METEOROLOJİ

1. Termal veya konvektif türbülans 2. Mekanik türbülans 3. Dağ dalgaları (Orografik) türbülansı 4. Rüzgâr kaymasına bağlı türbülans 5. Uçak arkası (Wake) türbülansı

Rüzgârın hangi yönde estiğini bbilmemiz için hava parsellerini hareket ettiren kuvvetleri incelememiz gerekmektedir. Bu kuvvetleri şu şekilde sıralayabiliriz:

Hava parselleri basınç gradyanı kuvvetinin yönünde, yanal yönde, yani yeryüzüne paralel yönde (B’ →A’ ve A→B) hareket eder. Bu yanal harekete adveksiyon adı verilir.

Adveksiyon hava parsellerinin yer yüzeyine paralel hareketine verilen isimdir. Konveksiyon ise hava parsellerinin düşey yöndeki hareketidir.

Gerçekte basınç gradyanı kuvveti ile hava parseli hareketine başladığı anda onun hareketini etkileyen bir başka kuvvet ortaya çıkar. Bu kuvvet Coriolis kuvvetidir ve hava parselini normalde hareket edeceği rotasından saptırır. Coriolis kuvvet Dünya’nın kendi ekseni etrafında dönüşü nedeniyle ortaya çıkan bir kuvvettir. Basınç gradyanı kuvveti gibi gerçek bir kuvvet olmayıp sanal bir kuvvettir.

Rüzgâr hız birimi m/sn veya knot’dır ve 1 knot= 0.51 m/sn, 10 knot =51 m/sn’dir.’dir.

Kutba doğru ilerleyen hava ise kutuplarda a çalarak yer seviyesinden ekvatora döner ve üçüncü sirkülasyon hücresi oluşturur. Üç hücreli sirkülasyon modeli canlandırılmaktadır. Bu modelde ekvator (0° ) ile 30° enlemleri arasındaki sirkülasyon hücresi “Hadley hücresini”, 30° ile 60° enlemleri arasındaki hücre “Ferrel hücresini”, 60° ile kutup dairesi arasındaki hücre de “Kutup hücresini” oluşturur.

Termal veya konvektif türbülans yer yüzeyinin ısınmasındaki farklılıklardan meydana gelen türbülanstır. Yer yüzeyinin küçük bir bölgede aşırı derecede ısınması sonucunda, lokalize olmuş çok kuvvetli yukarı ve aşağı yönlü konvektif yani yükselici akımların yarattığı türbülanstır.

Hava kütlesi, herhangi bir enlemde herhangi bir bölgede yanal yönde sıcaklık ve nem açısından aynı özelliklere sahip çok büyük hava parçalarına verilen isimdir.

Hava kütlelerinin kaynak bölgeleri tanımlanırken, kodlama küçük harfler ve büyük harflerin kombinasyonu ile önce kaynak bölgesinin yüzey özelliği (c veya m) sonra enleme göre bölge (A/AA, P, T, ve E) belirtilerek yapılır. Eğer bir hava kütlesi kaynak bölgesi üzerinde çok fazla zaman geçirirse, yukarı seviyedeki rüzgârların etkisi ile hareket etmeye başlar. İlerlerken yolu üzerinde geçtiği bölgeler kendisinden daha sıcak veya daha soğuk olabilir. Bu durum, yani üzerinde bulundukları bölge ile hava kütlesi arasındaki ilişkiyi belirlemek için de bir başka sınıflandırma yapılır. Eğer hava kütlesi üzerine geldiği bölgeden daha soğuk ise soğuk anlamında “k” harfi; eğer hava kütlesi üzerine geldiği bölgeden daha sıcak ise sıcak anlamında “w” harfi eklenir. Dolayısıyla, örneğin, cPk kodlaması, kutup enlemlerinde, karasal bir bölgeden kaynaklanıp daha sıcak bir bölgeye gelen hava kütlesini göstermektedir.

Hava parsellerine etkiyen tek kuvvet basınç gradyanı olsa idi rüzgârlar her zaman sadece yüksek basınç merkezlerinden alçak basınç merkezlerine doğru eserlerdi. Bu durumda hava durumu modellemeleri ve tahminleri çok kolay olurdu.

Coriolis kuvvet Dünya’nın kendi ekseni etrafında dönüşü nedeniyle ortaya çıkan bir kuvvettir. Basınç gradyanı kuvveti gibi gerçek bir kuvvet olmayıp sanal bir kuvvettir. Cisimlerin hareket yönünü değiştiren bir kuvvettir.

Coriolis kuvvetin şiddeti basınç gradyanı kuvvetinin şiddeti ile yakından ilgilidir. Basınç gradyanı kuvveti arttıkça onu dengelemek için Coriolis kuvvet de artacaktır. İzobarların çok sık olduğu yerlerde basınç gradyanı kuvveti çok kuvvetli olduğundan Coriolis kuvveti de çok kuvvetli olacaktır. Tersine basınç gradyanının zayıf olduğu seyrek izobarlı bölgelerde de onu dengelemek için daha zayıf bir Coriolis kuvveti gerekecektir. Jeostrofik rüzgârın yönü izobarların doğrultusuna, şiddeti ise izobarların sıklığına bakılarak belirlenebilir. Bu, özellikle direkt rüzgâr ölçümlerinin olmadığı yer ve zamanlarda rüzgâr hakkında bilgi edinmek için kullanılır.

Küresel rüzgârlar tüm Dünya ölçeğinde, küresel sirkülasyona bağlı, hava hareketini ve enlemler arasındaki büyük ölçekli rüzgârları ve jet akımlarını içerirken lokal rüzgârlar daha küçük alanlarda yerel veya bölgesel atmosferik koşulların belirlediği rüzgârlardır.

Lokal rüzgârlar küçük ölçekte bölgesel olarak etkili olan rüzgârlardır. Yer yüzeyinin eşit ısınmaması sonucunda meydana gelir ve kısa mesafelerde etkili olurlar. Aynı zamanda kısa sürelidirler; öyle ki bir bakmışsınız sabahki çok soğuk, kapalı bir hava, birkaç saat sonra veya öğleden sonra gayet ılıman, günlük güneşlik bir hava ile yer değiştirmiş! Bütün lokal rüzgârlar termal sirkülasyonun bir sonucu olarak meydana gelirler.

Yer yüzeyinde meydana gelen lokal rüzgârlar temel olarak termal sirkülasyon sonucunda oluşan rüzgârlardır. Ancak oluştukları bölgelerin topografik özelliklerine (dağ-vadi), yüzeyin kompozisyonuna (kara-deniz) bağlı olarak farklı isimler alırlar. Bu bölümde en yaygın olarak görülen lokal rüzgârların iki türünü detaylı inceleyeceğiz. Bunlar: 1. Kara ve deniz meltemleri ile 2. Dağ ve vadi meltemleridir. Bunlara ilaveten mevsimsel olarak esen Muson rüzgârları, Fön (Chinook) rüzgârları, Mistral rüzgârları, Santa Ana rüzgârları, Bora, Haboob gibi çöl rüzgârları, kasırgalar, hortumlar, toz fırtınaları vb. yerel ve bölgesel şartlara bağlı olarak gelişen pek çok rüzgâr türü mevcuttur.

Atmosferik jet akımları Şekil 2.14’te görüldüğü gibi atmosferde km’lerce uzunlukta olup çok dar bir bölgede akan çok şiddetli rüzgârlardır. İlk defa 2. Dünya Savaşı sırasında askerî amaçlı bir uçak tarafından hissedilmiştir. Her yarım kürede iki tane jet akımı mevcuttur ve tropopoz seviyesinde yaklaşık 10-15 km yüksekliklerinde bulunurlar. Bir tanesi 13 km civarında 30o enlemlerinde, yer seviyesindeki subtropikal yüksek basınç üzerinde olan “subtropikal jet”, diğeri ise 10 km’de 60o enlemlerinde yer seviyesindeki kutupsal cephenin üzerinde bulunur ve “kutupsal jet” adını alır. Şekil 2.15 kuzey yarım kürede kış mevsiminde jet akımlarının, tropopozun ve genel sirkülasyon hücrelerinin birbirlerine göre konumlarını gösterir. Şekilde Hadley hücresi ile Ferrel hücresi arasındaki jet akımı subtropikal jet, kutupsal hücre ile Ferrel hücresi arasındaki jet akımı ise kutupsal jet akımıdır. Her iki jet akımının içerisindeki hava akımları gözlemciden uzağa yani batıdan doğuya doğrudur. Jet akımlarının merkezindeki rüzgâr hızları 200 knot’ı aşabilir. Jet akımlarının oluşmasının ana nedeni yukarı enlemlerle aşağı enlemler arasındaki enerji dengesizliğidir.

Termal veya konvektif türbülans yer yüzeyinin ısınmasındaki farklılıklardan meydana gelen türbülanstır. Yer yüzeyinin küçük bir bölgede aşırı derecede ısınması sonucunda, lokalize olmuş çok kuvvetli yukarı ve aşağı yönlü konvektif yani yükselici akımların yarattığı türbülanstır.

Mekanik türbülans rüzgârın ağaçlar, binalar, küçük tepeler, kayalar vb. engellerin olduğu araziler üzerinden geçerken oluşturduğu türbülanstır. Bu engeller nedeni ile  rüzgârın akışı çok karmaşık küçük edilere bölünür ve türbülansa neden olur. Bu tür türbülansa mekanik türbülans adı verilir çünkü çevrede esen rüzgârın bu tür engeller nedeni ile farklı yönlerde zorlanması sonucunda meydana gelir.