6. İKLİm değİŞİMİNİn nedenleri

6. İKLİM DEĞİŞİMİNİN NEDENLERİ

İklim, doğal veya yapay nedenlerle değişebilmektedir. Dünya'nın Güneş çevresindeki elips biçimli yörüngesindeki 95000 yılda bir meydana gelen basıklaşma, yüz bin yıllık buz çağları ile paralellik gösterdiği için küresel iklim değişiminde rol oynadığı düşünülmektedir. Yörüngedeki bu değişimin yanı sıra Dünya'nın ekseninde de 41000 yıllık periyodu olan doğrusal bir kayma ile 23000 yıllık periyodu olan dairesel bir sapma vardır. Bu hareketlerin Dünya'nın değişken iklimiyle olan ilişkisi kurulmaya çalışılmaktadır. Kimi iklim bilimciler ise kıta kayma hareketlerinin ve dağ oluşumlarının iklim değişimlerinde bir etkisi olabileceğini düşünmektedirler. Çünkü bu tür hareketler, okyanuslardaki akıntı sistemlerini ve atmosferdeki rüzgarları etkiler. Bunun yanında, yanardağ etkinlikleri de iklim sistemini etkileyebilmektedir. Yanardağ patlamalarıyla atmosfere çok büyük miktarlarda toz yükselir. Bu tozlar, güneş ışınlarının geçişini engelleyen bir tabaka oluşturur ve böylece dünyanın sıcaklığı da düşer. 1991'de Filipinler'deki Pinatubo yanardağının patlaması yüzünden bir yıl boyunca dünyanın ortalama sıcaklığı 1°C kadar düşmüştür. Bunlardan başka, Güneş'in manyetik alanındaki değişimler ve Güneş lekeleri, yayılan enerji miktarını etkilemektedir. Bu da doğal olarak Dünya'nın aldığı enerji miktarının değişmesine yol açar. Güneş enerjisindeki doğrudan değişiklikler, iyi bilinen 11 yıllık döngülerle ve daha uzun süreli değişimlerle gerçekleşmektedir. 11 yıllık güneş döngülerindeki bu değişimlerin katkısının,% 0.1 gibi küçük bir oranda olduğu öngörülmektedir. Sözü edilen bu değişiklikler, Kuvaterner'deki buzul çağlarında olduğu gibi, yerkürenin jeolojik geçmişindeki iklim değişimlerinin oluşmasında ve kontrolünde önemli bir görev üstlenmiştir. Oysa, 20. yüzyılda görülen ısı yükselmesinin en önemli sebebi, insan faaliyetleri sonucu üretilen çeşitli gazların, atmosferdeki oranlarının beklenmedik ölçüde artmasıdır. Önemli oranlarda tükenme süreci ile karşı karşıya kalan fosil yakıt kaynaklarının (petrol, doğal gaz ve kömür) enerji üretimi için sürekli olarak kullanılması, sanayi (enerji ilişkili ve kimyasal süreçler, çimento üretimi, vb. gibi enerji dışı), ulaştırma (kara ve hava taşıtları, deniz taşımacılığı, vb. gibi), arazi kullanımı değişikliği, katı atıklar ve tarımsal (enerji ilişkili ve anız yakma, çeltik ekimi, hayvancılık, gübreleme gibi enerji dışı) etkinliklerden ortaya çıkan çeşitli gazların atmosferde neden olduğu sera etkisi sonucunda atmosferin ortalama ısısı sürekli olarak yükselmektedir.

6.1 Sera Etkisi
Sera etkisi, aslında doğal bir süreçtir. Yerküre, Güneş’ten gelen kısa dalgalı radyasyonun bir bölümünü yeryüzünde, bir bölümünü alt atmosferde emer. Diğer bölümü ise, yüzeyden ve atmosferden yansıyarak uzaya kaçar. Böylece, yüzeyde ve troposferde tutulan enerji, genel atmosfer ve okyanus dolaşımıyla yeryüzüne dağılır ve uzun dalgalı yer ışınımı olarak atmosfere geri verilir. Yeryüzünden salınan uzun dalgalı ışınımın önemli bir bölümü, tekrar atmosfer tarafından emilir ve sonra atmosfer ve okyanus dolaşımıyla daha az güneş enerjisi alan orta ve yüksek enlemlerde kullanılır. Atmosferdeki gazların gelen ışınıma karşı daha az geçirgen olması nedeniyle, yerkürenin beklenenden daha fazla ısınmasını sağlayan ve ısı dengesini düzenleyen bu doğal süreç, sera etkisi olarak adlandırılmaktadır (Şekil 25). Ortalama koşullarda, yer/atmosfer sistemine giren kısa dalgalı güneş enerjisi ile geri salınan uzun dalgalı yer ışınımı dengededir. Bu dengeyi ya da enerjinin atmosferdeki ve atmosfer ile kara deniz arasındaki dağılışını değiştiren herhangi bir etmen, iklimi de değiştirebilmektedir.

Şekil 25. Atmosferde Sera Etkisi Süreci 

Yeryüzündeki tüm yasam biçimleri için vazgeçilmez bir ortam olan atmosfer, birçok gazın

karısımından olusmaktadır. Atmosferi olusturan ana gazlar, azot (% 78.08), oksijen (% 20.95) ve

argondur (0.93). Daha küçük bir tutara sahip olmakla birlikte, dördüncü önemli gaz karbondioksittir

(% 0.03). Atmosferdeki birikimleri çok az olan çok sayıdaki öteki gazlar ise, atmosferin kalan

bölümünü olusturur.

_klim sistemi için önemli olan dogal etmenlerin basında sera etkisi gelmektedir. Bitki seraları

kısa dalgalı günes ısınımlarını geçirmekte, buna karsılık uzun dalgalı yer (termik) ısınımının büyük

bölümünün kaçmasına engel olmaktadır. Sera içinde tutulan termik ısınım seranın ısınmasını

saglayarak, hassas ya da ticari degeri bulunan bitkiler için uygun bir yetisme ortamı olusturmaktadır.

Atmosfer de benzer bir davranıs sergilemektedir. Sera etkisi sadelestirilerek açıklanabilir: Bulutsuz ve

açık bir havada, kısa dalgalı günes ısınımının önemli bir bölümü atmosferi geçerek yeryüzüne ulasır

ve orada emilir. Ancak, Yerküre’nin sıcak yüzeyinden salınan uzun dalgalı yer ısınımının bir bölümü,

uzaya kaçmadan önce atmosferin yukarı seviyelerinde bulunan çok sayıdaki ısınımsal olarak etkin

eser gazlar (sera gazları) tarafından emilir ve sonra tekrar salınır. Dogal sera gazlarının en önemlileri,

basta en büyük katkıyı saglayan su buharı (H2O) olmak üzere, karbondioksit (CO2), metan (CH4),

diazotmonoksit (N2O) ve troposfer ile stratosferde (troposferin üzerindeki atmosfer bölümü) bulunan

ozon (O3) gazlarıdır. Ortalama kosullarda, uzaya kaçan uzun dalgalı yer ısınımı gelen Günes ısınımı

ile dengede oldugu için, Yerküre/atmosfer birlesik sistemi, sera gazlarının bulunmadıgı bir

ortamda olabileceginden daha sıcak olacaktır. Atmosferdeki gazların gelen Günes ısınımına karsı

geçirgen, buna karsılık geri salınan uzun dalgalı yer ısınımına karsı çok daha az geçirgen olması

nedeniyle Yerküre’nin beklenenden daha fazla ısınmasını saglayan ve ısı dengesini düzenleyen bu

dogal süreç sera etkisi olarak adlandırılmaktadır (Sekil 1).

Ortalama kosullarda, Yerküre/atmosfer sistemine giren kısa dalgalı günes enerjisi ile geri

salınan uzun dalgalı yer ısınımı dengededir. Günes ısınımı ile yer ısınımı arasındaki bu dengeyi ya da

enerjinin atmosferdeki ve atmosfer ile kara ve deniz arasındaki dagılısını degistiren herhangi bir

Türkes, M. 2001. Hava, iklim, siddetli hava olayları ve küresel ısınma. Devlet Meteoroloji _sleri Genel

Müdürlügü 2000 Yılı Seminerleri, Teknik Sunumlar, Seminerler Dizisi: 1: 187-205, Ankara.

190

etmen, iklimi de etkileyebilir. Yerküre/atmosfer sisteminin enerji dengesindeki herhangi bir degisiklik

ısınımsal zorlama olarak adlandırılmaktadır.

1998’de 368 ppmv olan CO2 birikiminin 21. yüzyılın sonuna kadar 500 ppmv’ye ulasacagı

öngörülmektedir (IPCC, 1996). Sera gazı birikimlerindeki bu artıslar, Yerküre'nin uzun dalgalı ısınım

yoluyla soguma etkinligini zayıflatarak, Yerküre'yi daha fazla ısıtma egilimindeki bir pozitif

ısınımsal zorlamanın olusmasını saglamaktadır. Yer/atmosfer sisteminin enerji dengesine yapılan bu

pozitif katkı, kuvvetlenen sera etkisi olarak adlandırılır. Bu ise, Yerküre atmosferindeki dogal sera

gazları (H2O, CO2, CH4, N2O ve O3) yardımıyla yüz milyonlarca yıldan beri çalısmakta olan bir

etkinin, bir baska sözle dogal sera etkisinin kuvvetlenmesi anlamını tasımaktadır. Kuvvetlenen sera

etkisinden kaynaklanabilecek bir küresel ısınmanın büyüklügü, her sera gazının birikimindeki artısın

boyutuna, bu gazların ısınımsal özelliklerine, atmosferik yasam sürelerine ve atmosferdeki varlıkları

sürmekte olan öteki sera gazlarının birikimlerine baglıdır.
Başta karbondioksit (CO₂), metan (CH₄) ve diazotmonooksit (N₂O) olmak üzere ‘sera gazları’ adıyla anılan gazların (O₃, subuharı, CFC vb.) atmosferin alt tabakalarında birikerek güneş ışınlarının da katalitik etkisi ile fotokimyasal bir reaksiyona girmesi ve dünyanın etrafını bir sera gibi kaplaması sonucu dünya ikliminde yıllık ortalamalar bazında ısınma ve iklimin genel özelliklerinde değişiklikler gözlenmeye başlanmıştır. Sera gazları, hem insan faaliyetleri hem de doğal olarak, yüzyıllardır atmosfere salınmaktadır. Doğal kaynakların başında, bitkilerin çürümesi, bataklıklar, hayvan dışkıları gibi kaynaklar gelmektedir. Bunlardan bitkilerin solunumu ile ortaya çıkan CO₂ nin sera etkisindeki payı sadece %3 tür.
Bilimsel gözlemler 20. yüzyılın başlarında 290 ppm olan CO₂ derişiminin 2006 yılında 381 ppm (milyonda 381 parça) düzeyinde olduğunu ortaya koymuştur. Aynı oran, 1750 tarihi baz alınarak hesaplanan endüstri devrimi öncesinde ise, ortalama olarak milyonda 100 parça seviyesindeydi. 21. yüzyılın sonunda ise 500ppm’e çıkacağı tahmin edilmektedir. Araştırmaya göre, karbondioksit seviyesinde en büyük artış, milyonda 2.6 ppm ile 2005 yılında görülmüştür.
Günümüzde, atmosferdeki CO₂ miktarı son 420 000 yılda ve hatta son 20 milyon yıldaki en yüksek seviyesine erişmiştir. Geçtiğimiz yüzyılda, atmosfere salınan insan kaynaklı CO₂ gazının yaklaşık dörtte üçü fosil yakıtların yanmasından, geri kalanı da arazi kullanımı değişikliği ve özellikle ormanların yok edilmesinden kaynaklanmaktadır. Son yirmi yılda, atmosferdeki CO₂ gazının yıllık artışı % 0.4 olmuş, 1990’dan sonra ise yıllık artış % 0.2 ila 0.8 arasında değişmiştir. Bu yoğunluğun %84’ü endüstriyel aktivitelerin bir sonucudur ve bunun da 2/3’ü endüstrileşmiş ülkelerden kaynaklanmaktadır. Bununla beraber, endüstrileşme yolundaki ülkelerde karbon emisyonları, batılı ülkelerden çok daha hızlı artmaktadır. Örneğin, 1990-1993 yılları arasında karbon emisyonları Batı Avrupa’da %3 oranında artarken bu oran Türkiye’de %16’yı bulmuştur (Şekil 26).

Isınma yaratan diğer gazlardan metanın atmosferdeki miktarı, 1750 yılından beri % 151 oranında artmıştır ve hâlâ artmaya devam etmektedir. Son 420 000 yıldır, atmosferdeki bugünkü metan derişimine erişilmemiştir. 1990’lı yıllarda ise metan gazı derişiminin yıllık artışında belirli bir yavaşlama gözlenmektedir. Metan gazı salımının yaklaşık yarısı, fosil yakıtların kullanımı, büyük baş hayvan yetiştiriciliği, pirinç tarımı, atıkların gömülmesi gibi insan faaliyetlerinden kaynaklanmaktadır. Diazotmonooksit (N₂O) gazının atmosferdeki derişimi ise 1750 yılından beri % 17 oranında artmıştır ve artmaya devam etmektedir. Şu anki azot oksit derişimi son bin yılın en yüksek seviyesindedir. Azot oksit salımının yaklaşık üçte biri, tarıma açık topraklar, büyük baş hayvan yemleri ve kimya sanayii gibi insan faaliyetlerinden ileri gelmektedir.

Şekil 26. Atmosferdeki sera gazları düzeylerinin değişimi
Fosil yakıtların yakılması, ormansızlaştırma, tarım ve arazi kullanımı değişiklikleri gibi insan etkinlikleri, küresel olarak sera gazlarının ve bazı bölgelerde de sülfat aerosollerinin atmosferdeki birikimlerini arttırmaktadır. Bu artış sanayi devriminden beri sürmektedir. Troposferdeki insan kaynaklı aerosoller ve özellikle fosil yakıtların yanmasından çıkan kükürtdioksit kaynaklı sülfat aerosolleri, Güneş ışınımını yeryüzüne ulaşmadan tutar ve uzaya yansıtır. Böylece sera gazlarının birikimlerindeki artış atmosferi ısıtma eğilimi gösterirken, aerosollerdeki artış soğutma eğilimindedir. Aerosol birikimlerindeki değişiklikler, bulut miktarını ve bulutun yansıtma özelliğini değiştirebilir. Sera gazlarının yaşam süreleri on yıllardan yüzyıllara değişmekte, buna karşılık aerosollerin yaşam süreleri birkaç gün ile birkaç hafta arasında kalmaktadır. Bu yüzden onların atmosferdeki birikimleri, salımlardaki değişikliklere çok daha hızlı bir biçimde yanıt verebilmektedir. İklimsel değişebilirlik araştırmaları ve iklim senaryoları/modelleri, sera gazlarındaki ve aerosollerdeki bu değişikliklerin, sıcaklık, yağış, toprak nemi ve deniz seviyesi gibi iklimsel ve iklim ile ilişkili elemanlardaki küresel ve bölgesel değişiklikleri yönlendirdiklerini göstermektedir. Sera gazlarının ve aerosollerin etkilerini birlikte dikkate alan en duyarlı iklim modelleri, küresel ortalama yüzey sıcaklıklarında 2100 yılına kadar 2.5-5°C arasında bir artış ve buna bağlı olarak deniz seviyesinde de 15-95 cm arasında bir yükselme olacağını öngörmektedir. İçerdiği tüm belirsizliklere karşın, küresel ısınmanın sürmesi durumunda, bazı bölgeler için ekstrem yüksek sıcaklıklar, taşkınlar, yaygın ve şiddetli kuraklık olayları, onların doğal bir sonucu olan çalılık ve orman yangınları ile insan sağlığını ve ekosistemlerin işlevselliğini de içeren bazı ciddi potansiyel değişikliklerin olacağı oldukça yüksek bir güvenilirlik düzeyinde öngörülmektedir.