Kategoriler
Bilim & İnsan

Rüzgar: Oluşumu, yön değiştirmesi, sonuçları ve iklime etkisi

Rüzgar nasıl oluşur? Rüzgar, Güneş'in Dünya'yı orantısız şekilde ısıtması sonucu havanın yaptığı harekettir. Pek bir özü yoktur–göremezsiniz ya da tutamazsınız–ama gücünü hissedebilirsiniz. Yazın giysilerinizi kurutur, kışın sizi iliğinize kadar dondurur. Yelkenli gemileri okyanus boyunca taşır ve büyük ağaçları yerinden koparacak kadar güçlüdür. Atmosferi mükemmel şekilde dengeler, ısıyı, nemi, kirleticileri ve tozu dünyanın dört bir yanına taşır. Tüm bunların yanında yeryüzünü şekillendirir.

Rüzgar nasıl oluşuyor?

Atmosfer basıncındaki farklılık rüzgarı oluşturur. Güneş ekvatordaki suyu ve karayı dünyanın geri kalanından daha çok ısıtır. Sıcak ekvatoral hava atmosfere doğru yükselir ve kutuplara hareket eder. Çünkü ısınan hava enerji kazanmış, hacmi genişlemiştir ve bir balon gibi yükselir. Buna düşük basınçlı sistem deniyor. Ardından kutuplardaki daha soğuk ve daha yoğun hava ekvatora itilir ve ısınan havanın yerini alır. Bu da yüksek basınçlı sistemdir. Tüm hava Dünya'da hapsolduğundan döngü durmadan devam eder. Rüzgar tipik olarak yüksek basınçtan düşük basınca doğru esiyor.

Hava basıncını anlamak

Sıcaklık enerjidir ve havayı harekete geçirir. Böylece rüzgar oluşur.
Sıcaklık enerjidir ve havayı harekete geçirir. Böylece rüzgar oluşur. (Görsel: ucdavis.edu)

TV'deki hava durumu sunumlarında sık sık haritadaki yüksek ve düşük basınçlı alanlara işaret ediliyor. Çünkü rüzgara yol açan şey havanın basıncındaki değişikliktir. Dünya'nın, hava basıncındaki farklılığı eşitleme mekanizması rüzgarı meydana getiriyor. Hava basıncı havanın uyguladığı kuvvettir. Balondaki havanın basıncı dışarıdaki havadan fazla olur. Bu yüzden delinen balondaki çoğu hava dışarı çıkar. Atmosferdeki hava basıncı havanın ağırlığıdır ve aynı zamanda enerjisidir. Havanın basıncını sıcaklığı, hacmi ve yoğunluğu belirliyor.

Genişleyen hava "yüksek basınç" bölgesi yaratarak etrafındaki havayı iter. Büzülen hava ise "düşük basınç" bölgesi oluşturur ve yakındaki havayı çeker. Rüzgarın esmesinin nedeni fizikteki bu temel mekanizmadır: Basınç bir enerjidir ve enerji arttığında hareket başlar. İki basınç bölgesi arasındaki sınıra cephe deniyor. Cepheler arasındaki karmaşık ilişkiler farklı rüzgar türlerine ve hava koşullarına yol açmakta.

Rüzgar nasıl yön değiştiriyor?

Coriolis etkisi rüzgarı bükerek ona yön verir.
Coriolis etkisi rüzgarı bükerek ona yön verir. Tıpkı kasırgaların huni şeklini alması gibi.

Hakim rüzgar, Dünya'nın belirli bir bölgesinden tek bir yönde esen rüzgardır. Hakim rüzgarların buluştuğu alana birleşme bölgesi deniyor. Hakim rüzgar genelde kuzey-güney yerine doğu-batı yönünde eser. Bunun nedeni Dünya'nın dönmesinden kaynaklanan Coriolis etkisidir. Coriolis etkisi, rüzgarın Kuzey Yarımküre'de saat yönünün tersine ve Güney Yarımküre'de saat yönünde dönmesini sağlıyor. Coriolis etkisi dönen bir nesnenin üzerinde düz hatta yürümeye çalışırken hissettiğiniz savrulmadır. Aynı etki okyanus akıntılarını da yönlendiriyor.

Coriolis etkisi ayrıca bazı rüzgarların yüksek basınçlı ve düşük basınçlı sistemlerin uç kısımlarında esmesine neden olur. Bunlara jeostrofik rüzgar deniyor. 1857'de Hollandalı meteorolog Christoph Buys Ballot, jeostrofik rüzgar yasasını formülleştirdi: Kuzey Yarımküre'de rüzgara sırtınızı döndüğünüzde düşük basınç solunuzda olur. (Güney Yarımküre'de ise sağınızda olacaktır.)

Rüzgarı ölçmek

Rüzgar genellikle rüzgar değişimi faktörüyle ölçülüyor. Rüzgar değişimi, rüzgarın atmosferdeki belirli bir mesafe boyunca hızı ve yönünde gözlenen farktır. Rüzgar değişimi hem yatay hem de dikey olarak ve saniyedeki metre ile kilometre cinsinden yüksekliğin çarpımı ile hesaplanır. Rüzgar, atmosferde yükseldikçe çok daha hızlı hareket ettiğinden daha fazla rüzgar değişimi yaşanıyor.

İLGİLİ:  Neden çoğu evcil kedi beyaz ayaklıdır?

Rüzgarın ürettiği kuvvet miktarı Beaufort ölçeğine göre ölçülüyor. 1805'te İngilizler tarafından geliştirildi. Beaufort ölçeğinde 17 seviye rüzgar kuvveti var. "0" dumanın dikey olarak yükselebildiği sakin koşulları tanımlar. "12" kasırgayı tanımlar ve "13-17" yalnızca en güçlü ve potansiyel olarak yıkıcı rüzgar sistemi olan tropikal tayfundur.

Anemometre, rüzgar hızını ölçmek için kullanılan bir cihazdır. Hortumun gücü ise Fujita ölçeğine göre ölçülüyor. 6 kategorisi var. Hortum geçtikten sonra meteorologlar ve mühendisler hortumun gücünü rüzgar hızına, genişliğine ve bitki örtüsüne ve insan yapımı yapılara verdiği zarara göre belirliyor. Kasırgalar ise Saffir-Simpson ölçeği kullanılarak ölçülüyor. 5 kasırga kategorisi vardır. En güçlü olanı Kategori 5 ve 252 km/saat hızla esen bir rüzgara sahip.

Rüzgarın iklime etkisi

Rüzgar, hava ve iklimi belirlemede önemli rol oynuyor. Rüzgar, ısı, nem, kirleticiler ve poleni yeni noktalara taşır. Birçok günlük hava durumu rüzgara bağlı. Örneğin bir kıyı bölgesindeki rüzgarın yönü her gün değişir. Güneş karayı sudan daha çabuk ısıtır. Karadaki ısınan hava yükselir ve sudaki daha soğuk hava karadan içeri girerek iç kısımlarda meltem oluşturur. Kıyılar bu yüzden iç kısımlardan çok daha soğuklar.

Bununla beraber rüzgar dağlık bir bölgenin iklimini farklı şekilde etkiler. Rüzgar, dağa yaklaştığında dağın tepesine ulaşmadan önce yağmur şeklinde yoğunlaşan nem getirir. Dağın diğer tarafına vardığında artık kurudur ve yer çekimiyle birlikte saatte 160 km hızla aşağı yönde hızlanır. Bu aşağı yönlü rüzgarın en bilinen türü Föhn rüzgarı. Hava Alplerden alçalırken oluşan Föhn rüzgarı Orta Avrupa'nın iklimini daha sıcak yapıyor.

Rüzgar ayrıca okyanus yüzey akıntılarını yönlendiriyor. Antarktika Döngüsel Akıntısı, Antarktika çevresindeki besin açısından zengin soğuk suyu taşır. Körfez Akıntısı, Meksika Körfezi'nden Kuzey Amerika'nın doğu kıyısına ve Atlantik üzerinden Kuzey Avrupa'ya sıcak su getiriyor. ABD'nin Alaska eyaleti gibi Kuzey Avrupa, Körfez Akıntısı sayesinde benzer enlemlerdeki diğer bölgelerden çok daha sıcak ve ılıman bir iklime sahip.

Ekolojiye etkisi

rüzgarın oluşturduğu kum tepeleri
Aynı zamanda yeryüzünü şekillendirir. Aşağı Kaliforniya, Meksika. (Fotoğraf: Micheal E. Long)

Rüzgar büyük miktarda toprak parçacığını (genellikle toz veya kum) uzak mesafelere hareket ettirme gücüne sahip. Sahra Çölü'nden taşınan toz Atlantik'i geçerek Karayipler'de puslu gün batımı yaratır.

Rüzgar, volkanik kül ve molozu binlerce kilometre öteye taşır. İzlanda'da bir yanardağ olan Eyjafjallajökull'un 2010 yılındaki patlamasında rüzgar, külü Grönland kadar batıya ve Büyük Britanya kadar doğuya taşıdı. Endonezya'da bir ada yanardağı olan Krakatoa'nın 1883'teki büyük patlaması daha güçlü atmosferik sonuçlara sahip olmuştur. Rüzgarlar yüksek volkanik kül ve enkazı tüm dünyada boyunca atmosfere taşıdı. Avrupa yıllarca soğuk ve nemli yazlara ve pembe gün batımlarına sahip oldu.

Rüzgar yeryüzünü şekillendirir. Çöldeki kum tepeleri zamanla biçim değiştirir. Ayrıca muazzam miktarda kumu püskürtmesi kayaları çarpıcı heykeller haline getirir. Güney Amerika'nın Altiplano bölgesi bu tür ventifaktlara sahip—rüzgar tarafından kum ve buzla oyulmuş kayalar.

Rüzgarın toprağı aşındırma gücü tarıma zararlı olabiliyor. Tarım için en zengin topraklardan birine dönüşebilen lös tortusu rüzgarla kolayca süpürülür. Çiftçiler lösü korumak için önlemler alsa bile rüzgar her yıl metrekare başına 2,5 kilograma kadar lösü taşıyabiliyor.

Rüzgar bitkilerin tohumlarını dağıtmasının önemli bir yolu. Bu tür tohum dağılımına anemokori deniyor. Anemokori ile çoğalan bitkiler yüzlerce hatta binlerce tohum üretir. Tohum rüzgarla uzak veya yakın yerlere taşınarak bitkinin genetiğinin gelişimini artırıyor. Tohumunu rüzgarla dağıtan en tanıdık bitki karahindibadır.

İLGİLİ:  Dünya'nın sonu nasıl gelecek? Yaşamı bitiren senaryolar

Rüzgar enerjisi

Rüzgar bin yıldan fazla bir süredir enerji kaynağı olarak kullanılıyor—dünyanın dört bir yanında gemileri itti, yel değirmenlerini çevirerek su pompaladı, tahıl öğüttü, kağıt yaptı, kütük kesti ve dev taşları ezerek cevhere dönüştürdü. Günümüzde rüzgar enerjisinin çoğu ev, işyeri, hastane, okul ve endüstri için elektrik üretiminde kullanılıyor.

Rüzgar açık bir kirliliğe neden olmayan yenilenebilir bir kaynak. Rüzgar enerjisi, güçlü türbinler aracılığıyla sağlanıyor. Rüzgar türbinleri iki veya üç pervaneli kanadı olan uzun kulelerdir. Rüzgar, kanatları çevirdiğinde jeneratör döner ve elektrik üretir.

Rüzgar türbinlerinin bulunduğu yere rüzgar çiftliği deniyor. Okyanustan gelen hava kara havasıyla etkileşime girdiği için dağlara, vadilere ve açık denize birçok rüzgar çiftliği kurulur.

Bazı insanlar rüzgar türbinlerinin çirkin olduğunu düşünür ve çıkardıkları gürültüden şikayet eder. Yavaş dönen bıçaklar aynı zamanda kuşları ve yarasaları da öldürebiliyor—ancak arabalar, elektrik hatları ve yüksek binalar kadar değil.

Rüzgar enerjisi kullanımı sadece 2000 ile 2006 yılları arasında dört kattan fazla arttı. Almanya en fazla kurulu rüzgar enerjisi kapasitesine sahip ülke ve onu İspanya, Amerika Birleşik Devletleri, Hindistan ve Danimarka izliyor. Fransa ve Çin'de de hızlı bir gelişme var.

Sektör uzmanları, bu büyüme hızı devam ederse 2050 yılına kadar dünyanın elektrik ihtiyacının üçte birinin rüzgarla karşılanabileceğini tahmin ediyor.

Rüzgar bölgeleri

Dünya'da beş ana rüzgar bölgesi var: Kutup bölgesi, batı bölgesi, at enlemi, alize ve doldrum. Kutup bölgesi rüzgarı doğudan esen kurutucu hakim rüzgardır. Batı bölgesi rüzgarı batıdan orta enlemde esen hakim rüzgarın adıdır. At enlemi dar bir bölgedir, kuru ve sıcak bir iklimi olur. Batı rüzgarı ile alize rüzgarı arasında kalır. Burada birçok çöl var ve at enleminin rüzgarı genellikle hafiftir. Alize bölgesi rüzgarı tropik boyunca doğudan eser ve güçlü rüzgarlardır. Coğrafi keşifler, iletişim ve ticaret çağı güçlü alize rüzgarları sayesinde mümkün oldu. Doldrum bölgesi iki yarım küredeki alize rüzgarının buluştuğu yerdir. Doldrum rüzgarları çok zayıftır ve bu bölgenin iklimi son derece sakin olur. Gemiciler, neredeyse rüzgarsız der.

Rüzgarın sonuçları

Farklı hızda, farklı yükseklikte, su veya kara üzerinde hareket eden rüzgarlar birbirinden farklı modeller ve fırtınalar meydana getiriyor. İşte onlardan bazıları:

Jet akımı

Jet akımı, farklı sıcaklık ve nem oranına sahip hava kütlelerinin sınırlarında oluşan jeostrofik rüzgarlardır. Dünyanın dönüşü ve Güneş tarafından eşit olmayan şekilde ısınması yüksek irtifalı jet akımı oluşmasını sağlıyor.

Üst atmosferde seyreden bu güçlü ve hızlı rüzgarlar saatte 480 km hızla esebilir. Jet akımı Dünya yüzeyinden 8 ila 14 kilometre yükseklikteki stratosfer denilen atmosfer katmanında eser.

Stratosferde çok az türbülans olduğundan pilotlar bu katmanda uçmayı seviyor. Jet akımıyla uçmak zamandan ve yakıttan tasarruf sağlar. Uçaklarda arka rüzgardan söz edildiğini duymuş olabilirsiniz. Bunlar jet akımıdır. Ancak uçağın arkasında değil önündeyse o zaman uçuşu uzatabilir ve buna karşı rüzgar denir. Güçlü bir rüzgar uçuşun gecikmesine neden olabiliyor.

Kasırga

Kasırga, 257 km/saat rüzgar hızına sahip olan ve 9 trilyon litreden fazla yağmur yağdıran sarmal yapılı devasa tropikal fırtınadır. Aynı tropikal fırtınalar Atlantik Okyanusu'nda kasırga, kuzey Hint Okyanusu'nda siklon ve batı Pasifik Okyanusu'nda tayfun adıyla biliniyor.

Kasırganın sarmal yapısı yüksek basınç alanı düşük basınç alanının etrafında dönerken oluşur. Bu sarmal Kuzey Yarımküre'de saat yönünün tersine ve Güney Yarımküre'de saat yönünde döner. Kayıtlı tarihteki en güçlü kasırga Ethel Kasırgası'ydı ve Eylül 1960'ta Meksika Körfezi'ni vurdu. Rüzgarı 260 km/saat hızla esti. Kaydedilen en ölümcül kasırga ise 1780 Büyük Kasırgası'dır. O zamanlar gelişmiş meteorolojik ekipman mevcut olmasa da, kasırganın Barbados ve Karayip Denizi adalarını vururkenki rüzgar hızının 320 km/saat olduğu tahmin ediliyor. 20.000 kişinin ölümüne neden oldu.

İLGİLİ:  Dünya'da ne kadar insan yaşadı ve öldü?

Siklon

Siklonlar Hint Okyanusu boyunca esen kasırgalardır. Bir siklon genellikle Güney Çin Denizi gibi doğudan veya güneyden gelen hava kütleleri ile birlikte eser. Kaydedilen tarihteki en güçlü ve yıkıcı siklon 1970 Bhola Siklonu'ydu. Bengal Körfezi kıyısı boyunca yaklaşık 185 km/saat hızla esti ve 300.000'den fazla insan öldü.

Tayfun

Tayfun, Kuzeybatı Pasifik Okyanusu üzerinde oluşan tropikal fırtınadır. Oluşumları kasırga ve siklonla aynı. Tayfun hayatına ekvator rüzgarı olarak başlar ve önce batıya eser. Ardından kuzeye döner ve orta enlemin etrafındaki batı rüzgarı ile birleşir.

Tayfun genellikle aşırı şiddetli yağışlar getirmesiyle biliniyor. Neden olduğu hasar hızından değil getirdiği yağmurdan kaynaklı. 2009'daki Morakot Tayfunu en yağışlısıydı. 140 km/saat hızla esti ve tüm Tayvan adasını harap etti. 277 santimetrelik yağmur 461 kişinin ölümüne ve 6,2 milyar dolarlık hasara yol açtı.

Nor’easter ve kar fırtınası

Nor'easter şiddetli kar yağışı, kuvvetli rüzgar ve yüksek soğuk hava içeren güçlü kış fırtınasına denir. En çok ABD ve Kanada'nın doğu kıyısı boyunca görülüyor ve kuzeydoğudan esiyor. Daha güçlü olanına kar fırtınası denir. 56 km/saat hızla eser ve sis gibi görüşü zorlaştırır. Kaydedilen en kötü kar fırtınası 1888'deydi ve 147 santimetre kar yağışı getirerek 400 kişinin ölümüne ve 1,2 milyar dolarlık hasara neden oldu.

Muson

Muson, bir bölgedeki hakim rüzgar sistemindeki mevsimsel değişikliktir. Daima yüksek basınçlı soğuk bölgeden eserler. Muson, tropikal ve orta enlemli kıyı bölgelerinin bir yıllık dengesiz ısınma ve soğuma döngüsünün parçasıdır. Muson iklimi Avustralya'nın, Güneydoğu Asya'nın ve Kuzey Amerika'nın güneybatı bölgesinde görülüyor.

Karadaki hava, okyanustaki havadan daha hızlı ısınıp soğuduğundan yaz aylarında karadaki sıcak hava yükselir ve okyanustan gelen soğuk ve nemli havaya yer açar. Kara bu nemli havayı ısıtır ve yükseltir, ardından soğur, yoğunlaşır ve yağmur olarak düşer. Kış aylarında yine kara okyanustan daha hızlı soğur. Okyanustaki sıcak hava yükselir ve karadaki soğuk havanın okyanusa gitmesini sağlar.

Kış musonlarının çoğu serin ve kurudur, yaz musonları ise ılık ve nemlidir. Asya'nın kış musonları, Himalaya dağlarından serin ve kuru hava getiriyor. Öte yandan Hint Okyanusu üzerinde oluşan meşhur yaz musonu muazzam miktarda nem emer. Yaz musonu Hindistan, Sri Lanka, Bangladeş ve Myanmar'a sıcaklık ve yağış getiriyor.

Yaz musonu, Hindistan yarımadasının sağlığı ve ekonomisi için çok önemli. Akiferler dolar ve içme, hijyen, endüstri ve sulama için su sağlar.

Hortum

Hortum şiddetle dönen hava hunisidir. Hortum genellikle süper hücre adı verilen yoğun fırtınada meydana gelir. Süper hücre yukarı yönde dönerek hareket eden güçlü bir fırtınadır. Bu güçlü yukarı harekete mezosiklon deniyor.

Şimdiye kadar kaydedilen en şiddetli hortum 18 Mart 1925'te ABD'de meydana geldi. "Üç Eyalet Hortumu" olarak geçer ve 338 kilometre hızla esmiştir. İletişimi kestiğinden kasabaların uyarılmasını imkansız hale getirdi. Üç Eyalet Kasırgası 3,5 saatte 695 kişiyi öldürdü.

Yazar Burcu Kara

Genellikle modern tarih, yakın tarih ve popüler bilim üstüne içerikler üretiyor. Özel ilgi alanları arasında Kuzey Afrika ve Güney Amerika'nın sömürge tarihi ve Avrupa'daki eski monarşiler yer alıyor.