Fırtına ve şimşek.
Fırtına ve şimşek
Kümülonimbüslerin içinde hızla yükselen güçlü hava akımlan su damlacıklannı ve buz kristallerini de birlikte sürükleyerek elektrik yüklerinin doğmasına yol açar: bulutlann üst bölümlerinde artı, alt bölümlerinde eksi yükler toplanır. Büyükler arasındaki etkileşimden doğan elektrik alanı, şimşek denen elektrik boşalmasının kaynağıdır.
Tropikal bir konveksiyon hücresinin şeması. Oklu çizgiler konveksiyon hücresindeki hava akımı çizgilerini gösterir: bu hücrede, alçalan soğuk hava akımı ile yükselen sıcak hava akımının arayüzeyinde bir yalancı cephe oluşur. Bu sürecin sonucu, dev bir kule gibi 1000 US 10 000 m yüksekliğe kadar yayılan ve genellikle yukanda genişleyerek örs biçimini alan büyük bir kümülonimbüs bulutudur.
FIRTINALAR VE HAMLELİ RÜZGÂRLAR
Dünya’daki yağmurların büyük bir bölümünü fırtınalar sağlar. Fırtınalar daha çok dönencelerarası kuşağın çok nemli bölgelerinde ve denizler üzerinde oluşan ve yaz güneşiyle aşırı derecede ısınarak kıtaları aşan hava kütlelerinin içinde oluşur. Bazı koşullarda fırtınaların şiddeti olağanüstü boyutlara ulaşır ve sa’te 350 km’den hızlı esen tornadolara, sel gibi yağmurlara (birkaç sa’te 300 mm’den fazla yağış), portakal büyüklüğünde dolulara ve çok güçlü şimşeklere yol açabilir.
Fırtına sisteminin temel öğesi, bulutun etkin bölgesi olan hücredir; yağışlar, yükselen güçlü bir hava akımı eşliğinde bu bölgede oluşur. Sıradan fırtınalarda, çapı genellikle 2-3 km olan ve 30 ile 60 dk kadar etkinliğini sürdüren bir veya birkaç bağımsız hücre bulunur. Gelişme evresinde, hücrenin tepesi hızla (10-20 m/sn) yükselerek bir kule biçimini alır. Atmosferin tropopoz katmanına ulaştığında da yanlara doğru yayılarak bir örse dönüşür. Yükselen hava kütlesi içinde oluşan su veya buz parçacıkları yeterince irileştiğinde, çevredeki az veya çok kuru havayı da birlikte sürükleyerek yere doğru inmeye başlar. Bu sırada yağış parçacıklarının bir bölümü buharlaştığı için çevredeki hava soğur, dolayısıyla ağırlaşır ve düşme hızı artar. Hava kütlesi yere iyice yaklaştığında genişleyerek yayılır. Birden patlayan fırtınanın ilk habercisi, dalga dalga gelen soğuk rüzgârlardır (hamleli rüzgârlar). Yağışların buharlaşması sırasında hava küdesi ne kadar çok ısı kaybederse hamleli rüzgârlar da o kadar sert ve soğuk olur; buharlaşmanın az veya çok olması ise, parçacıklarla birlikte aşağıya doğru sürüklenmiş olan havanın kuruluk derecesine bağlıdır. Bazen yere yakın kesimlerde oldukça sert biçimde kesişen bu rüzgârlar, kalkış veya iniş anında yaşanan uçak kazalarının da en yaygın nedenlerinden biridir.
Şimşek, yıldırım ve elektrik boşalmaları
Fırtına sırasında genellikle çok çarpıcı elektrik olayları da yaşanır. Çünkü havanın düşey hareketleri buludardaki elektrik yüklerinin ayrılmasını kolaylaştınr ve potansiyel farkının büyük çapta artarak yer yer bir metrede yüz binlerce volta ulaşmasına yol açar. Bu durumda, iki bulut arasında veya bir bulut ile yer arasında güçlü bir elektrik boşalması olur. Boşalma iki bulut arasında gerçekleşirse şimşek, bulut ile yer arasında gerçekleşirse yıldırım adını alır. Aslında yıldırım, çok küçük bir zaman aralığı içinde art arda çakan iki elektrik boşalmasının sonucudur: buluttan yere doğru adayan ilk çakma ve yerden buluta doğru yükselen dönüş çakması. Bu iki boşalma karşılaştığı anda, yerden buluta doğru son derece şiddetli (bazen 20 000 A’den fazla) bir dönüş akımı doğar ve gözle görülebilen, çok ışıklı bir elektrik arkı oluşur. Bu boşalma öyle hızlıdır ki, elektrik yüklerinin geçtiği bütün bir alan aynı anda aydınlanmış gibi olur ve yıldırımın aktığı kanal boyunca havanın sıcaklığı bir anda 3 000 °C’yi aşar. Çok kısa bir süre içinde bu sıcaklığa yükselen hava genleşmeye zaman bulamaz ve kanalın içinde bir anda onlarca atmosferlik basınç artışı olur. Gök gürültüsü biçiminde duyulan ses dalgasının kaynağı işte bu basınç artışım izleyen anî genleşmedir.
Şiddetli fırtınalar
En şiddetli fırtınalar, meteorolojik koşulların her zamankinden
daha kararsız olduğu ve rüzgârların yükseltiyle birlikte anîd ğiştiği durumlarda ortaya çıkar. Bu fırtınalar, ortak özellik göre birkaç gruba ayrılarak incelenebilir.
Çokhücreli fırtınalar adı verilen şiddedi fırtınalarda belirli 1 da her biri farklı bir gelişme evresinde bulunan üç veya döı dan hücre vardır. Hücrelerin çapı genellikle 2-3 km, etki (ömrü) de 60 dk’dan kısadır. Ömrünü tamamlayan eski hi yok oldukça yerlerini yeni hücreler alır. Böylece fırtına siste kinliğim saaderce sürdürebilir ve sıradan fırtınalardakindeı daha şiddedi, hem de daha uzun süreli olaylara yol açabili:
Dev hücreli fırtınalar, çapı bazen 20 km’yi bulan ve etkisin lerce sürdüren tek bir dev hücreden oluşur. Bu fırtınalar, ; zaman sa’te 150 km’den daha büyük bir hızla yükselen geı va akımlarının merkezidir ve çok iri dolu tanelerim asıltı h taşıyabilir. Düşey doğrultudaki çok güçlü bir rüzgâr hareke sında gelişen bu olağanüstü şiddedi fırtınalar, her zaman c yük hasara yol açan meteorolojik olaylar arasında tropikal i larla birlikte ilk sırayı alır.
Hamleli rüzgâr kuşakları, yaklaşık 1 000 km boyunca u 300-400 km genişliğindeki konveksiyon sistemleridir. Kuşa bölümünde, ömrü sona erdikçe yenilenen onlarca sıradan Ç çapında ve 30-60 dk süreyle etkili) hücre bulunur. Arka bölı se örs biçimini almış geniş bir bulut örtüsünden (katmar oluşur. Afrika’da, Büyük Sahra’mn altındaki yan çölleşmiş lere düşen yağışların büyük bölümünü, günlerce etkili olab binlerce kilometre ilerleyebilen bu konveksiyon sistemleri Konveksiyon kümeleri, sağanak yağışlara yol açan, olduk gele yerleşmiş çok sayıda konveksiyon hücresinden oluşur, ve hemen hemen daire biçimindeki katmanlı örs bölümü, < niş bir bölgeye düzenli olarak yağış getirir. Ekvator bölgeli ki yağışların kaynağı çoğu zaman bu kümelerdir.
Tropikal siklonlar, bir alçak basınç merkezinin çevresinde h( lar çizerek dönen sıcak ve nemli hava akımlanna bağlı olaral kal bölgelerdeki okyanusların üzerinde gelişir. Siklonun gözü adlandırılan bu merkez, alçalan hava akımlarının bulunduğu dir ve bazen tamamıyla bulutsuzdur. Gözün çevresinde, dai minde bir set ve sarmal biçiminde kıvrılan şerider oluşturaı güçlü konveksiyon hücreleri gelişir. Bu fırtınalar genellikle ç dedi sağanaklan da beraberinde getirir ve yere yakın esen ri hızı bazen sa’te 300 km’yi aşar. Doğal afet sayılacak kadar bü; sara yol açan bu olağanüstü şiddedi siklonlar karalan veya oi lann daha soğuk kesimlerini aşarken giderek hafifler.
CEPHE SİSTEMLERİ
Cephe sistemlerinin tanıtıcı özelliği, Yunan alfabesinin 1 harfine benzeyen bulut katmanlarıdır. Genellikle lambda peşinde, meteoroloji uydularıyla çekilmiş fotoğraflarda da görülebilen, sorguç biçiminde bir kıvrım bulunur. Dönene şı alçak basınç alanları ve bunlara eşlik eden cephe sistemi karıda tanımlanan sistemlerin tersine, 1 000 ile 2 500 km daki sinoptik dolaşımlara bağlı olarak Ekvator ile kutuplar daki güçlü sıcaklık gradyanlarından kaynaklanır. Bu sis «Norveç şeması» denen klasik bir şemaya uygun olarak yani, tropikal enlemlerde doğan ve havanın daha soğuk bir bölgeye sokularak çepeçevre kuşatılan sıcak ve nemli va küdesinin varlığım gösterir. Böyle bir sistem eğer Kuzî küre’de oluşmuşsa, sistemin kuzeybatı bölümünde bir cephe» bulunur; soğuk ve sıcak hava küdelerini ayıran aı
y i
oluşturduğu bu cepheye güçlü bir sıcaklık gradyam, dö rüzgâr ve çoğu zaman yağışlar eşlik eder. Sistemin kuz bölümündeyse, kuzeydoğuya doğru ilerleyen sıcak ve ne va kütlesi soğuk havamn üstünden kayarak «sıcak cephe’ bir arayüzey oluşturur. Soğuk cephenin sıcak cepheyi yal bölgede, daha yoğun olan soğuk havamn sıcak havayı y doğru itmesiyle bir oklüzyon gerçekleşir. Eni 5 ile 50 km a değişen ve genellikle cephe yüzeylerine paralel şerider uzanan yağış kuşaklan cephe sisteminin bütün bölgeleri: lunabilir. Ama cephe sistemiyle birlikte gelen yağışların nereye düşeceğini, yapışım ve şiddetini belirleyen en ön kenlerden biri, çok fazla miktarda nem ve enerji taşıdık «taşıyıcı şerider» olarak adlandırılan üç temel hava akım pısı ve diğer şeridere göre konumudur. Güney bölgelerde ve nemli havayı sürükleyerek getiren taşıyıcı sıcak hava şt ce soğuk cephe boyunca uzanır, sonra yükselerek öndek havamn üstüne çıkar. Taşıyıcı soğuk hava şeridi, sıcak c< kuzeyindeki bölgelerden gelen soğuk havayla yüklüdür v
44
I