Galeri

Nedir Bu Dinamik Konveksiyon ?

Soğuk havada konveksiyon olur mu, olmaz mı ? Sorunun cevabını bu başlık altında bulabileceğinizi düşünüyorum. Yazıyı medeni şekilde referans göstererek alıntı yapmanız serbesttir, iyi okumalar – White Fox

Konveksiyon denince genel olarak herkesin aklına yerin güneşin etkisiyle ısınması sonucu havanın yukarı doğru yükselmesi gelir. Bu dar anlamda konveksiyondur ve bu konveksiyona termodinamik konveksiyon adı verilir. Bahar ve yaz aylarında İç Anadolu bölgesinde görülen kırk ikindi yağışları büyük oranda termodinamik konveksiyonun bir sonucudur. Nitekim, İstanbul’u sonbahar ve kış aylarında vuran deniz etkisi ile oluşan yağışlar da termodinamik konveksiyonunun etkisiyle oluşur.

Dar anlamın dışına çıkarsak konveksiyon; şiddetli radyasyon enverziyonlarının olduğu merkezlerde, soğuk cephenin arkasında, sıcak cephenin önünde de, yerdeki ısınma durumundan da bağımsız olarak meydana gelebilir. Bu şekilde oluşan konveksiyon tipine ise dinamik konveksiyon adı verilir. Geniş anlamda konveksiyon, dinamik ve termodinamik olmak üzere 2 türlüdür. Dinamik konveksiyonlar da, termodinamik konveksiyonlar gibi haydi haydi gökgürültülü fırtınalara da sebep olabilir. Dinamik konveksiyon gözardı edildiğinde; örneğin Antalya’da kışın CAPE ve lifted indeks değerlerine bakarak oraj tahmini yaparsanız yanılabilirsiniz, çünkü bütün kararsızlık indeksleri yer seviyesi temelli verilerdir ve dinamik konveksiyonla ilgili fikir vermez.

Dinamik konveksiyonlar, yer seviyesi bazlı olmadıkları için, ingilizce literatürde elevated convection olarak da bilinir.

Dinamik konveksiyonun olabileceği başlıca durumlar şunlardır.

1- Jet Streak:
Jet akımlarının 300 mb seviyesinden takip edildiğini biliyoruz, Jet Streak ise jet akımının içindeki en yüksek rüzgarlı yerel alanı ifade etmek için kullanılıyor. Yani, jet akımının yerel olarak en kuvvetli olduğu yeri ifade eder.

Örneğin aşağıdaki haritada, yükseklik konturlarının en yoğunlaştığı ve rüzgar hızının en yoğun olduğu yer Norveç’in batı tarafı, orası Jet Streak bölgesi:

Rüzgar hızındaki artış ve düşüşüyükseklik konturlarının kavisi(eğimi) de eklendiğinde(bu eğim yatay kısa mesafe de yön değişimine bu da, saat yönünde veya saatin tersi yönünde harekete yol açıcaktır.), yukarıda etkin diverjans ve konverjans alanları oluşturur. İşte jet streakin yukarı da yarattığı diverjans ile dinamik konveksiyon meydana gelir.

Jet streak ne kadar kuvvetli olursa, yer alçağı o kadar derinleşir, jet streak zayıflamaya başlarsa yer alçağı da güçten düşer. Dinamik konveksiyonda jet streak etkisi her zaman olması gereken bir koşul değildir. Ancak Jet streaklerin olduğu yerde dinamik konveksiyon da vardır.

2- Vorticity (girdap) faktörü:

Dinamik konveksiyon pozitif vorticity alanlarında oluşabilir. Bu yüzden vorticity incelemesi yapmak gerekir.

Vorticity kavramı, en basit ifadeyle Türkçe’de girdap kelimesine denk gelmekte,(kuzey yarımkürede) saatin tersi yönde olduğunda pozitive vorticity, saat yönlü olduğunda negative vorticity olarak adlandırılır.

Vorticity üç bileşenden oluşur, birincisi yatay mesafedeki rüzgar yön değişiminden kaynaklan curvature vorticity, ikincisi yine yatay mesafede rüzgar hızının artması ya da azalmasıyla ilişkili olan shear vorticity ve üçüncüsü Coriolis kuvvetinin azalıp artmasından kaynaklanan earth vorticity veya “Coriolis Vorticity“dir. Her üçü de, 500 mb jeopotansiyel yükselik haritası üzerinde incelenecektir.

Curvature kelime olarak eğim, kavis demektir. Curvature vorticity incelenirken, yükseklik kontularınındaki akımın saat yönlü olup olmamasına dikkat edilir. Saat yönlü ise negative curvature vorticity, saatin tersi yönlü ise positive curvature vorticity olarak adlandırılır.

Shear Vorticity de incelenirken, rüzgârın hızındaki artışa dikkat edilir. Trofun merkezinden itibaren yükseklik kontuları arasındaki mesafe daralıyorsa, rüzgârın da hızı artıyordur, o halde positive shear vorticity söz konusudur. Rüzgâr hızındaki artış, yukarı da diverjans oluşturacağından, aşağı seviyelerdeki havayı oluşan konverjans ile yukarı doğru çeker. Shear vorticity ne kadar olumlu olursa, yer alçağı da o kadar derinleşecektir.

Earth Vorticity ise Coriolis Vorticity olarak da bilinir. Zira, Coriolis kuvveti ekvatora yaklaştıkça azalırken, kutuplara doğru artar. Bu nedenle güneyden kuzeye giden hava kütleleri her zaman positive earth vorticity, kuzeyden güneye inen hava kütleleri ise negative earth vorticitydir.

Aşağıdaki oluşturduğum örneği, konuyu daha iyi anlamak için inceleyebilirsiniz.

3- İzentropik Yükselme Etkisi
Soğuk havanın sıcak havaya, kuru havanın da nemli havaya oranla daha yoğun olduğunu biliyoruz. Her ikisinin de yoğunluk açısından konvektif yükselmeye doğrudan etkisi var. Yoğun olan dipte kalma eğilimindeyken daha az yoğun olan onun üstüne geçme eğilimindedir, çünkü ağır olan hafif olan içinde batar. Bir hava kütlesinde adveksiyon (yatay yayılım) ile olan akış aynı yoğunluktaki katmanlar arasında olacaktır. Bu, aynı yoğunluklar arasında meydana gelen adveksiyon sırasında, eğer sıcak hava, soğuk havanın üstüne geçerse, yani yükselirse ; bu yükselmeye
izentropik yükselme
adı verilir.

İzentropik yükselmeler, özellikle kuzeye doğru hareket eden sıcak cephelerin dağ kütleleri ile karşılaması sırasında durağan (istasyoner) cephe oluşumlarının da baş sorumlusudur. Aşağıdaki gibi;

Not: Yukarıdaki resimde İç/Batı Anadoludaki durağan cephe oluşumu benim kişisel hipotezimdir, doğruluğu tartışmaya açık…sadece durağan cephe ve izentropik yükselme etkisini göstermek için çizdim.

MEHMET CAN TANYERİ

REFERANSLAR
Dictionary Definations – http://en.mimi.hu/meteorology/elevated_convection.html
Market, P.S. , An Isentropic Perspective on Two Cases of Elevated Convection, Dept. of Soil, Env. & Atmospheric Sciences, University of Missouri

Reklamlar

10 comments on “Nedir Bu Dinamik Konveksiyon ?

  1. Benim anlamadığım bir yerde soğuk hava varsa. Sıcak adveksiyonla o bölgeye sıcak hava geliyorsa. Sıcak hava soğuk havanın üstüne çıkar tamam mantık oalrak böyle olması lazım. O zaman soğuk havayı hareket ettiren nedir ?

    • Rüzgar !

      Rüzgar az olduğunda soğuk hava bir bölgede sıkışıp kalır, yoğun olduğu için çukur alanlara çöker kalır. Kışın Kırıkkale’de örneğini çok görüyoruz.

  2. Adveksiyonu tam olarak anlamadım. Yatay yayılım demişsin ya azıcık daha açar mısın? Bu durumda “sıcak adveksiyonlu soğuk cephe”yi daha iyi anlayabiliriz.

    • Adveksiyon; hava kütlesinin rüzgar, yoğunluk farkı gibi fiziksel etkenlerden yatay düzeyde taşınımıdır. Soğuk hava taşınıyorsa, soğuk adveksiyon; sıcak hava taşınıyorsa sıcak adveksiyon olur. Soğuk cepheler ve bunların skew-t diyagramları üzerinden takibi ile ilgili zaman bulduğum ilk fırsatta yeni bir başlık açacağım, sorunun cevabını orada bulacaksın. 🙂

      • Güzel. Yalnız sıcak cephede, soğuk havanın üzerine sıcak hava taşındığı için sıcak adveksiyon oluyorsa neden “klasik soğuk cepheler” soğuk adveksiyonlu olarak adlandırılıyor? Sonuçta soğuk cephede yukarı doğru taşınan sıcak havadır.

      • Sorduğun şeyi tam anlayamadım aslında 🙂
        Sadece sıcak hava soğuk havanın üstene geçmiyor ayrıca, yerde de sıcak hava soğuk havanın yerini de alıyor.

        Soğuk cephede ise, soğuk hava sıcak havanın yerini alıyor ve orda yükselen sıcak hava pek de yatay ilerlemiyor.

  3. Ellerine sağlık. Çok güzel bir yazı daha!

    Peki soğuk cephe? Soğuk cephenin önündeki sıcak hava, arkadaki soğuk havanın yoğun olması sebebiyle yukarı itiliyor. Bu da dinamik konveksiyon değil mi?

    • Soğuk cephede, her ikisi de olabilir.

      Türkiye’nin iç kesimlerinde ılık bir sezonda öğleden sonra bir yerel noktadaki termodinamik konveksiyon ile oluşan bir tek hücreden uygun rüzgar koşulları ile çok hücreli yüzlerce kilometrelik şerit şeklinde(squall line) bir oluşum meydana gelirse, bu şeritin arkası yani geçtiği yer zamanla soğuk hava, önü ise sıcak hava olucaktır. Termodinamik konveksiyonunun ürünü olan orajlar, kendi başına yerel bir soğuk cephe de yaratır da zaten, hele ki havada nem oranı yüksek değilse yağış sırasında, yağmur tanelerinin havadaki buharlaşmasından kaynaklanan ısı kaybıyla da hava hızla soğur. Burada soğuk cephenin kurucu unsuru olan, doğrudan termodinamik konveksiyon ve onun etkisiyle oluşan fırtınalardır.

      Kışın sizin Konya’da hava parseli, yer seviyesinde sahip olduğu düşük sıcaklığı ile herhangi bir kuvvet olmadan yükselemeyecek kadar kararlıyken, alçak basıncın spin hareketi ve buna bağlı soğuk adveksiyondan dolayı yükselmeye zorlanır, yani izentropik yükselme etkisi oluşur, bu seferde termodinamik değil, dinamik konveksiyon karşımıza çıkar. Güzel bir nimbostratus, bütün gün Konya’da kar yapabilir. Türkiye gibi bir ülkede veya İspanya’da sıcak/ılık aylarda izentropik yükselme ancak termodinamik konveksiyondan oluşan fırtına sistemlerinin arkasındaki soğuk hava belli bir potansiyele erişince kendini gösterebiliyor. Soğuk kış aylarında ise doğrudan bir soğuk adveksiyonla, izentropik yükselme oluşuyor.

      Soğuk adveksiyon ile oluşan soğuk cepheler, zaten kışın yaygın olmakla birlikte gökgürültü fırtına yapma kabiliyeti, klasik soğuk cephelere göre düşük.

      Dipnot: Bazı kaynaklar soğu cepheri hızlı hareket eden, yavaş hareket eden şeklinde ayırıyor, ben ise adveksiyon durumuna göre, soğuk adveksiyonlu soğuk cephe, sıcak adveksiyonlu soğuk cephe ve klasik soğuk cephe olarak ayırıyorum. Soran olursa, sıcak adveksiyonlu soğuk cephe nasıl olur diyenlere anlatırım.

      • Evet onda da soğuk adveksiyon var ama benim “soğuk adveksiyonlu soğuk cephe” dediğim soğuk cephede soğuk adveksiyonun rolü biraz daha farklı, sınavlardan sonra açacağım konu bu olsun o zaman 🙂 Özellikle, kulağa en garip gelen sıcak adveksiyonda soğuk cephe tipi 🙂 Bazı kaynaklar soğuk cepheleri hareket hızlarına göre sınıflandırıyor, benim taraftarı olduğum bu sınıflandırma daha farklı..

Yorum Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

w

Connecting to %s