İklim ve Hava Olayları: Dev Rehber!

Gök Gürültülü Fırtınalar

Bir fırtına hayal edin, şiddetli yağmur damlaları çatıya vuruyor, pencerelerden şimşekler çakıyor, gök gürültüsü patlıyor ve o sırada köpeğiniz yatağınızın altındaki saklandığı yerden sızlanıyor. Şimdi iki bin gök gürültülü bir fırtına hayal edin.

Şu anda, tam şu anda, dünya çapında yaklaşık iki bin fırtına yaşanıyor. Gök gürültülü fırtınalar yaygın olsa da, yoğun yağmur, dolu, rüzgar, şimşek, gök gürültüsü ve hatta kasırgaların olduğu dramatik olaylardır.

Fırtınalar ılık ve nemli hava, soğuk havaya yükseldiğinde oluşur. Sıcak hava soğur ve bu da su buharı adı verilen nemin küçük su damlacıkları oluşturmasına neden olur (bu işlem yoğunlaşma olarak adlandırılır). Soğutulan hava atmosferde daha aşağıya düşer, ısınır ve tekrar yükselir. Bu yükselen ve düşen hava devresine konveksiyon hücresi denir. Bu az miktarda olursa, bir bulut oluşacaktır. Bu, büyük miktarda hava ve nem ile gerçekleşirse, fırtına oluşabilir.

Nasıl Oluşur?

Fırtınalar sadece bir konveksiyon hücresinden, çok sayıda konveksiyon hücresinden veya hatta son derece büyük ve güçlü bir konveksiyon hücresinden oluşabilir. Aşağıda, yapılarına göre sınıflandırılan üç tür gök gürültülü fırtınanın da açıklaması bulunmaktadır: tek hücreli, çok hücreli ve süper hücre.

• Tek Hücreli Gök Gürültülü Fırtınalar: Atmosferdeki yalnızca bir konveksiyon hücresi tarafından oluşturulan gök gürültülü fırtınalara tek hücreli fırtınalar denir. Bunların çoğu küçüktür, yalnızca bir saat sürer ve aynı zamanda sıradan gök gürültülü fırtınalar olarak da adlandırılır. Bu fırtınalar genellikle yaz aylarında oluşur ve atmosferde 12 kilometre yükseklikte büyüyebilen yüksek kümülonimbus bulutlarını içerir. Yağmur ve şimşek yaygındır. Bazen dolu yağar.
• Çok Hücreli Gök Gürültülü Fırtınalar: Bazı gök gürültülü fırtınalar, tek bir birim olarak hareket eden birçok konveksiyon hücresinden oluşur. Bunlara çok hücreli gök gürültülü fırtınalar denir. Genellikle konveksiyon hücreleri, her hücre fırtına döngüsünün farklı bir aşamasında olacak şekilde bir küme halinde düzenlenir. Sıcak havanın soğuk havanın üzerinden atmosfere doğru itildiği, soğuk veya ılık bir cephe boyunca çok hücreli fırtınalar, genellikle fırtına hattı adı verilen bir çizgi oluşturur. Fırtına hattı 600 mil (1000 km) uzunluğa kadar olabilir. Kuvvetli rüzgar fırtınaları genellikle fırtınanın hemen önünde esiyor.
• Süper Hücreli Gök Gürültülü Fırtınalar: Süper hücreler olarak adlandırılan, derin, dönen yukarı yönlü rüzgarlara sahip gök gürültülü fırtınalar çok büyüktür ve saatlerce süren büyük miktarda yağmur ve hatta bazen beyzbol büyüklüğünde dolu salgılar. Hızlı hareket eden konveksiyonu içerir – hava, saatte 175 mil (280 km) kadar yukarı doğru zum yapar. Süper hücrelerde dönme bazen şiddetli hortumlar oluşturur, en büyük ve en zarar verici türdür, çünkü fırtınalar çok uzun ömürlüdür. Bir süper hücreli fırtınadan birkaç hortum üretilebilir. Atmosferde bulutlar 18 km’ye kadar büyüyor. Süper hücreler, en az görülen fırtına türüdür.

Fırtınalar Nerede Olur?

Bazı yerler düzenli olarak diğerlerinden daha fazla gök gürültülü fırtına yaşar. Hatta bazıları tek bir günde birden fazla fırtına yaşayabilir. Neden bazı yerler diğerlerinden daha fırtınalı?

Havadaki nem miktarı ve hava sıcaklığı, gök gürültülü fırtınaların belirli bir yerde nasıl oluştuğunu belirler. Coğrafi konum da bir rol oynar. Gök gürültülü fırtınalara yol açabilen kümülüs bulutlarının oluşumu, bulutların içinde elektrik yükleri birikirken genellikle gök gürültüsü ve şimşek için uygun koşullar yaratır.

Bilim adamları, hangi yerlerde diğerlerinden daha fazla gök gürültülü fırtına olduğunu belirlemek için, Amerika genelindeki hava istasyonlarında gök gürültüsünün duyulduğu gün sayısını ve yıldırım çarpmalarının görüldüğü gün sayısını kaydetti. Aşağıdaki harita, ABD eyaletlerinde gök gürültülü fırtınalı günlerin sayısını göstermektedir.

Gök Gürültüsü ve Yıldırım

Yıldırım, bir fırtınanın en muhteşem unsurudur. Aslında gök gürültülü fırtınalar adını böyle almıştır. Bir dakika, gök gürültüsünün yıldırımla ne ilgisi var? Cevap basit, şimşek gök gürültüsüne neden olur.

Yıldırım, elektrik boşalmasıdır. Hatta tek bir yıldırım darbesi etrafındaki havayı 30.000 ° C’ye kadar bile ısıtabilir! Bu aşırı ısınma, havanın hızlı bir şekilde genişlemesine neden olur. Genişleme, gök gürültüsü olarak bilinen patlayan bir ses dalgasına dönüşen bir şok dalgası yaratır.

Bulutta Neler Oluyor?

Fırtına bulutu içinde yüksek buz kristalleri, türbülanslı havada aşağı yukarı akarken, birbirlerine çarpıyorlar. Elektron adı verilen küçük negatif yüklü parçacıklar, bir miktar buzdan koparılır ve birbirlerinin yanından geçerken diğer buzlara eklenir. Bu, bulutun pozitif (+) ve negatif (-) yüklerini ayırır. Bulutun tepesi pozitif olarak yüklenirken, bulutun tabanı negatif olarak yüklenir.

Şimşek Nasıl Oluşur?

Zıt kutuplar çektiğinden, fırtına bulutunun altındaki negatif yük, zeminin pozitif yükü ile bağlantı kurmak ister. Bulutun altındaki negatif yük yeterince büyüdüğünde, kademeli lider adı verilen bir negatif yük akışı Dünya’ya doğru koşar. Yerdeki pozitif yükler ise çekilir, böylece pozitif yük yerden yukarı doğru akar. Bu elektrik akımı, dönüş darbesi olarak bilinir. Bunu bir şimşek çakmasının parlak parıltısı olarak görüyoruz.

Gök gürültüsü ve şimşek, gök gürültüsünü duymadan önce şimşek çakmasını görmenize rağmen aşağı yukarı aynı anda meydana gelir. Bunun nedeni, ışığın sesten çok daha hızlı hareket etmesidir.

Tornado

Küçük çaplı kasırgalara ve hortumlara verilen isimdir (tornado). Fırtına bulutlarının altında karanlık bir bulut hunisi uzanıyor. Yere ulaşmazsa huni bulutu denir. Yere ulaşırsa, hortum olur. Huninin dar ucunun yere değdiği yerde enkaz ve toz yükselir.

Hortumlar, aynı zamanda kıvrım olarak da adlandırılırlar, tehlikeli derecede hızlı dönen hava sütunlarıdır. Hava, hortumun merkezi (çok düşük basınç) ile hortumun dış kenarı (yüksek basınç) arasındaki basınç farkı nedeniyle hareket halindedir.

Bir tornado gelip geçtikten sonra, bilim adamları hortumun gücünü anlamak için neden olduğu hasar miktarına bakarlar. Hortum hasarının rüzgar hızları ile nasıl ilişkili olduğunu açıklayan altı kategori olan Gelişmiş Fujita (EF) Ölçeğini kullanıyorlar. Ölçeğe göre, EF0, saatte 135 km/s varan rüzgar hızlarıyla en zayıf kasırga kategorisidir ve EF5, saatte 320 km/s üzerinde rüzgarı ile en güçlü kasırga kategorisidir.

Tornado Türleri

Genel olarak, tornado üç türe ayrılır: boyutuna, ne kadar sürdüğüne ve ne kadar hasara neden olduğuna bağlı olarak zayıf hortumlar, güçlü hortumlar ve şiddetli hortumlar.

• Su hortumları genellikle 10 dakikadan daha az dayanır, 160 km/s’den az rüzgarlara sahiptir ve kırık ağaç dalları ve hasarlı çatılar gibi hasarlara neden olur. Tüm hortumların üçte ikisinden fazlası zayıftır. Zayıf hortumlar, Geliştirilmiş Fujita Ölçeği‘nin (EF0 ve EF1) ilk iki kategorisindekileri içerir.
• Güçlü hortumlar 20 dakika veya daha uzun sürebilir ve 177-330 km/s arasında rüzgarlara sahip olabilir (mobil evleri yıkmak ve trenleri devirmek için yeterince güçlü). Kasırgaların yaklaşık üçte biri güçlüdür ve kasırga kaynaklı ölümlerin neredeyse üçte birine neden olurlar.
• Şiddetli hortumlar bir saatten fazla sürebilir ve 330 km/s’den daha yüksek rüzgar hızlarına sahiptir. Bu canavar kasırgalar, arabaları ve evleri havaya fırlatıp kilometrelerce taşıyabilir. Şiddetli kasırgalar en az yaygın olanları olsa da, en ölümcül olanlarıdır ve tüm kasırga kaynaklı ölümlerin üçte ikisinden fazlasına neden olurlar. Şiddetli bir kasırga, Gelişmiş Fujita Ölçeğindeki (EF4 ve EF5) son iki kategorinin bir parçasıdır.

Hortumlar dünyanın herhangi bir yerinde meydana gelebilir ancak Dünyadaki hortumların yaklaşık olarak %75’i Amerika Birleşik Devletleri’nde, hatta çoğu da Orta Amerika Birleşik Devletleri’nin Tornado Yolu adı verilen bir bölgesinde oluşuyor.

Tornado Nasıl Oluşur?

Tornado, yalnızca bir fırtına belirli bir rüzgar kombinasyonuna sahip olduğunda oluşur.

Gök gürültülü fırtınalarda yükselen hava, farklı yönlerde esen rüzgarlardan etkilendiğinde dönmeye başlayabilir. Yükselmeye başlar ve rüzgarla yana doğru itilir. Biraz daha yükselir ve başka bir yöne hareket eden rüzgarla tekrar itilir. Farklı irtifalarda farklı hız ve yönlerde hareket eden rüzgarlar, yükselen havanın dönmeye başlamasına neden olur.

Yükseldikçe dönen hava, en güçlü fırtına türü olan süper hücrelerde tipiktir, ancak dönen havanın tümü bir hortum oluşturmaz.

Bir hortumun oluşması için, yere yakın bir yerde dönen havanın da olması gerekir. Bu, fırtınadaki hava yere yaklaştığında ve ani rüzgarlar halinde karada yayıldığında olur. Yere yakın dönen hava, dönüş eksenine doğru içe doğru çekilirken hızlanır. Bu, artistik patencilerin kolları uzatılmış haldeyken kollarını içeri çekerek daha hızlı dönmeleri gibi olur. Buna açısal momentumun korunumu denir.

Dönen hava kara boyunca yatay olarak hareket eder ve yükselen, dönen havanın kuvveti ile dikey olarak eğilebilir. Bu bir kasırganın oluşmasına izin verir.

Hortumların çoğu süper hücreli gök gürültülü fırtınalar sırasında oluşur, ancak tüm süper hücreli gök gürültülü fırtınalar hortum üretmez. Genellikle yere yakın dönen hava, bir hortum oluşması için yeterince hızlı dönmez. Yere yakın dönen hava çok soğuksa fırtınadan yere yayılır, kolları uzatılmış bir patenci gibi yavaşlar ve hortum oluşmaz.

Kasırgalar

Güçlü bir kasırga sahile doğru ilerlerken, insanlar hazırlık yapıyor. Evlerinden ayrılıyorlar ve arabalarıyla bölgeyi tahliye ediyorlar. Bu fırtınalar, kasırga eğilimli bölgelerdeki insanlar için felaket anlamına gelebilir. Tüm hava durumu sistemlerinin en güçlüsüdür. Aynı zamanda en büyük fırtınalardır.

Kasırgalar Nasıl Oluşur?

Kasırgalar, ılık, tropikal okyanus suyu üzerinde atmosferdeki olaylardan kaynaklanır. Karadan veya tropik bölgelerden daha soğuk enlemlere geçtiklerinde ise ölürler. Bu fırtınalara Atlantik’te kasırgalar ve dünyanın diğer bölgelerinde tayfun veya tropikal siklon denir. Kasırgalar, Coriolis etkisi nedeniyle fırtınalar Kuzey Yarımküre’de saat yönünün tersine, Güney Yarımküre’de ise saat yönünde döner. Dönen fırtınanın merkezinde, fırtınanın gözü adı verilen, sakin havanın ve açık gökyüzünün bulunduğu küçük bir alan var. Gözün sakinliğini ise fırtınanın en şiddetli rüzgarları ve göz duvarının kalın bulutları çevreler.

Elbette tüm fırtınalar aynı değildir. Tahmin edebileceğiniz üzere büyük ve kuvvetli fırtınalar, küçük fırtınalardan çok daha fazla hasara neden olur. Atlantik ve Doğu Pasifik’te Saffir-Simpson Kasırga Ölçeği, kasırgaları rüzgar hızlarına göre tanımlamak için kullanılır. Saatte 74 milden az rüzgarlı fırtınalar tropikal fırtınalar olarak bilinir. Rüzgar hızları saatte 40 milden azsa, fırtınaya tropikal depresyon denir.

Kasırga Hasarı

Bir kasırga karaya yaklaştığında, güçlü dalgalar ve rüzgar, kıyı kasabalarını vurur. Kasırgalar ayrıca kısa sürede muazzam miktarda yağmura neden olur, bu da nehirlerin kıyılarına su basmasına ve hem kıyıya yakın hem de daha iç kısımlardaki taşkın alanlarına neden olabilir. Ancak çoğu kıyı kasırga hasarı, tipik olarak fırtına dalgalanması ve yağıştan kaynaklanan seldir. Fırtına dalgası ise, fırtına rüzgarlarının suyu kıyıya doğru itmesiyle oluşan deniz seviyesindeki geçici yükselmedir. Fırtınanın düşük basıncı ve diğer faktörlerin de fırtına dalgalanması üzerinde etkisi vardır. Fırtına dalgası, yüksek bir gelgitle aynı anda meydana gelirse, etki daha yoğun olur ve daha fazla alan sular altında kalır.

Kasırga Tahmini

Bir kasırga okyanusta hareket ederken, bilim adamları önlem alabilmek için fırtınanın karaya nerede ve ne zaman ulaşacağını tahmin etmeye çalışırlar. Tahminleri, fırtınanın çarpma ihtimali olan bölgelerde uyarıların yayınlanmasına izin vererek insanlara yoldan çekilmeleri için zaman tanır. Hava durumu uydularıyla kasırgaları izleyen ve tahminler geliştirmek için bilgisayar modelleri kullanan bilim adamları, fırtınanın olası yolunu büyük oranda doğru tahmin edebiliyorlar. Modeller, belirli fırtına hakkında bildiklerimizi ve atmosfer ve okyanus hakkında bildiklerimizi hesaba katıyor. 1953’ten beri, insanları yeni bir fırtınanın yaklaşmakta olduğu konusunda uyarmak için her kasırgaya bir isim veriliyor.

Kasırgaların yaygın olarak görüldüğü zaman aralığına kasırga sezonu denir. Bu zaman penceresi dünyanın farklı bölgelerinde farklıdır. Kuzey Atlantik’te kasırga sezonu her yıl 1 Haziran – 30 Kasım arasıdır.

Kasırgalar ve İklim Değişikliği

İnsan kaynaklı iklim değişikliğinin şu anda kasırgaları ve tropikal fırtınaları nasıl etkilediği ve gelecekte onları nasıl etkileyeceği hakkında çok şey biliyoruz.  İklim değişikliği muhtemelen kasırgaların daha fazla yağışla daha yoğun hale gelmesine neden oluyor.

Kış Fırtınası

Yarın sabah kalkıp dışarıda karda oynamak için sınıfta veya ofiste oturmak yerine koşmayı mı umuyorsunuz? Kış fırtınaları bazen, hava koşullarının seyahati ve soğuk havaya maruz kalmayı normal günlük aktiviteler için çok riskli hale getirdiği kar günlerine neden olur. Kış fırtınası, yağışın esas olarak kar, sulu kar veya dondurucu yağmur olduğu bir hava olayıdır. Genellikle kuvvetli rüzgarlar ve donma noktasının altındaki sıcaklıklarla birleştiğinde kış fırtınaları tehlikeli olabilir. Peki bir kış fırtınası nasıl oluşur?

Kış Fırtınası Nasıl Oluşur?

Kış fırtınaları, tıpkı diğer fırtına türleri gibi nemli havanın atmosfere yükselmesiyle başlar. Yükselen hava, sıcak havanın soğuk havanın üzerine kaldırıldığı ve bulut oluşumu ve yağış için gerekli olduğu soğuk cephelerde yaygındır. Yükselen hava, hava büyük bir tepeye veya dağa doğru hareket ederken de gerçekleşebilir. Bulutların ve yağışların oluşması için büyük bir göl veya okyanustan esen hava gibi bir nem kaynağı gereklidir. Kış fırtınasını diğer fırtınalardan farklı kılan son malzeme ise soğuk havadır. Yere yakın ve bulutlara kadar olan donma noktasının altındaki hava sıcaklıkları, yağışın kar veya buz şeklinde düşmesine neden olur. Bununla birlikte, aşırı soğuk hava o kadar nem tutamaz ve bu nedenle fazla kar yağmaz. Bu, Antarktika gibi dünyanın en soğuk yerlerinden bazılarının neden bu denli soğuk olduğu sorusunun cevabıdır.

Kış Fırtınası Türleri

Kar fırtınaları bir tür kış fırtınasıdır. Kar fırtınaları, yüksek rüzgarlı kar fırtınalarıdır ve göl etkili fırtınalar, Büyük Göller yakınlarında oluşan kar fırtınalarıdır. Buz fırtınaları, kar kadar dondurucu yağmur veya sulu kar getirebilir. Farklı kış fırtınaları hakkında daha fazla bilgi edinmek için okumaya devam edin.

Kar Fırtınaları

Yağışın kar olarak düştüğü fırtınaya kar fırtınası denir. Kışın yağışların çoğu bulutların içinde kar olarak oluşur çünkü fırtınanın tepesindeki sıcaklıklar kar taneleri yapacak kadar soğuktur. Kar taneleri, su buharı su damlacıklarına yoğunlaşıp donarken oluşan donmuş buz kristalleri koleksiyonlarıdır. Bu buz kristalleri yere düştükçe birbirine yapışarak kar taneleri oluşturur. Hava sıcaklığı bulut ile yer arasında 0°C veya altında kalırsa, yağış kar olarak düşecektir. Yere yakın hava donma sıcaklığının üzerindeyse, yağış eriyerek yağmur veya dondurucu yağmur oluşturacaktır.

Göl Etkisi Fırtınaları

Çoğu kar fırtınası, nemli havayı atmosfere yükselten düşük basınçlı sistemler nedeniyle oluşur, ancak büyük göllerden gelen nem bolluğundan dolayı göl etkisi fırtınaları oluşur. Kuzeyden gelen soğuk ve kuru hava büyük göl bölgelerini geçtiğinde, büyük miktarlarda suyu toplar ve göllerin güney ve doğusundaki şiddetli kar fırtınaları olarak yere düşer.

Buz Fırtınaları

Buz fırtınası, tüm dış yüzeylerde en az 6,35 mm buz birikimi olan bir kış fırtınasıdır. Buz, zeminde kaygan bir tabaka oluşturarak sürüş ve yürüme koşullarını tehlikeli hale getirebilir ve buzun ağırlığı nedeniyle dalların ve elektrik hatlarının kırılmasına neden olabilir. Fırtınadaki hava kütlelerinin sıcaklığıyla belirlenen farklı buzlu kış havası türleri vardır. Yüzeye doğru düşen kar taneleri ilk önce donma sıcaklığının üzerindeki bir hava tabakasından geçip kar tanelerinin kısmen erimesine ve ardından donma sıcaklığının altındaki bir hava tabakasından geçerek kar tanelerinin yeniden oluşmasına neden olduğunda oluşur. Karla karışık yağmur oluşumuna benzer, dondurucu yağmur (yağmur veya kar) daha sıcak bir hava tabakasından geçerek yağmur haline gelmesine izin verdiğinde ve daha sonra çok daha soğuk bir hava tabakasından geçtiğinde oluşur. Ancak bu sefer yağmur, yüzeyin yakınındaki sığ dondurucu hava tabakasından düştüğü gibi yeniden donamaz. Yağmur bu işlemle aşırı soğutulur ve soğuk yüzeylerle temas ettiğinde anında donar.

Kar Taneleri

Bazı kar taneleri tek bir buz kristalinden yapılırken daha ayrıntılı olan diğer kar taneleri, birbirine kaynaşmış 200 kadar buz kristalinden oluşur.

Kar taneleri, sıcaklığın donma noktasının altında (0ºC) olduğu bulutlarda oluşur. Buz kristalleri, rüzgar tarafından atmosfere taşınan küçük kir parçalarının etrafında oluşur. Kar kristalleri büyüdükçe ağırlaşır ve Dünya’ya doğru düşer. Farklı koşullarda farklı kar taneleri türleri oluşur. Sıcaklık, kristallerin düz bir plaka mı, uzun bir sütun mu yoksa prizma şekli mi olacağını belirler.

Kar taneleri, insanların katlanmış kağıttan kestiği tipte olduğu gibi simetrik altı kenarlı şekiller olabilir veya küçük ve düzensiz şekilli olabilirler. Altı kenarlı şekiller veya altıgenler, su moleküllerinin donarken kendilerini nasıl organize ettiklerinden dolayı oluşur. Düşerken tepe gibi dönerlerse, yere vardıklarında yine de simetrik olabilirler. Yana düşerlerse, orantısız hale gelirler.

İklim Türleri

• Karasal İklim
• Akdeniz İklimi
• Ekvatoral İklim
• Muson İklimi
• Çöl İklimi
• Tropikal İklim
• Step İklimi
• Kutup İklimi