Konu anlatımı
Dünya kutuplardan basık, Ekvator'dan şişkin bir şekle sahiptir; kendi ekseni çevresinde döner ve aynı anda Güneş'in çevresinde dolanır. Gece ile gündüzün birbirini izlemesi, mevsimlerin oluşması, sıcaklığın Ekvator'dan kutuplara doğru azalması ve yerel saat farkları bu şeklin ve hareketlerin sonuçlarıdır.
Bu sayfada Dünya'nın şeklini ve sonuçlarını, günlük ve yıllık hareketi, eksen eğikliğini, yıl içindeki dört önemli tarihi, gündüz süresinin değişimini ve öğle güneş açısı hesaplarını göreceksin. Sınavda en sık istenen beceri, bir sonucun şekilden mi, günlük hareketten mi, yoksa eksen eğikliğinden mi kaynaklandığını ayırt etmektir.
Dünya'nın şekli
Dünya'nın kendine özgü şekline geoit denir. Ekvator yarıçapı yaklaşık 6378 km, kutup yarıçapı yaklaşık 6357 km'dir; fark çok küçük olduğu için Dünya uzaktan küre gibi görünür. Ekvator'un çevresi yaklaşık 40 075 km, bir meridyen çemberinin çevresi yaklaşık 40 008 km'dir. Uzaklaşan geminin önce gövdesinin kaybolması, ufkun yükseldikçe genişlemesi, Ay tutulmasında Dünya'nın gölgesinin yuvarlak görünmesi ve uzaydan çekilen fotoğraflar bu şeklin kanıtlarıdır.
Şeklin sonuçları
Yüzey kavisli olduğu için güneş ışınlarının geliş açısı Ekvator'dan kutuplara doğru küçülür; ışınlar daha geniş bir alana yayılır ve atmosferde daha uzun yol alır. Bu yüzden sıcaklık genel olarak kutuplara doğru azalır ve aynı anda cisimlerin gölge boyu kutuplara doğru uzar. Paraleller kutuplara doğru küçülür, meridyenler arasındaki uzaklık azalır. Yerin merkezine uzaklık kutuplarda daha az olduğundan yer çekimi kutuplarda fazladır. Kuzey Yarım Küre'de Kutup Yıldızı'nın ufukla yaptığı açı bulunulan yerin enlemine eşittir.
Günlük hareket
Dünya kendi ekseni çevresinde batıdan doğuya doğru yaklaşık 24 saatte bir tur atar. Bir saatte 15°, dört dakikada 1° döner; bu açısal hız her yerde aynıdır. Çizgisel hız ise Ekvator'da en fazladır, kutuplarda sıfırdır. Günlük hareketin sonuçları şunlardır: gece ile gündüzün birbirini izlemesi, günlük sıcaklık farkları, aynı anda farklı meridyenlerde farklı yerel saatlerin yaşanması, Güneş'in doğudan doğup batıdan batıyormuş gibi görünmesi, rüzgâr ve akıntıların Kuzey Yarım Küre'de sağa, Güney Yarım Küre'de sola sapması, kara-deniz ve dağ-vadi meltemleri ile Dünya'nın Ekvator'dan şişkinleşmesi.
Yıllık hareket ve eksen eğikliği
Dünya, Güneş'in çevresindeki elips biçimli yörüngesinde 365 gün 6 saatte bir tur atar; artan saatler dört yılda bir gün eder ve şubat 29 gün çeker. Dünya Güneş'e yaklaşık 3 Ocak'ta en yakın (günberi), yaklaşık 4 Temmuz'da en uzak (günöte) konumdadır. Dönme ekseni, yörünge düzlemine dik doğrultuyla yaklaşık 23° 27′ (yaklaşık 23,5°) açı yapar ve hep aynı yöne eğik kalır. Bu eğiklik sayesinde güneş ışınlarının dik düştüğü yer yıl içinde iki dönence arasında yer değiştirir; mevsimler, gündüz süresinin yıl içinde değişmesi, dönenceler ve kutup daireleri bu durumun sonucudur.
Yıl içindeki dört önemli tarih
Dik ışınların konumu yılda dört önemli tarihte ders kitaplarında esas alınır. Bu tarihler yıldan yıla bir gün oynayabilir.
- 21 Mart (ekinoks): Işınlar Ekvator'a dik düşer, her yerde gece ile gündüz eşittir; Kuzey Yarım Küre'de ilkbahar başlar.
- 21 Haziran (gündönümü): Işınlar Yengeç Dönencesi'ne dik düşer; Kuzey Yarım Küre'de en uzun gündüz yaşanır ve yaz başlar.
- 23 Eylül (ekinoks): Işınlar yeniden Ekvator'a dik düşer, gece ile gündüz eşitlenir; Kuzey Yarım Küre'de sonbahar başlar.
- 21 Aralık (gündönümü): Işınlar Oğlak Dönencesi'ne dik düşer; Kuzey Yarım Küre'de en kısa gündüz yaşanır ve kış başlar.
Gündüz süresi ve öğle güneş açısı
Ekvator'da gece ve gündüz yıl boyunca yaklaşık 12'şer saattir; Ekvator'dan uzaklaştıkça gündüz süresinin yıl içindeki değişimi artar. Kuzey Yarım Küre'de 21 Mart ile 23 Eylül arasında gündüzler gecelerden uzundur. Öğle güneş açısı, 90°'den bulunulan yer ile ışınların dik düştüğü paralel arasındaki enlem farkı çıkarılarak bulunur. Ekinoks günlerinde ışınlar Ekvator'a dik düştüğü için yerin enlemi doğrudan 90° eksi öğle açısıdır.
Şekil mi, eğiklik mi, günlük hareket mi?
Bir olay aynı anda farklı enlemler karşılaştırılınca görülüyorsa çoğunlukla şeklin sonucudur: ışınların geliş açısının ve sıcaklığın kutuplara doğru azalması gibi. Aynı yerde yıl içinde ortaya çıkan değişimler eksen eğikliği ve yıllık hareketin sonucudur: mevsimler, gündüz süresinin ve öğle açısının değişmesi gibi. Gün içinde yaşanan değişimler ve yerel saat farkı ise günlük hareketin sonucudur. Eksen eğikliği sıfır olsaydı mevsimler oluşmaz, her yerde yıl boyu gece ile gündüz eşit olurdu; ama sıcaklık yine Ekvator'dan kutuplara doğru azalırdı.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Kuzey Yarım Küre'de, Yengeç Dönencesi ile Kuzey Kutup Dairesi arasındaki bir kentte 21 Mart günü öğle güneş açısı 48° ölçülüyor. Kentin enlemini, 21 Haziran ve 21 Aralık günlerindeki öğle açılarını bul.
Çözüm. 21 Mart'ta ışınlar Ekvator'a dik düştüğünden kentin enlemi 90° − 48° = 42° kuzeydir. 21 Haziran'da ışınlar 23,5° kuzey paraleline dik düşer; enlem farkı 42 − 23,5 = 18,5° olduğundan açı 90° − 18,5° = 71,5° olur. 21 Aralık'ta ışınlar 23,5° güney paraleline dik düşer; farklı yarım küreler olduğundan enlemler toplanır, fark 42 + 23,5 = 65,5° ve açı 90° − 65,5° = 24,5° olur. Kısa yoldan da ekinoks açısına 23,5° eklenir ya da ondan 23,5° çıkarılır.
Örnek 2. Şu olayları Dünya'nın şeklinin, günlük hareketin ve eksen eğikliğinin sonuçları olarak ayır: I. Aynı anda Ekvator'dan kutuplara doğru ışınların geliş açısının küçülmesi, II. İzmir'de öğle vaktinin Van'dan daha geç yaşanması, III. Gündüzlerin haziranda uzun, aralıkta kısa olması, IV. Kuzey Yarım Küre'de kuzeye gidildikçe Kutup Yıldızı'nın daha yüksekte görülmesi.
Çözüm. I ve IV aynı anda farklı enlemlerin karşılaştırılmasıyla ortaya çıkar; ikisi de Dünya'nın şeklinin sonucudur. II, Dünya'nın batıdan doğuya dönmesi nedeniyle öğlenin önce doğudaki Van'a gelmesidir; yerel saat farkı günlük hareketin sonucudur. III, aynı yerde yıl içinde görülen bir değişimdir; eksen eğikliği ve yıllık hareketin sonucudur.
Örnek 3. K noktasında gündüz süresi haziranda 13 saat, aralıkta 11 saattir. L noktasında ise haziranda 9 saat, aralıkta 15 saattir. K ve L hangi yarım kürelerdedir, hangisi Ekvator'a daha uzaktır ve ocak ayında L'de hangi mevsim yaşanır?
Çözüm. K'de en uzun gündüz haziranda olduğu için K Kuzey Yarım Küre'dedir. L'de en uzun gündüz aralıkta olduğundan L Güney Yarım Küre'dedir. Yıllık gündüz süresi farkı K'de 2 saat, L'de 6 saattir; fark Ekvator'dan uzaklaştıkça arttığına göre L Ekvator'a daha uzaktır. Güney Yarım Küre'de aralık, ocak ve şubat yaz aylarıdır; bu yüzden ocakta L'de yaz yaşanır.
Sık yapılan hatalar
- Mevsimlerin nedenini Dünya'nın Güneş'e yaklaşıp uzaklaşmasına bağlamak; neden eksen eğikliği ve yıllık harekettir.
- Sıcaklığın Ekvator'dan kutuplara doğru azalmasını eksen eğikliğine bağlamak; bu, Dünya'nın şeklinin sonucudur.
- Gece ile gündüzün birbirini izlemesini yıllık harekete bağlamak; bu, günlük hareketin sonucudur.
- Öğle açısı hesabında farklı yarım kürelerdeki enlemleri toplamak yerine çıkarmak.
- Ekvator'da gündüz süresinin mevsime göre değiştiğini sanmak.
- Şekil: geliş açısı ve sıcaklık kutuplara doğru azalır; Kutup Yıldızı'nın açısı enleme eşittir.
- Günlük hareket: gece ve gündüz, yerel saat farkı, sapma ve meltemler; 1° 4 dakikadır.
- Eksen eğikliği ve yıllık hareket: mevsimler, dönenceler, kutup daireleri ve gündüz süresinin değişimi.
- 21 Mart ve 23 Eylül'de Ekvator'a, 21 Haziran'da Yengeç, 21 Aralık'ta Oğlak Dönencesi'ne dik ışın düşer.
- Öğle açısı = 90° − enlem farkı; ekinoksta enlem = 90° − öğle açısı.