinden uzaya geri yansıtılmakta, geriye kalan %84’lük bölümüde yüzeyin ısınmasını sağlamaktadır.Gelen enerjinin dengelenebilmesi için aynı miktarda enerji termal radyasyonla Dünya’dan uzaya geri yayılmalıdır. Yayılan termal radyasyonun miktarı yüzey sıcaklığına ve yüzeyin absorpsiyon özelliklerine bağlıdır. Yüzey sıcaklığı ve absorpsiyon miktarı arttıkça yayılan radyasyon miktarıda artar.Güneş ışınları atmosfer tabakasında hareket ederken karşılaştıkları cisimlerin özelliklerine bağlı olarak dağılma, emilme ve yansımaya uğrar.
2 Aydınlanma süreleri ile iklim ilişkisini açıklamak.
Güneş ışınları yeryüzüne farklı geldiğinden bölgesel olarak farklı aydınlanma süreleri ve mevsimler
oluşur. Güneş ışınlarının farklı gelmesinin temel nedenleri; Dünya’nın Güneş çevresindeki yörüngesinin eliptik olması, kendi çevresindeki dönüşünü bir günde tamamlaması, Dünya ekseninin yörünge düzlemine eğik olmasıdır. Yeryüzünün aydınlanma sürelerine göre Tropikal Kuşak, Ilıman Kuşak ve Kutup Kuşağı olmak üzere üç iklim bölgesi bulunmaktadır. Yengeç ve Oğlak Dönenceleri arasında kalan Tropikal kuşakta gece ve gündüz uzunlukları 13,5 ile 10,5 saat, ılıman kuşakta gün uzunluğu enlemlere bağlı olarak 13,5 ile 24 saat arasında değişmekte, kutup kuşağında ise kuzey kutbunda gün uzunluğu 186 gün, gece uzunluğu da 179 gün sürmektedir.
3 Atmosferin ısınması ve sıcaklık konusunda yorum yapmak.
Başlıca ışık kaynağı olan Güneş atmosferin ısınmasında dolaylı bir etkiye sahiptir. Yeryüzüne gelen ışınların uzun dalga boyuna dönüşerek atmosfere iletilmesi sırasında, atmosferde bulunan karbondioksit ve su buharı gibi gazlar tarafından tutulmasıyla atmosferde ısınma meydana gelir. Enerji iletimi kondüksiyon ve konveksiyonla meydana gelir. Atmosferin ısınmasını etkileyen birçok faktör vardır. Bunlar, güneş ışınlarının geliş açısı ve aydınlatma süresi gibi yerkürenin özelliklerine bağlı faktörler, sera gazları konsantrasyonu ve bulutluluk gibi atmosferden kaynaklanan faktörler, eğim ve yön gibi yüzey özelliklerine bağlı faktörler biçiminde sınışandırılabilir. Güneş ışınlarının geliş açısına bağlı olarak sıcaklıkta günlük, mevsimlik farklılıklar görülür. Güneş ışınlarının geliş açısındaki günlük değişime bağlı olarak sabah ve akşam saatlerinde sıcaklıklar düşük, öğle saatlerinde ise sıcaklıklar yüksek olur. Güneş ışınlarının geliş açısındaki mevsimsel değişime bağlı olarak da yazlar sıcak, kışlar soğuk olur. Tüm bu faktörlere bağlı olarak sıcaklığın yatay ve düşey yöndeki dağılımında da farklılıklar ortaya çıkmaktadır.
4 Sıcaklık ölçümleri ve sıcaklık-bitki ilişkisini açıklamak.
Sıcaklık ölçümleri termometreler kullanılarak yapılmaktadır. Hava sıcaklığı ölçümleri, toprağın ve güneş ışınlarının doğrudan etkisini önlemek için yerden 2 m yükseklikteki beyaz boyalı termometre odacıklarında yapılmaktadır. Her ne kadar istenilen zaman aralıklarında (örneğin saatte bir) ölçüm yapılabilse de günlük ortalama sıcaklık değerlerinin bölgesel ve uluslar arası düzeyde karşılaştırmasını yapabilmek için güneş ışınlarının aynı açılarla düştüğü yerel saatlerde (07.00, 14.00, 21.00) yapılan ölçümler kullanılır. En düşük ve en yüksek sıcaklıkları ölçmek için minimum ve maksimum termometreler, toprak sıcaklığını ölçmek için de toprak termometreleri kullanılmaktadır. Sıcaklık, bitki bünyesindeki gazlar ve sıvıların difüzyon oranı ve bitki besin maddelerinin çözünürlüğü üzerinde oldukça etkilidir. Bitkideki biyolojik tepkileri kontrol eden fiziksel ve kimyasal süreçler sıcaklık tarafından yönetilir. Yaklaşık 50°C’nin üzerindeki toprak yüzey sıcaklıkları birçok bitkinin canlı dokularının ölümüne yol açarken, düşük sıcaklıklar da bitki besin elementlerinin alımını engeller. Sıcaklık 1°C olduğunda bitkilerin topraktan nem alımı neredeyse durur.Yüksek bitkiler için 0-60°C, kültür bitkileri içinde 10-40°C arasındaki sıcaklıklar uygundur.
Sıra Sizde 1Yeryüzünden bakıldığında gökyüzünün mavi renkte görünmesinin nedeni nedir?
Atmosfere giren kısa dalga boylu ışınların (mavi renkliışınlar), uzun dalga boylu ışınlara göre daha fazla dağılması nedeniyle yeryüzünden bakıldığında gökyüzü mavi renkte görünür.
Sıra Sizde 2Isı ve sıcaklık aynı kavramlar mıdır? 4

Çoğu kez biri diğerinin yerine kullanılan ısı ve sıcaklık kesinlikle birbirinden farklı kavramlardır. Bir cismin sahip olduğu enerji toplamına ısı, cismin elektromanyetik dalgalar yoluyla yaptığı etkiye ise sıcaklık adı verilmektedir.Isı birimi Kalori, sıcaklık birimi derecedir. Bir Kalori,1 gram suyun sıcaklığını +4 °C’den +5 °C’ ye çıkarmak için gerekli enerji miktarıdır.
Sıra Sizde 3 Ekinoks nedir ve hangi tarihlerde görülür?
Güneş ışınlarının ekvatora dik gelmesine verilen addır. Yılda iki kez, 21 Mart ve 23 Eylül tarihlerinde görülür ve bu tarihlerde gece ile gündüz süreleri birbirine eşittir.
Sıra Sizde 4 Hava genleşirken niçin hava sıcaklığını düşürür?
Hava kütlesi genleşmek için enerjiye gereksinim duyar. Bu enerjiyi kendi ısıl çevresinden aldığı için ortam sıcaklığında bir düşüş gözlenir