Prof.Dr. Y.Ersoy YILDIRIM 5-9.12.2005 ANKARA HAVA KÜTLELERİ Prof.Dr. Y.Ersoy YILDIRIM 5-9.12.2005 ANKARA

Meteorolojide Hava Kitlesinin Önemi Modern klimatoloji ve meteorolojide hava olaylarının genetik-dinamik köklerine inilmekte, olayların sadece öğeleri değil oluşum ve gelişimi de ele alınmakta diğer bir deyişle “gözlemlerin ayrı ayrı değil bir bütün olarak değerlendirilmesine çalışılmaktadır”. Sinoptik meteorolojinin ve klimatolojinin temelleri hava kütlerine ve bunların analizlerinden elde edilen bilgilere dayanır.

Hava Kütlelerinin Analizi Hava kütlelerinin oluşmalarının araştırılması Kararlılık ve kararsızlık durumlarının bulutluluk ve nemlilik bakımından özelliklerinin tespiti Hareket yönlerinin ve bu hareket sonucunda maruz kaldıkları değişikliklerin tespiti gibi incelemeler anlaşılmalıdır.

Sinoptik Meteorolojide Hava Tahminlerinin Yapılabilmesi İçin Hava kütlerinin fiziksel özelliklerinin mutlaka bilinmesi gerekir. Hava kütlerinin fiziksel özellikleri yeryüzünün fiziki coğrafya özellikleri ile ilgilidir. (Enlem, topografik yapı, kara ve deniz dağılımı, hakim rüzgarı…) Hava kütlesinin özelliklerini bilmek yeterli değildir. Kütlenin söz konusu ülke üzerindeki davranışlarının ne olabileceğin inde bilinmesi gerekir. Hava kütlelerinin tespit edilmesi, sınırlarının belirlenmesi ve bu kütlelerin hangi hava olaylarını yaratabileceğinin önceden bilinmesi bir yerin ve hava olaylarının ve sonuçta da iklimin bilinmesini sağlar. En önemli hava değişiklikleri hava kütlelerinin yer değiştirmesi sonucunda görülür.

Hava Kütlesinin Tanımı Hava kütlesi özellikle sıcaklık ve nem bakımından ayırt edici özelliklere sahip olan ve bu özellikleri yatay ve düşey yönde geniş alanlarda hemen hemen aynı kalan atmosfer parçalarıdır. Bu şekilde belirlenmiş hava bloklarının özellikle çevredeki diğer kütlelere karşı açık ve kesin sınırları vardır. Bir hava kütlesinin aynı seviyede aynı nem ve sıcaklık özelliklerine sahip olabilmesi için homojen yeryüzü koşulları gösteren bir yüzey üzerinde bir süre kalması gerekir. Hava yer radyasyonuyla alttan ısınır ve nem alır. Uzunca süre aynı radyasyon ve nem koşullarının etkisinde kalan atmosfer parçasının yer seviyesinde olduğu gibi yüksekliklerine kadar bu koşullar aynı ölçüde etki eder. Sonuçta belirli seviyelerde bir uygunluk görülür. Genellikle bir hava kütlesinin oluşması için 3 gün ile 1-2 haftalık bir zaman gerekir. Bu süre sıcak hava kütleri ile soğuk hava kütleleri arasında oldukça farklıdır. Sıcak yüzeyler üzerinde hava alttan ısınacak yükseldiği için sıcaklık üst katlara hızla geçer. Soğuk yüzeyler üzerinde durum tersinedir. Alttan soğuyan hava çöktüğünden üst katlara etkisi daha yavaş olur. Bu nedenle soğuk hava kütleri daha yavaş oluşur. Aynı zamanda bunlar sıcak hava kütlelerine nazaran daha sığdır.

Bir hava kütlesinin oluşabilmesi için genel olarak iki ana koşulun gerçekleşmesi gerekir 1. Homojen bir yapıya sahip yeryüzü (geniş kara parçaları veya okyanus yüzeyleri) 2. Atmosfer parçasının üzerinde durduğu yüzeyin fiziksel özelliklerini alabilmesi için, yeterli bir süre orada kalabilmesi Güneşlenme bakımından homojenlik gösteren geniş kara ve su yüzeyleri ile süpsidansın (çökmenin) dolayısıyla diverjansın (merkezden çevreye doğru hava akımı) hakim olduğu durgun sakin antisiklon alanları, hava kütlerinin oluşması için en uygun yerlerdir. Böyle yerlere kaynak bölgesi denir.

Hava Kütlerinin Geçtikleri Yüzeyde Gösterdikleri Değişiklikler Bir hava kütselinin kaynak bölgesinden hareketinden sonra uğradığı değişiklikler 1. Termodinamik ve 2. Dinamik değişiklikler olarak iki gruba ayrılmaktadır.

Termodinamik değişiklikler a. Alttan ısınma 1. Sıcak bir yüzey üzerinden geçerken 2. Gündüz güneşlenme ile b. Alttan soğutma 1. Soğuk yüzey üzerinden geçerken 2. Geceleri radyasyon nedeniyle soğuma c. Nem kazanma 1. Su yüzeyleri veya kar, buz, orman örtüsü üzerinden geçerken 2. Yukarı seviyelerden düşen yoğuşma ürünlerinin buharlaşması ile aşağı seviyelere nem ilavesiyle d. Yoğuşma ve yağış sonucu nem kaybıyla

Dinamik Değişiklikler a. Türbülansla karışma b. Alçalma 1. Sübsidans ve yana doğru yayılma sonucu 2. Yüksek noktalardan alçak alanlara inme sonucu c. Yükselme 1. Soğuk hava kütlesi üzerinde 2. Topografya üzerinde 3. Yatay yönde konverjans ile

Yeryüzünün herhangi bir yerindeki, hava kütlesinin belirlenmesi, aşağıdaki bilgiler yardımıyla mümkün olabilir 1. Kaynak bölgesinin özellikleri, 2. Bir hava kütlesinin kaynak bölgesini terk ettikten sonra geçirdiği değişiklikler, 3. Yüksek atmosferde çeşitli seviyelerdeki yatay özellikler 4. Sıcaklık, nem ve rüzgarın düşey dağılımı

Hava kütlelerinin sınıflandırılması Hava kütleleri ortak özellikleri olan sıcaklık, nemlilik ve kararlılık-kararsızlık durumlarına göre sınıflandırılırlar. Bu kriterlere ilişkin özelliklerini de kaynak bölgelerinden ve geçtikleri yüzeylerden alırlar. Sıcaklık özelliklerini hava kütleleri kaynak bölgelerinden alırlar - Kutup bölgeleri civarında oluşan kütleler soğuk P (polar) - Tropikal bölgelerde oluşan kütleler ise sıcak hava kütleleridir T (Tropikal) - Polar hava kütlelerinden, tam kutup noktası üzerinde ve Helen yakınında olanlar A (arktik) - Tropikal bölgelerde oluşanlardan ise tam ekvator üzerinde ya da hemen yakınında oluşanlar E (ekvatoral) hava kütleri Hava kütlelerini sınıflandırmasında ikinci ortak özellik ise nemliliktir - m (maritime-denizsel) denizsel olan kütleler nemli - C (continental-kıtasal) kıtasal olan kütleler ise kuru hava kütleleridir Böylece hava kütleleri sıcaklık ve nemlilik özelliklerine göre: cA cP cT cE mA mP mT mE olabilir.

Hava kütleleri geçtikleri yüzey özelliklerine bağlı olarak alttan etkilenerek kararlılık yada kararsızlık özellikleri gösterirler Hava kütleleri geçtikleri yüzeyden daha soğuksa k (alttan kararsız) olarak, geçtikleri yüzeyden daha sıcaksa w (alttan kararlı) özelliklere sahip olacaklardır Hava kütleleri alttan gösterdikleri kararlılık-kararsızlık özelliklerini her zaman üst katlara taşımazlar. Bu nedenle ayrıca üstten kararlı yada kararsız olarak ta sınıflandırılırlar. Buna göre üstten kararsız olan kütleler u, üstten kararlı olan kütleler s harfi ile simgelenirler Uluslar arası atlaslar üzerinde hava kütleleri 4 harf ile simgelenerek sınıflandırılırlar. cPku olarak belirtilen bir hava kütlesi: kıtasal, polar, alttan ve üstten kararsız olarak tanımlanır.

Soğuk Hava Kütleleri Bunlar Arktik (A) ve Polar (P) hava kütleleridir. Kaynak bölgeleri, Arktika ve Antiarktikanın merkezi ile civarındaki kara ve denizlerdir. Bu kaynak bölgeleri soğuk mevsimde düşük enlemlere 50° kuzey ve güney enlemlere doğru genişleyerek, kuzey yarımkürede Sibirya ve Kuzey Amerika’nın kuzeyindeki soğuk yüksek basınç alanlarını da içine alırlar. Genel olarak soğuk hava kütleleri, kaynak bölgelerinde aşağıdaki özellikleri gösterirler: - Enlem itibariyle ısınma azdır. Buna ek olarak alt katlarda radyasyon kaybı fazladır. - Soğuk havanın nem alabilme kapasitesi düşük olduğundan özgül nem düşüktür. - Alttan soğuma, kararlı bir durum yaratır. Ama kütlenin kalınlığı azdır.

Soğuk Hava Kütleleri Deniz Üzerinde Kara Üzerinde 1. Alttan ısınma nedeniyle sıcaklık ve nem artar. 1. Alttan ısınma sonucu sıcaklık artar, fakat nem az artar veya hemen hemen aynı kalır. 2. Alttan ısınma, kütlenin aşağı tabakaları ile yukarı tabakaları arasında sıcaklık farkını arttırır. Bu nedenle kararsızlığa gidiş başlar. 2. Denizler üzerindeki etki gibidir. Yalnız nem olmaması kararsızlık için olumsuz bir durumdur. 3. Nemin etkisiyle, koşullu kararsızlık artar. Neticede türbülans sağanak ve fırtınalar görülür. 3. Deniz üzerindeki olayların daha hafif görülür. 4. Nem ve kuvvetli kararsızlık sonucu oluşan konvektif faaliyetler ve özellikle kümülonimbus bulutları görülür. 4. Nem az olduğundan, kuvvetli konvektif faaliyetlere karşın seyrek kümülüs bulutları görülür. Nadiren kümülonimbuslar oluşur. 5. Şiddetli ve geniş alanlı sağanaklar ve sağanak bulutları nedeniyle yer yer karanlık ve bulutlu, yer yer aydınlık, yanı sık sık değişen bir hava durumu görülür. 5. Nispeten az bulutluluk, bu nedenle kuvvetli ısınma görülür. 6. Ani başlayan sık sık oluşan bol sağanak yağışları görülür. 6. Seyrek oluşan yağışlar, arada uzun süreli açık hava durumları meydana gelir. 7. Sağanaklar arasında görüş koşulları iyidir. Çünkü deniz üzerinde görüşü kısıtlayıcı maddeler olmadığından bunlar atmosfere karışmamıştır. 7. Genellikle iyi görüş koşulları vardır. Ancak kütle çöl gibi tozlu yerler ve endüstri bölgelerimizden geçmişse görüş bir süre için daralır.

Sıcak hava kütleleri Bu hava kütlelerinin başlıca kaynak bölgesi, subtropikal okyanuslar ile alçak enlemlerdeki çöllerdir. Bunlar birinci derecede büyük sahra ve Avustralya çölleri, ikinci derecede yazın güneybatı ABD ve Meksika dır. Bu sıcak hava kütlelerinden mT hava kütleleri, cT hava kütlelerine göre daha etkilidirler. Dolayısıyla çok daha önemlidirler. Bunlar okyanuslar üzerindeki subtropikal antisiklon alanlarından doğarlar ve bütün yıl sürekli kalırlar. Sadece kuzey yarı kürede, yazın kuzeye, kışın da güneye doğru kayarlar.

Sıcak hava kütleleri Denizsel, tropikal hava kütleleri, doğuş bölgelerindeki aşağıdaki belirgin özelliklere sahiptirler. 1. Sıcak bir deniz üzerinde oluştuklarından ve antisiklonik hareket nedeniyle ısındıklarından, sıcak hava kütleleridir. 2. Sıcak olmaları nedeniyle, nem alabilme kapasiteleri fazla olduğundan ve sıcak deniz üzerinden oluştuklarından, özellikle alt katlarında nem çok fazladır. 3. Nemli ve sıcak karaktere sahip olmalarına rağmen, alçaltıcı harekete maruz kaldıklarından kararlı hava kütleleridir. mT hava kütleleri, kendilerinden daha soğuk kara ve denizler üzerinde hareket ederlerse; 1. Alt ve üst hava katları arasındaki sıcaklık farkı azalır. Yani, sıcaklık değişme oranı (lapse-rate) azalır. Hatta inverziyon meydana gelir ve mutlak bir kararlılık görülür. Konvektif faaliyet gözükmez. Türbülanssız ve rüzgarsız bir hava yaşanır. 2. Kütle çok önemli yani özgül nem çok fazla olduğundan, soğuyan alt katmanlarda yoğunlaşma olayı olur ve sis olaylarına rastlanır. Türbülans ve orografik yükselme varsa sürekli stratüs tipi bulutluluk görülür. Çisenti meydana gelebilir. 3. Dikey hava hareketleri olmadığından, nem ve yabancı maddelere yükselemez. Onun için görüş kısıtlıdır.

Türkiye'yi Etkileyen Hava Kütleleri Türkiye Orta Kuşak'ta, başka bir deyişle Ekvator ile Kuzey Kutbu'nun ortasında yer aldığından, hemen hemen bütün hava kütlelerinin etkisi altında kalmaktadır. Ancak bunlardan bazıları her mevsim görülmesine rağmen bazıları yalnızca kışın veya yazın etkili olabilmektedir. Yazın ve kışın Akdeniz, dolayısıyla yurdumuz, esas olarak iki ana hava kütlesinin etkisi altındadır. Bunlar Polar ve Tropikal hava kütleleridir, ama bazen mA (Denizsel Arktik) hava kütlesinin de Türkiye'ye yaklaştığı hatta üzerine bile yerleştiği çok nadir de olsa görülmektedir. Ancak bu kütle Türkiye'ye gelirken uzunca bir yol katettiğinden büyük ölçüde özelliklerini kaybetmektedir. Yani nispeten ısınmakta ve nem bakımından fakirleşmektedir. Bu durum dışında yurdumuz genellikle kışın Polar, yazın ise Tropikal oluşumlu hava kütlelerinin etkisi altında kalmaktadır. Ülkemizde yazla kış arasındaki mevsimlik sıcaklık farkının fazla olması da bu durumla açıklanabilir.

Kış mevsiminde Akdeniz’i etkileyen hava kütleleri

Türkiye'yi kış mevsiminde etkileyen hava kütleleri Karasal Polar Hava Kütleleri (cP): - Kışın bu hava kütlesinin kaynak bölgesi Kuzey Rusya'dır. - Kaynak bölgesinde kuru ve çok soğuktur. Bu sahalarda gökyüzü açıktır. Çünkü nem bakımından fakirdir. - Bu cP hava kütleleri kuzeyde arktik hava kütleleriyle karışarak Sibirya arktik cephesini oluşturur. - Bu kütle güneye, daha sıcak kara yüzeylerine hareket ederse alttan ısınır ve az da olsa nem kazanır. - Türbülans ve rüzgar artar. - Dağınık kümülo tipi bulutlar ve kar serpintisi görülebilir. - Gündüzün bulutluluk artar, gece neme açıktır. - Toz ve duman olmadığı hallerde rüyet gayet iyidir. - Fakat Akdeniz üzerine inerse, alttan ısınarak hızla kararsız hale geçer, bulutların oluşumuna ve kuvvetli sağanaklara yol açar. - Güneybatıya inerek Büyük Sahra kaynaklı cT ve Atlas Okyanusu oluşumlu mT hava kütlesiyle karşılaşarak Akdeniz cephesini doğurur. - Akdeniz'in sıcak ve nemli havası, bu hava kütleleri arasındaki farkı daha da arttırarak Türkiye'nin hava ve iklimine çok büyük etkisi olan Akdeniz depresyonlarının oluşumuna neden olur. -Yurdumuzda bu hava kütlesi etkili olduğu zaman soğuk hava dalgasından bahsedilir.

Türkiye'yi kış mevsiminde etkileyen hava kütleleri Denizsel Polar Hava Kütleleri (mP): - Kışın bu mevsimde görülen mP hava kütlesi, aslında, esas kaynak bölgesi Kuzey Amerika olan. cP hava kütlesinin, Atlas Okyanusu'ndan geçerken değişime uğramış şeklidir. - Bu hava kütlesi çeşitli yollarla ve genellikle kuzeybatıdan Avrupa'ya ulaşır. Buralardan siklonik dönüş (İzlanda Siklonu) yardımıyla güneye doğru hareket eden ve zaten ılık, nemli ve karasız olan hava daha da ısınarak ve orografik nedenlerle yükselerek daha da kararsız duruma geçer ve kıyı Avrupa'da sağanak yağışlar meydana gelir. - Eğer Azor yükseği İspanya üzerinden Akdeniz'e uzanmıyorsa bu kütle Akdeniz'e sarkar ve burada tropikal hava kütleleriyle karşılaşması sonucu ve dinamik nedenlerle siklon oluşumu görülür. - Kıyı Avrupa ve Akdeniz'de kararsa olan bu hava kütlesi kıtaların içine doğru gittikçe bir süre sonra alttan soğuyacaklarından kararlı duruma geçerler. - Ancak, Avrupa'da kararlı olan bu hava Akdeniz üzerinden Türkiye'yi etkilerse denizden kazandığı nem sonucu kararsa bir havanın özelliğini gösterir ve bol yağış bırakır. - Hava kütlelerinin üzerinde kuvvetli rüzgarlar vardır.Kuvvetli buzlanma ve türbülans havacdücta endişe yaratır. 500 mb'daki ortalama sıcaklık -26°C civarındadır. - Yine ikinci yol olarak, Kuzey Amerika oluşumlu cP hava kütlesi, Atlas Okyanusu'nu geçerek alçak enlemlere deniz üzerinde daha geniş bir yol kat ederek gelir ve daha fazla nem aldığından kararsızlık gösterir. Azor Yüksek Basıncı'nın etkisiyle çöker, inverziyon oluşur ve kararlı bir hava görünümü alır. Bu nedenle aşağı seviyelerinde Stratus ve Stratocumulus bulutlan görülür.

Türkiye'yi kış mevsiminde etkileyen hava kütleleri Karasal Tropikal Hava Kütlesi (cT): - Kışın esas kaynak bölgesi Kuzey Afrika ve Büyük Sahra'dır. - Kaynak bölgesinde son derece sıcak ve kurudur. Fakat Akdeniz üzerinde cT ve mP hava kütleleriyle karşılaşması sonucunda, cephe sistemi ve siklon oluşumuyla Avrupa ve Türkiye'ye sokulduğu zaman alt tabaklarında nem kazandığı ve yükseldiği için kararsa hale geçer ve çok bol yağış bırakır. - Kontinental tropikal hava kütlesinin hareketine bağlı olarak Akdeniz üzerinde siklonik fırtınalar ve yağışlar görülür. Bu durumlara özellikle ilkbahar ve kışın sıkça rastlanır.

Türkiye'yi kış mevsiminde etkileyen hava kütleleri Denizsel Tropikal Hava Kütlesi (mT): - Kışın kaynak bölgesi Kuzey Atlas Okyanusu olup, 30-40° enlemleri arasındaki tropikal sahalardır. - Azor antisiklonunun etkisi altında, esas karakterini alır. - Bütün yıl antisiklon karakteri taşıyan bu saha Avrupa'ya ve dolayısıyla yurdumuza ulaşmasını sağlar. - Bu kaynak bölgesi bu mevsimde güneye Kanarya Adaları civarına kadar çekilir ve oldukça daralır.

Yaz mevsiminde Akdeniz’i etkileyen hava kütleleri

Türkiye'yi yaz mevsiminde etkileyen hava kütleleri Karasal Polar Hava Kütlesi (cP): - Yazın bu kütlenin kaynak bölgesi aynıdır. Ancak Asya kıtası, karasallığı gereği oldukça ısınmış olduğundan kaynak bölgesi kuzeye çekilmiştir. Hatta eski kaynak bölgesinde kuvvetli ısınma nedeniyle termik bir Alçak Basınç oluşmuştur. - Hava yine kurudur ve gökyüzü açıktır. Ancak güneye doğru ilerlerken, alttan ısınması sonucu kararsız hale gelecek ve sağanaklar görülecektir. - Sibirya merkezinin zayıflayarak kuzeye çekilmesiyle Akdeniz cephesi kaybolur.Zira bu mevsimde Akdeniz ülkeleri mT ve cT hava kütlelerinin etkisi altındadır.

Türkiye'yi yaz mevsiminde etkileyen hava kütleleri Denizsel Polar Hava Kütlesi (mP): - Yazın, genellikle kış mevsiminde görüldüğü cP havanın mP havaya dönüşümü şeklinde gelir. - Atlantik üzerinde çökme inverziyonu nedeniyle stratus bulutlan görülür. Avrupa sahillerindi; genel olarak cumulus bulutlan ile belli olur. Kara içlerine doğru gittikçe alttan ısındığı için kararsızladır. Sonuçta yer yer konveksiyonel yağışlara neden olur. - Yine kıta içlerinde Yüksek Basıncın zayıfladığı yerlerde ve sıcaklığın çok artmasıyla mahalli siklonlar meydana gelir. Sağanak yağışlar görülür. 50 mb'da sıcaklık ortalama -I7°C dolayındadır.

Türkiye'yi yaz mevsiminde etkileyen hava kütleleri Karasal Tropikal Hava Kütlesi (cT): - Yazın, basınç kuşaklarının kuzeye kayması nedeniyle cT hava kütlesinin kaynak sahası genişler. - Yine Kuzey Afrika. Anadolu. Rusya ve hatta Güney Balkanlar bu hava kütlesinin kaynak sahası olarak görülürler. - Özelliği kaynak bölgesinde kuru sıcak ve oldukça kararsızdır. Kuzeye doğru hareket ettikleri takdirde denizlerden geçerken nem alabilirler. Bunun neticesinde zaten kararsa olan hava kütlesi nemli kararsız duruma geçer. - Asıl oluşum sahasının kuzey sınırında ve güney Avrupa'da görülen yaz sağanakları genellikle bu mekanizma sonucunda oluşurlar. - Yazın Türkiye'yi etkisi altına alan hava kütlesi budur. Bulutsuz sabahlar puslu bir hava özelliğindedir. 500 mb'da sıcaklık ortalama -8°C ile -10°C arasındadır.

Türkiye'yi yaz mevsiminde etkileyen hava kütleleri Denizsel Tropikal Hava Kütlesi (mT): - Yazın bu kütlelerin kaynak noktaları çok genişler. cT hava kütlelerinin kaynak bölgeleriyle ilişki kurar. - Sürekli Alizeler vererek güneyde intertropikal kuşağı bulur. Burada doğan tropikal siklonlar çok etkiJi olurlar. - Ayrıca bu hava kütlesinin kaynak bölgesinin güçlenmesiyle polar cephe tamamen kuzeye çekilir. Antisikionik dönüş nedeniyle İngiltere'de orografik yağışlar görülür. - Avrupa'dan sonra tamamen kuru olan hava yağış getiremez ama Türkiye'ye serin kuzeyli rüzgarlarını getirir. - Ayrıca genişleyen cT Kuzey Afrika havasının Akdeniz'i ve ülkemizi etkisi altına almasını sağlarlar (Polar havayı iterek). Böylece kışın oluşan Akdeniz polar cephesini yazın göremeyiz.