Prof. Dr. M. Ali TOKGÖZ 5. HAFTA METEOROLOJİ Prof. Dr. M. Ali TOKGÖZ 5. HAFTA

HAVA BASINCI

Hava Basıncının Ölçülmesi: Atmosferin mutlak basıncı (hava basıncı) barometre ile ölçülür. Bu amaçla Islak(civalı) ve kuru (madensel) barometreler kullanılır. Yazıcı tiplerine barograf adı verilir. Civalı barometreler daha hassas olduklarından, diğer madensel barometre ve barograflardan elde edilen değerler ile kontrol (kalibre) edilir.

İçindeki havası tamamen boşaltılmış bir boru, sıvının içerisine daldırıldığında, sıvı boru içinde atmosfer basıncına denk bir basınçla yükselir.

Bu durumda P0 = PB’ dir. PB atmosfer basıncını ifade eder. P0 ise P0 = γ x h ( yükselen sıvı ağırlığı ) eşitliği ile kolayca hesaplanabilir.

Hava Basıncını Etkileyen Faktörler : Yükseklik: Yukarı çıkıldıkça hava basıncı azalır. Hava basıncı, yeryüzünden yükseldikçe azalmaktadır. Çünkü hava katmanını oluşturan hava katmanının kalınlığı azalmaktadır. Ancak yükseklikle azalma miktarı homojen değildir. İlk önce hızlı bir azalma, daha sonraları ise yavaşlayan bir azalma söz konusudur. Yükseklik (km) Basınç (mb) 1013 5 540 1 900 6 471 2 795 7 410 3 700 10 264 4 616 15 120

Atmosfer yoğunluğu: Havanın yoğunluğu azsa hava basıncı azalır Atmosfer yoğunluğu: Havanın yoğunluğu azsa hava basıncı azalır. Atmosfer, yükseklere çıkıldıkça yoğunluğu azalan gazların oluşturduğu bir karışım olduğundan, yoğunluğun azalması ile atmosfer basıncı da azalmaktadır. Sıcaklık : Sıcak  Genleşme  Yoğunluk azalır  Basınç azalır. Sıcaklık ile basınç arasında sıkı bir ilişki vardır. Sıcaklığın artması ile gaz moleküllerinin hareketliliği artar ve yoğunluğu azalır. Bu da basıncın azalmasına neden olur. Bunun tersi durumda ise, sıcaklık azaldıkça yoğunluk artacağından hava basıncı da artar. Yerçekimi kuvveti : Dünyanın enlem derecesine göre yerçekimi değişiklik gösterdiğinden basınçta değişim gösterir. Yerçekimi kuvveti aynı zamanda coğrafi enlem derecelerine göre de farklılık gösterdiğinden, hava basıncı enlem derecelerine göre değişmektedir. Yüksek enlemlerde yerçekimi etkisi arttığı için basıncın da daha yüksek olduğu söylenebilir.

Ölçülen Hava Basıncı Değeri Üzerinde Yapılan Düzeltmeler: Ölçülen atmosfer basıncı, yukarıda açıklanan faktörlerin etkisinde farklılık gösterdiği için, iki farklı noktada ölçülen basınç değerlerinin aynı bazda incelenebilmesi için bu değerler üzerinde bazı düzeltmeler yapılır. Bunlar; Yükseklik düzeltmesi Yerçekimi düzeltmesi Sıcaklık düzeltmesi Alet hata düzeltmesi’dir. Okunan değerler üzerinde yerçekimi düzeltmesi, sıcaklık düzeltmesi ve alet hata düzeltmesi yapılarak Mahalli Basınç değeri bulunur. Bu değer üzerinde de yükseklik düzeltmesi yapılır ve böylece basınç değeri aynı baza indirilerek karşılaştırma yapılabilir.

Yükseklik düzeltmesi: Yükseldikçe basıncın azalması nedeniyle civanın yoğunluğu da azalır. Bunun sonucu olarak civalı barometrenin gösterdiği değer tam doğru basınç değeri olmayacaktır. Farklı yüksekliklerde okunan değerlerin karşılaştırılabilmesi amacıyla barometrelerde okunan değerler üzerinde yükseklik düzeltmesi yapılması gerekmektedir. Yükseklik düzeltmesi sonucunda okunan basınç değeri deniz seviyesine indirgenerek incelenir. Yerçekimi düzeltmesi: Yerçekimi kuvveti, enlem derecesine göre farklılık gösterdiği için, bu kuvvet civa üzerine de farklı etki edecektir. Bu nedenle okunan basınç değeri üzerinde, değerleri aynı baza göre inceleyebilmek için, yerçekimi düzeltmesi yapılır. Bu amaçla okunan değerler 45o enlem derecesine indirgenir. Basıncı ölçülen yerin enlem derecesinden farkına göre, bulunan katsayı ölçülen değere ya eklenir ya da çıkartılır. Sıcaklık düzeltmesi: Sıcaklık, barometrenin içerisindeki civanın hacmine etki eder. Bu nedenle okunan değerler, sıcaklık 0 oC’ye dönüştürülerek düzeltilir. 0 oC ile o andaki sıcaklık farkının civa üzerinde yapacağı genleşme etkisi hesaplanarak okunan değerler düzeltilir.

Alet hata düzeltmesi: İmalat sonrasında her aletin bir hatası olabilir Alet hata düzeltmesi: İmalat sonrasında her aletin bir hatası olabilir. Bu hata değeri hassas ölçümlerle belirlenerek aletin kataloguna yazılır. Bu şekilde, kullanma sonucunda okunan değer, katalogda belirtilen alet hata değeri ile düzeltilir. Okunan değer  sıcaklık d.  yerçekimi d.  alet hata d. = Mahalli Basınç

Aksiyon Merkezleri Yeryüzünün farklı ısınmasından dolayı, hava basınçlarının değişiklik gösterdiği ve hava olaylarında etkin rol oynayan bazı merkezler oluşur. Bu merkezlere Aksiyon Merkezleri denir. Siklon (Alçak basınç) Merkezleri: Sıcak karakterli olup kuzey yarım kürede saat yönünün tersi istikamete dönerler. Sıcak havanın yükselerek yoğunluk ve basıncını kaybetmesiyle oluşurlar. Sıcak hava  yoğunluk azalır  basınç azalır = siklon merkezi

A 1000 1006 1012 1018 A 1000 1006 1012 1018 Kuzey yarım kürede Siklon (Alçak basınç) Merkezleri Güney yarım kürede Siklon (Alçak basınç) Merkezleri

Antisiklon (Yüksek Basınç) Merkezleri: Soğuyan hava daralır ve yoğunlaşır. Basıncı artar. Böylece soğuk karakterli antisiklonlar oluşur. Rüzgarlar merkezden dışa doğrudur. Soğuyan hava  yoğunluk artar  basınç artar = antisiklon merkezi

1000 1000 1006 1006 1012 1012 1018 1018 Y Y Kuzey yarım kürede Antisiklon (Yüksek basınç) Merkezleri Güney yarım kürede Antisiklon (Yüksek basınç) Merkezleri

Antisiklon (Yüksek Basınç) Merkezleri Siklon (Alçak basınç) Merkezleri

Örnek: Güney yarım kürede Siklon ve Antisiklon Merkezleri

Örnek: Güney yarım kürede Siklon ve Antisiklon Merkezleri

Örnek: Güney yarım kürede Siklon ve Antisiklon Merkezleri

Yıl içinde hava basıncı değişimleri ve rüzgarlar

RÜZGAR

RÜZGAR Hava, bütün akıcı gazlar gibi genişleme özeliğine sahiptir. Yani hareketlidir. Yatay yönde yer değiştiren bir hava kütlesinin bu hareketine rüzgar denir. Rüzgarın meydana gelişinde hava sıcaklığı ve nispi nem birinci derecede etkilidir. Yeryüzünde yan yana bulunan iki bölgeden birisinde hava sıcaklığının arttığını düşünelim. Böylece hava kütlesi genişler ve yükselir. Bu durumda bir alçak basınç alanı oluşur. Sıcaklığın daha az olduğu bölgede ise hava kütlesi soğuyarak sıkışır ve yoğunlaşarak aşağı doğru çöker. Bu durumda ise bir yüksek basınç alanı oluşur. Sıkışan bu hava komşu bölgeye doğru akmaya başlar ve rüzgar meydana gelir.

A B B hava kütlesi soğur, Sıkışır, aşağı çöker. Yüksek basınç oluşur. A hava kütlesi ısınır, Genleşir ve yükselir. Alçak basınç oluşur.

A B Rüzgar A hava kütlesi ısınır, Genleşir ve yükselir. Alçak basınç merkezi B hava kütlesi soğur, Sıkışır, aşağı çöker. Yüksek basınç oluşur.

Hava kütleleri soğuk alanlardan sıcak alanlara ve yüksek basınçtan alçak basınca doğru hareket ederler. Soğuk Sıcak Yüksek Basınç Alçak Basınç

Rüzgar, çevreye yaptığı etkilerle gözlenebilir Rüzgar, çevreye yaptığı etkilerle gözlenebilir. Rüzgarın etkileri bakımından üç belirgin özelliği vardır. Bu özellikler; Rüzgar yönü Rüzgar hızı Rüzgar frekansı (Esiş sıklığı)’dır. Rüzgar yönü: Rüzgarın bulunduğumuz yere doğru geldiği yöne rüzgar yönü denir. Rüzgar yönü jirüet (= anemoskop) ve windjak (= windsock)(= rüzgar torbası)(= rüzgar tulumu)ile belirlenir. Meteorolojide rüzgar esiş yönleri coğrafik yönlerle açıklanır. Rüzgar yönü “E” denildiği zaman, doğudan batıya doğru hareket eden hava akımı anlaşılır. Rüzgar yönü gözlemleri 8 yön dikkate alınarak yapılır. Bunlar; Kuzey (N) = Yıldız Kuzeydoğu (NE) = Poyraz Doğu (E) = Gündoğusu Güneydoğu (SE) = Keşişleme Güney (S) = Kıble Güneybatı (SW) = Lodos Batı (W) = Günbatısı Kuzeybatı (NW) = Karayel’dir.

Jirüet (Anemoskop) Rüzgar oku

windjak

Rüzgar Yönleri Kuzey (N) YILDIZ Kuzeydoğu (NE) POYRAZ Kuzeybatı (NW) KARAYEL Batı (W) GÜNBATISI Doğu (E) GÜNDOĞUSU Güneybatı (SW) LODOS Güneydoğu (SE) KEŞİŞLEME Güney (S) KIBLE

1 knot = 1 deniz mili/saat = 0.5148 m/s = 1.8532 km/h Rüzgar hızı: Hava hareketlerinin hızıdır. Rüzgar hızı anemometre ile ölçülür. Yazıcı tipte olanına ise anemograf adı verilir. Rüzgar hızı, m/s, km/h ve knot (deniz mili/saat) birimleri ile ifade edilir. 1 kara mili = 1609 m, 1 deniz mili = 1852 m 1 knot = 1 deniz mili/saat = 0.5148 m/s = 1.8532 km/h anemometre anemograf

Anemometre Anemograf

Bir rüzgar hızı, onu meydana getiren iki nokta arasındaki basınç farkına ve bu iki nokta arasındaki uzaklığa bağlıdır. Basınç farkı ne kadar fazla ve iki nokta arasındaki uzaklık ne kadar az ise rüzgar hızı o ölçüde fazla olacaktır. Rüzgar hızını ölçen aletlerin bulunmadığı yerlerde rüzgar hızını belirlemek için Bofor Ölçeği kullanılır. Bu ölçeğin esası, rüzgarın yeryüzündeki cisimler üzerinde yaptığı etkiyi göz önünde tutarak rüzgar hızını tahmin etmektir. Kısaca, gözlemlere dayalı rüzgar hızı tahminidir.

Rüzgar hızı (10 m’deki) (m/s) Durgun hava 0.0 - 0.5 1 Hafif hava Bofor No Adı Etkileri Rüzgar hızı (10 m’deki) (m/s) Durgun hava Duman dik olarak yükselir. 0.0 - 0.5 1 Hafif hava Dumanın sürüklendiği yönle rüzgar yönü belirlenebilir. Anemometre çalışmaz. 0.6 - 1.7 2 Hafif rüzgar Rüzgar yüze dokunur, yapraklar sallanır. Rüzgar anemometreleri döndürür. 1.8 - 3.3 3 İnce rüzgar Yaprak ve ince dallar durmadan sallanır. 3.4 - 5.2 4 Orta dereceli r. Rüzgar, tozu ve sokaktaki kağıtları havalandırır. Küçük dallar havalanır. 5.3 - 7.4 5 Sert rüzgar Küçük ağaçlar sallanır. Göllerde köpüklü küçük dalgalar belirir. 7.5 - 9.8 6 Kuvvetli rüzgar Büyük dallar sallanır. Şemsiyeler güçlükle kullanılır. 9.9 - 12.4 7 Orta dereceli fırt. Bütün ağaçlar sallanır. Rüzgara karşı yürümekte güçlük çekilir. 12.5 - 15.2 8 Sert fırtına Ağaçların ince dalları kırılır. 15.3 - 18.2 9 Kuvvetli fırtına Bazı hafif bina zararı olabilir.(Örneğin; Bacalar yıkılabilir.) 18.3 - 21.5 10 Tam fırtına Karalarda az rastlanır. Ağaçları köklerinden söker. Binalarda büyük hasarlar yapar. 21.6 - 25.1 11 Bora Karalarda ender görülür. Geniş çapta zarar yapar. 25.2 - 29.0 12 Kasırga Hiçbir yelkenli denize açılamaz. 29.0’dan büyük

Rüzgar Hızı

Rüzgar frekansı (Esiş sıklığı): Rüzgar yönleri zaman zaman değişir ve bu değişimler hava koşulları üzerinde önemli etkiler yaratır. Bu nedenle rüzgarın hangi yönden, ne kadar süre ile ve ne kadar sık estiğinin bilinmesi gerekir. İşte belirli bir rüzgarın esiş sıklığına o rüzgarın frekansı denir. Rüzgar frekansları aylık, mevsimlik veya yıllık olarak hesaplanır. Belirli yönlü rüzgarların bütün rüzgarlara (her yönden esen) olan oranları %, diyagramlar veya rüzgar frekans gülleri şeklinde belirtilmektedir. Rüzgar frekans gülü çizilirken önce yön eksenleri üzerinde o yönde esen rüzgarların sayısı uzunluk olarak işaretlenir. İşaretlenen noktaların birleştirilmesiyle elde edilen poligonun içi taranarak rüzgar frekans gülü oluşturulur.

Rüzgar frekans gülü (Hakim Rüzgar yönünü gösterir.)

Rüzgar esme sayısı diyagramı (Rüzgar hız ve sayısını gösterir)

Rüzgar rejim diyagramı (Yıl içindeki rüzgar rejimini gösterir)