Gökgürültülü Fırtına Tahminciliği

  • Bir gökgürültülü fırtına(oraj) 3 tetikleyiciye sahiptir: Nem, Kararsızlık ve Kaldırma(Lifting). Bu üç tetikleyiciden nem faktörü uygun olmadıkça diğer ikisi ne kadar yüksek olursa olsun oraj hiç bir zaman gerçekleşmez. Bu 3 tetikleyicinin dışında rüzgar makası(wind shear)'da şiddetli fırtınalar için vazgeçilmezdir.


    Genel bir kural olarak, yüzey esaslı bir fırtınanın oluşması için yüzey çiğlenme noktasının 13 derece veya üzeri olması gerekir. Nemli adyabatik lapse rate'in(anlamı en aşağıda), daha soğuk dewpoint noktalarında daha stabil parsel lapse rate'e sahip olması nedeniyle, bu sıcaklıktan daha düşük bir çiy noktası, fırtınalar için elverişsiz olmaya başlar. Ama bu 13°C yüzey çiy noktasının(dewpoint) altında oraj oluşmayacağı anlamına da gelmez.


    Ayrıca, aşağı seviyede nemlilik azaldıkça kararsızlık da azalır. Kararsızlık, bir hava parselinin çevresel havadan daha sıcak olduğunda ve pozitif buoyancy(yüzdürme) nedeniyle kendi kendine yükseldiğinde meydana gelir. Kararsızlık sıklıkla pozitif CAPE veya negatif LI değerleri kullanılarak ifade edilir. Kararsızlık, atmosferin aşağı seviyelerindeki havanın atmosferin üst seviyelerine yükselmesine izin veren şeydir. Kararsızlık olmadan, atmosfer derin taşınım ve fırtınaları desteklemeyecektir. Kararsızlık gündüz yerin ısınması ile artar. Kaldırma(Lift) bir hava parselinin atmosferin aşağı seviyelerinden pozitif yüzdürmenin gerçekleştiği seviyeye yükselmek için ivme kazandırır. Kararsızlık daha çok troposferin orta ve üst seviyelerinde olur, ancak aşağı troposferde olmaz. Kararlı hava genellikle negatif CAPE, konvektif engelleme(CIN) veya kapak(CAP) olarak adlandırılır.


    skew-t++for+use+in+the+blog+5.png


    Troposferin aşağı seviyelerindeki havanın alt seviyeli konvektif engelin üstesinden gelmesine izin veren Liftingtir. Lifting işlemi genellikle tetikleyici bir mekanizma olarak adlandırılır. Pek çok lifting mekanizması vardır. Birçoğunun listesi şöyledir: cepheler, aşağı seviye konverjansı, aşağı seviye nem adveksiyonu, vorticity(dinamik yükselme), jet streak, orografik yükselme. Tüm bu işlemler havayı yükselmeye zorlar. Bu lifting mekanizmalarının en iyi kombinasyonuna sahip bölge, genellikle fırtınaların ilk geliştiği yerdir. Nem ve kararsızlık da dikkate alınmalıdır. Önce bir fırtına oluşur ve en iyi kombinasyona sahip bölgeye doğru gelişir: yüksek PBL nemi, düşük CIN, CAPE ve kaldırma mekanizmaları.


    Fırtına ile şiddetli fırtına arasındaki en önemli fark rüzgar alanıdır. Şiddetli bir fırtına için, bulunması gereken içerikler nem, kararsızlık, kaldırma, güçlü hızda ve yönü yukarı çıktıkça değişen rüzgar makasıdır(wind shear). İdeal olarak, rüzgar yüzeyden 700 milibar'a kadar 60 derece veya daha fazla açıya meyilli yönde değişmeli, 300 mb rüzgarları 70 knot'tan daha büyük olmalı ve 850 ila 700 mb rüzgarları (alçak seviye jetleri) 25 knot veya daha büyük olmalıdır. Wind shear aşağıdakilere yardımcı olur: Bir fırtınanın eğilmesine, yukarı çekişin(updraftın) kendisini daha uzun bir süre boyunca sürdürmesine izin verir, bu da bir mesosiklonun gelişmesine izin verir ve şartlar olgunlaşmışsa dönen havanın üst duvar içine alınmasına izin verir (Buna tornadogenesis denir).


    8e5ce67ec72457da44c46c90cf43bd27.jpg


    Yukarı seviyeye çıkıldıkça rüzgarın artması Kümülonimbusun eğimini arttırır. Süperhücre tipi fırtınalarda ilk koşullardan biridir.


    Speed-shear_800.png


    Şiddetli fırtınalar aynı zamanda normal gökgürültülü fırtınalarda da bu özelliklere sahip olma eğilimindedir: daha yüksek CAPE, atmosferin orta seviyelerinde daha kuru hava (konvektif kararsızlık), daha iyi nem konverjansı, baroklinik atmosfer ve daha güçlü lifting.


    NEM


    Düşük seviyeli nem, sınır tabakası çiy noktalarının incelenmesiyle değerlendirilir. Şiddetli gök gürültülü fırtınalar, yüzey çiğlenme noktası 13 C veya daha yüksek olduğunda(diğer parametrelerin tümü eşit sayılarak) daha muhtemeldir. Düşük çiy noktası değerleri yeterli gizli ısı salımını engeller ve hortum tehdidini önemli ölçüde azaltır.


    Hortumlar, LCL(Lifting Condensation Level) seviyesi nispeten düşük olduğunda daha muhtemeldir(daha sonra işleyeceğiz.). Alt troposferdeki nemin derinliği ve nem alım oranının incelenmesi de önemlidir.


    Aşağı troposferdeki nem eksikliği şiddetli fırtına tehdidini azaltırken, orta troposferdeki nem eksikliği, eğer aşağı troposferde bol miktarda nem varsa şiddetli fırtına tehdidine yardımcı olur. Konvektif (potansiyel) kararsızlık bu durumda mevcuttur.


    Yüksek çiğlenme noktası değerlerinin sınır katmanına(boundary layer) eklenmesi, şiddetli hava koşullarında kararsızlığı artırabilir. Bu genellikle ılık bir okyanus kaynağından yapılan adveksiyon ile gerçekleştirilir.


    KARARSIZLIK


    Farklı kararsızlık türleri vardır. Kararsızlığın serbest bırakılması, havanın düşeyde hızlanmasına neden olur. Bu, havanın gökgürültülü fırtınalar için bu kadar hızlı yükselmesinin nedenidir. Kararsızlık, pozitif yüzdürme nedeniyle havanın kendi başına serbestçe yükseleceği bir durumdur.

    Örnek olarak, yüzme havuzunun dibinde bir basketbol düşünün. Basketbol serbest bırakıldığında, havuzun tepesine yükselir. Basketbol topu yükselir, çünkü etrafındaki sudan daha az yoğundur. Benzer bir işlem atmosferde kararsızlık serbest bırakıldığında da meydana gelir. Alt troposferdeki hava, çevresindeki havadan daha az yoğun hale gelinceye kadar kaldırılır. Daha az yoğun olduğunda, kendi kendine yükselir. Yükselme hızı, yükselen hava ile etraftaki hava arasındaki yoğunluk farkına bağlıdır. Herhangi bir fırtınanın yükselişinde, yükselen hava, çevreleyen havadan daha az yoğun olduğu için yükselen bir hareket meydana gelir.


    PARSEL KARARSIZLIĞI

    Parsel kararsızlığı (Statik Kararsızlık olarak da adlandırılır) CAPE ve/veya Lifted Index incelenerek değerlendirilir. İki yaygın CAPE ölçüsü SBCAPE (yüzey bazlı CAPE) ve MUCAPE'dir(2.500 J/kg'ın üzerindeki değerler oldukça büyük kararsızlıktır. Aynı şekilde -7'den küçük LI değerleride, aşırı kararsızlığı temsil eder.) Yüksek kararsızlık, updraft içinde yüksek ivmelere izin verir. Dolu üretimi için güçlü bir updraft önemlidir. Fırtınanın updraft hızı √2*CAPE'dir.


    GİZLİ KARARSIZLIK

    Bu, gizli ısının serbest bırakılmasından kaynaklanan kararsızlıktır. Gizli kararsızlık, PBL(Planetary Boundary Layer)'deki veya yoğunlaşmanın başladığı bölgedeki ortalama çiğlenme noktası arttıkça artar. Salınan ısı ne kadar yüksek olursa, bir parsel hava o kadar sıcak olacaktır. PBL çok ıslak ve nemliyse, nemli lapse rate hızı, atmosferin aşağı seviyelerinde yükselen bir hava parselinin yüksekliğiyle soğumasına (belki de sadece 4 C/km) neden olacaktır. Kaldırılması için yeterli miktarda neme sahip bir fırtına, kuru hava alan bir fırtınadan daha fazla gizli kararsızlığa sahip olacaktır. Körfezlerden ve okyanus akıntılarından gelen ılık ve nemli hava gizli kararsızlığı artırıcı faktördür.


    KONVEKTİF (POTANSİYEL) KARARSIZLIK

    Konvektif (potansiyel olarak da adlandırılır) kararsızlık, kuru orta seviye hava, alt troposferdeki ılık ve nemli havanın üzerinde etkili olduğunda ortaya çıkar. Konvektif kararsızlık, yüzeyden orta seviyelere dinamik kaldırma, alt troposferden yükseltilmiş nemli bir adyabatik lapse rate ve orta troposferde yükseltilmiş havadan kuru bir adyabatik lapse rate ürettiğinde salınır. Zamanla, bu atmosferdeki lapse rate'i arttırır ve çok az SBCAPE içeren veya olmayan bir atmosferin büyük SBCAPE'li (yüzeyden kaldırılan bir hava parseline göre) değişmesine neden olabilir. Kuru hava kaldırıldığında nemli doymuş havaya kıyasla daha hızlı soğur.


    Konvektif kararsızlık, atmosferin orta seviyeleri oldukça kuru olduğunda ve PBL'de yüksek çiğ noktası (ve doygun koşullara yakın) bulunduğunda mevcuttur. Su buharı görüntüsü atmosferdeki 600 ila 300 milibar aralığındaki nemi tespit eder. Su buharı görüntülerinde koyu renk, atmosferin orta ve üst seviyelerinde nem eksikliği anlamına gelir. Aşağı seviyeli nem profilini değerlendirmek için yüzey, 850 mb ve 700 mb haritaları kullanılabilir. Konvektif kararsızlığı analiz etmenin en iyi yolu, bir Skew-T diyagramı kullanmaktır. Neredeyse doymuş alt troposfer ile kuru orta seviyeler arasındaki sınırda bir hydrolapse(yüksek hızlı çiy noktası azalması) olacaktır.


    Kuru havayı ve nemli havayı yüzeye yakın bir yerde ayıran genellikle bir enverziyon olacaktır. Kuru hava yüksekliği genel olarak elevated mixed layer (EML) olarak adlandırılır. Bu enverziyon önemlidir, çünkü ısı, nem ve kararsızlık bu “kapak” enverziyonu altında gün içerisinde oluşabilir. CAP kırıldıktan sonra patlayıcı taşınım meydana gelebilir.(CAP'lar hakkında daha detaylı bilgi için CAP)


    Aşağıda bir konvektif kararsızlık gösteren sounding. Sabah soundingi, önemli bir CAPE olmadığını gösterir. Bununla birlikte, bir tahminci gündüz ısıtmanın SBCAPE'yi artırmasını bekler. Eğer bu sounding ortamında liftingde meydana gelirse, CAPE daha da artacaktır, çünkü lifting orta seviyeleri aşağı seviyelerden daha büyük bir oranda soğutacaktır.


  • KALDIRMA(LIFTING)


    Kararsızlık, yüzme havuzunun dibinden yükselen bir basketbol topu gibi olsa da, havayı yükselmeye zorlamaya kaldırma(lifting) neden olmaktadır. Zorla kaldırma, bir bowling topunu yerden almak veya bir ağırlık kaldırmak gibidir. Bir kuvvet yükselmesine neden olana kadar nesne yükselmeyecektir. .


    Yeterli kaldırma olmadan, hava parselleri, troposferdeki pozitif yüzdürme(buoyancy) nedeniyle kendi başlarına yükselebilecekleri bir noktaya kaldırılamaz. Kararsızlık varsa bile uygun miktarda zorunlu kaldırma olmadan serbest bırakılamaz.


    KALDIRMA MEKANİZMALARI


    1. Ön sınırlar, cepheler ve aşağı seviye konverjansları

    2. Aşağı seviye sıcak hava adveksiyonu

    3. Orografik akış

    4. Düşük basınç sistemi (sinoptik veya mezoölçekli)

    5. Toprağın ısınma oranı, bitki örtüsü, toprak nemi, toprak örtüsü sınırları (alçak seviye konverjans)

    6. Aşağı seviye nem adveksiyonu

    7. Diferansiyel Pozitif Vorticity Adveksiyonu, jet streak ayrışması(yukarı seviye diverjansı)

    8. Yerçekimi dalgaları


    KALDIRMA KAYNAKLI YAĞIŞ


    Dinamik yağış ayrıca tabakalı yağış olarak da bilinir. Dinamik yağış, zorunlu bir hava kaldırmasından kaynaklanır. Bu zorlama mekanizmaları alt seviyeli konverjansa ve üst seviyeli diverjansa neden olan işlemleri içerir. Doymamış hava arttıkça havanın bağıl nemi artar. Hava doygun hale geldiğinde, havayı kaldırmaya devam eden bulutlar üretecek ve sonunda yağışlar meydana gelecektir. Dinamik yağış konvektif yağıştan daha az yoğun bir yağmur oranına sahip olma eğilimindedir ve aynı zamanda daha uzun ömürlü olma eğilimindedir. Stratiform yağmuru kaldırma ürünüdür, konvektif yağış ise hem kaldırma hem de kararsızlığı serbest bırakmanın ürünüdür.


    DİKEY HIZ VE YÖNLÜ RÜZGAR MAKASI(WIND SHEAR)


    Speed wind shear, Türkçeye rüzgar hız makası olarak çevrilebilir. Rüzgarın yükseklikle hız farkını ifade eder. Genellikle 0-6 km ve 1-8 km haritaları kullanılır.



    Güçlü dikey wind shear, şiddetli fırtına gelişimi için önemlidir. Wind shear, fırtınayı potansiyel olarak birkaç şekilde etkiler:


    DİKEY HIZ MAKASI - Yükseklikle rüzgar hızının belirgin şekilde artması

    DİKEY YÖN MAKASI - Yükseklikle rüzgar yönündeki önemli değişiklikler


    vertical_wind_profile.jpg


    1. Yükseklikle rüzgâr hızındaki önemli bir artış, fırtınanın yükselişini azaltacaktır. Bu, üst yapının ve alt yapının fırtınanın ayrı bölgelerinde meydana gelmesini sağlar; üst yapıya su yüklenmesini azaltır. Aşağı çekiş(downdraft), yukarı çekişi(updraft) kesmeyecek ve gerçekte onu bile uygulayacaktır.


    2. Güçlü üst seviye troposferik rüzgârlar kütlenin üst kısmının üst kısmından boşaltılmasını sağlar. Bu, yağış yüklemesini azaltır ve updraftın kendisini sürdürmesine izin verir.


    3. Alt troposferdeki yönlü makas, dönen bir üstyapının gelişimini başlatmaya yardımcı olur. Bu, bir mezosiklonun ve tornadogenesis gelişimi için önemli olan bir bileşendir. Güçlü alçak troposferik rüzgarlar ve yön makası birlikte yüksek Helicity(SREH) değerleri üretecek ve bu da şiddetli fırtınalar meydana geldiğinde hortum tehdidini artıracaktır.


    4. Fırtına ortamının belirlenmesinde makas ortamı önemlidir. Hem dikey wind shear hem de yönlü wind shear değişken büyüklüklere sahiptir. Basitleştirmek için iki kategorimiz olacak: zayıf ve güçlü. Bu 2 kategori 4'e ayrılıyor:


    1.VAKA: ZAYIF SPEED SHEAR, ZAYIF DIRECTIONAL SHEAR

    Bu ortamda bir fırtına yavaşça hareket eder ve kısa ömürlü olur. Fırtına yavaşça hareket ettiğinden, alt yapı üst yapıyı kesecek ve böylece fırtınayı azaltacaktır. Bu ortamdaki fırtınalar genellikle "hava kütleli fırtınalar" veya "bahçe çeşitliliği fırtınaları" olarak adlandırılır. Fırtınalar nem bakımından zengin bir ortamda meydana gelirse, yağmur kısa bir süre için şiddetli olabilir. Şiddetli hava olasılığı düşüktür. Ancak hücrede backpropagation olması durumunda sele neden olabilir.( LW haritasında kırmızı renk)


    2. VAKA: GÜÇLÜ SPEED SHEAR, ZAYIF DIRECTIONAL SHEAR

    Bu duruma genellikle "unidirectional shear"(tek yönlü makas) denir. Wind shear fırtınanın hareket etmesine izin verir. Hareket fırtınanın bir hava kütlesi fırtınasından daha uzun sürmesini sağlar. Tek yönlü makas, genellikle çizgiler halinde oluşan fırtınalar.(squall line, derecho vb.) üretir. Fırtına hareket ettiğinden, çıkış, yeni fırtınaların fırtınanın çevresinde büyümesini sağlayan bir kaldırma oluşturur. Zaman içinde, bir fırtına meydana gelir. Bu fırtınalar öncelikle şiddetli hava ile ilişkilendirildiğinde küçük dolu, zayıf hortum ve şiddetli yağmur üretir.


    3. VAKA: ZAYIF SPEED SHEAR, GÜÇLÜ DIRECTIONAL SHEAR

    Hız makası zayıf olduğunda, yön makası önemli değildir. Bu ortamdaki fırtınalar, Vaka 1'deki özellikleri üstlenecektir. Hodografta rüzgar hızı, Vaka 1 ile aynı paternde olacak ancak yükseklikle birlikte rüzgar yönü değişikliği artacaktır. Bu tarz fırtınalar genellikle örgütlenmemiş olacaktır.


    4.VAKA: GÜÇLÜ SPEED SHEAR, GÜÇLÜ DIRECTIONAL SHEAR

    Bu durum süperhücreler üretebilir. Dönen bir updraft üretmek için en iyi durum budur. Hız makası fırtınanın hızlı hareket etmesini sağlar ve yön makası yukarı çekişi fırtınanın içine döndürmeye yardımcı olurken updraft ve downdraftı birbirinden ayırmaya yardımcı olur. Bu fırtınalar iri dolu, güçlü hortum ve şiddetli yağmur üretebilir.


    SÜPERHÜCRE TAHMİNİ


    Dikey Rüzgar Makası(Wind Shear)


    Rüzgârın hızındaki veya yönündeki, yüksekliği arttıkça meydana gelen değişime dikey rüzgar makası denir. Aşağıdaki grafik, çok basit bir boyutlu rüzgar makası örneği sunmaktadır. Yüzeyin 1 kilometresinde üzerindeki rüzgar, 5 deniz mili hızıyla esiyor, 4 kilometrelik bir seviyede ise rüzgar hızı 20 deniz milidir. Bu örnekte, 1 kilometre ile 4 kilometre arasındaki rüzgar makasının değeri 15 knot olacaktır.


    WindShear.gif







  • Yüzey-6 km Arası Shear Vektörü(O-6 KM Shear Vector)


    Havadaki gök gürültülü fırtınaların aksine, süperhücreli gökgürültülü fırtınalar, fırtınada yukarı çekişini aşağı çekişinden ayıran bir eğim oluşturmak için yeterli dikey rüzgar makası gerektirir. Böyle bir ayrım olmadan, fırtınanın serin aşağı çekişi hızlı bir şekilde yayılır ve fırtınanın enerji kaynağı olan yukarı çekişi söndürür. Süperhücre gelişme olasılığını tahmin etmek için kullanılan bir parametre, 6 kilometrelik shear vektörünün yüzeyidir. Bu parametre, rüzgar hızı ve yönündeki değişimin, yüzeyden 6 kilometreye kadar olan ve 500 mb'lık standart yükseklikten sadece biraz yüksek olan bir değerin belirlenmesiyle hesaplanır.


    gfs_stp_eur0.png


    Deneyimler, 35 ila 40 knot aralığında 6 km dikey rüzgar makası yüzeyinin değerlerinin iyi organize edilmiş ve uzun ömürlü süper hücreli fırtınalarla korele olduğunu göstermiştir.



    Fırtına Bağıl Rüzgarları (Storm Relative Winds)


    Süper hücreli fırtınalar üç çeşittir: düşük yağışlı (LP), yüksek yağışlı (HP) ve klasik süper hücreler (CL). Adından da anlaşılacağı gibi, LP süper hücreler çok az yağış ile karakterize edilir ve huni bulutlarına sahip olmalarına rağmen, LP fırtınaları nadiren hortum üretir. LP ve CL ile karşılaştırıldığında, HP fırtınaları hem ön kanatta hem de fırtınanın yükseliş çevresinde önemli ölçüde daha fazla yağış oluşturur. HP fırtınaları, büyük dolu ve zarar veren rüzgarlar üretme kabiliyetine sahip olsa da, zayıf alt seviye koşulları hortumların gelişimini engelleme eğilimindedir. 3 tür arasında çoğu hortumun kaynağı klasik süper hücredir. Bir CL süperhücre ile ilişkili yağış, öncelikle fırtınanın ileri bölgesinde yer almaktadır.



    Gerçekte, süperhücreler her zaman yukarıda verilen düzgün sınıflandırmaya uymaz ve her biri kendi yolunda yıkıcı olabilir. Bu fark, tahmincilerin bir bölgenin yaşayabileceği süperhücreli tipini tahmin etmelerini teşvik eder. Böyle bir tahmin geliştirmek için bir kaynak 9 ila 11 Kilometre (km) Fırtına Nispi Rüzgarlarıdır. Yüksek yağışlı süper hücreler tipik olarak üst seviye fırtına nispi rüzgarları 40 knottan düşük olduğunda oluşur. Spektrumun üst ucunda, LP süper hücreleri genellikle fırtına göreceli rüzgarların 60 knottan büyük olduğu ortamlarda bulunur. CL süper hücreleri olarak bilinen yolun ortasında fırtınalar, fırtına göreceli 40 knot'tan fazla 60 knot'tan az olduğunda ortaya çıkar.




    9 ila 11 km'lik fırtına göreceli rüzgarlar, supercell türlerinde, fırtınaların üst seviyelerindeki yukarı akıştan çıkan hidrometrelerin dağılımını etkileyerek bir rol oynar. HP fırtınalarından kaynaklanan yağış, yukarı hava akımının genel alanına düşer, çünkü yağmur fırtınası göreceli rüzgarları aşağı doğru dağıtmak için çok hafiftir. Buna karşılık, LP fırtınalarından kaynaklanan yağış, kuvvetli nispi rüzgarlarla aşağı doğru taşınır.


    Supercell Composite Parameter


    Supercell Composite Parameter (SCP), Storm Relative Helicity (SRH), En Kararsız Konvektif Mevcut Potansiyel Enerji (MUCAPE) ve Effective Bulk Shear birleştirilerek hesaplanan bir bileşik tahmin endeksidir. SREH, bir fırtınanın hareketine bağlı olarak düşük seviyeli rüzgar kaymasının ölçüsüdür ve fırtınanın dönüşünün doğasını ölçmek için kullanılır. MUCAPE, atmosferin en düşük 300mb değerindeki en kararsız hava parselinden kaynaklanan bir CAPE hesaplamasıdır. MUCAPE, bir yüzdürme ölçüsü olarak, konveksiyonun gelişmesi için potansiyelin bir değerlendirmesini sağlar. Yüzeye 6 km dikey shear vektörüne benzeyen etkili wind shear, effective bulk shearın en kararsız hava parsel seviyesinden denge seviyesinin % 40-60'ına eşit bir yüksekliğe kadar olan değerdir.



    Bileşenlerin her birinin farklı bir ölçeği olduğundan, SCP'yi hesaplamadan önce değerleri normalleştirmek gerekir. SCP değerleri, süperhücreli veya süperhücreli olmayan gök gürültülü fırtınaların gelişme potansiyelini veya gelişmiş süperhücrelerin oluşup oluşmayacağını ayırt etmek için bir rehber olarak kullanılabilir.


    Storm Relative Helicity(Fırtınaya Bağlı Dönüş)


    Storm Relative Helicity, dikey rüzgar yapısını, fırtınanın hareketini ve fırtınanın akış yönünde girdaplanma hızını, saniyede metre cinsinden temsil edilen tek bir tahmin parametresi olarak birleştirir. Bir tahmin parametresi olarak SREH, sağa hareket eden süper hücrelerde siklonik yukarı taşınma rotasyonu potansiyelinin bir ölçüsüdür ve yer seviyesinden en düşük 1 ve 3 km katmanlar için hesaplanır.



    Yüzeye yaklaşan yüzeyden 1 km'lik SREH ile karakterize edilen bölgeler 100 m^2/s^2'yi aşan fırtına gelişimi için daha fazla şansa sahiptir.


    gfs_srh_eur6.png


    Konverjans: Hava kütlelerinin birleşerek-yaklaşarak merkezde yükselmesidir.

    Diverjans; Havanın merkezden çevreye doğru yayılmasıdır.

    Baroklinik: Atmosfer katmanlaşmasının, hem hava sıcaklığına hem de basınca bağlı olduğu, sabit basınç yüzeylerinin sabit sıcaklık yüzeyleriyle kesiştiği durum.

    Adyabatik: Sistemde çevreyle herhangi bir ısı alışverişi olmadan gerçekleşen termodinamik değişikliklerdir.

    Equilibrium Level(Denge Seviyesi): Denge seviyesi, yükselen bir hava parselinin çevresiyle aynı sıcaklıkta olduğu yüksekliktir.

    Jet Streak: Bir jet streak, jet akımı (subtropikal jet akımı/polar jet akımı) içindeki en yüksek hızlı rüzgar bölgesidir. Jet akımı içindeki jet streakleri analiz etmek için en iyi grafikler kışın 300 mb ve yaz aylarında 200 mb grafikleridir.


    Planetary Boundary Layer: Gezegensel sınır tabakası, rüzgarın sürtünmeden etkilendiği troposferin en alt tabakasıdır. PBL'nin kalınlığı (derinlik) sabit değildir.


    Lapse Rate: Belli bir hava kütlesinin her 100 m'de gösterdiği sıcaklık azalması veya artışının derece cinsinden ifadesidir.


    Bir sonraki gönderide LCL-LFC ilişkisini, dolu-hortum-microburst tahminini öğreneceğiz.

  • HODOGRAF


    Aşağıdaki şema bir hodograf, zor bir matematik probleminin çözümünü basitleştirmek için 1847'de William Hamilton tarafından icat edilmiş bir cihazdır. Radyosonda yukarı doğru ilerlerken rüzgar vektörünün odağını gösterir. Mor oklar, farklı yüksekliklerdeki rüzgar vektörleridir. Hodografı inşa etmek için meteorologlar, sadece her numunedeki tüm rüzgar vektörlerinin uçlarını birbirine bağlar ve okları göstermez. Bu örnekte, yüzeydeki güneybatılı rüzgar, sonda 15 km kadar yukarı çıktığında doğuya geçmiş oluyor. Hodograf rüzgarın yüzeyden yukarı çıktıkça yön değişimini verir.


    hodo.gifvwp.gif


    Hodograf, kelimenin tam anlamıyla, bir yükseklikle değişen rüzgar yönü diyagramıdır. Radyal boyunca ilerleyen çizgiler, kayma hızına sahiptir ancak yönleri yoktur. Radyalden geçen çizgiler de yönde kayma gösterir. Hava durumu uzmanları, gögürültülü fırtınalar ve hortumlar gibi konvektif hava olaylarıyla ilişkilendirilen karakteristik şekilleri hodografla da tahmin ederler.


    Diğer göstergeler (nem içeriği, CAPE) fırtına oluşumunu destekliyorsa, hodograf bu fırtınaların doğasına ışık tutabilir. Makasın(shearın) hız veya yöndeki kuvvetine bağlı olarak, dikkate alınması gereken(önceki gönderide işlediğimiz) dört kombinasyon vardır.


    Zayıf Wind Shear

    Zayıf Directional Shear


    hodo00.gif


    Bu, bazen hava kütlesi veya tek hücreli fırtına olarak da adlandırılan ikindi fırtınasıdır. Yavaş hareket eder ve uzun sürmez. Eğilimi, ortalama rüzgarla birlikte hareket etmektir.


    Zayıf Speed Shear

    Güçlü Directional Shear


    hodo01.gif


    Bu tür fırtına, zayıf yön shearlara sahip olana benzer. Zayıf hız makası herhangi bir özel şiddete neden olmaz.


    Güçlü Speed Shear

    Zayıf Directional Shear


    hodo10.gif


    Bu tür hodograf görüntüsünde fırtına hareket edebilir ve bir süre dayanabilir. Çizgiler halinde oluşan fırtınalar üretebilir (çok hücreli(multicell)-fırtına hattı). Şiddetli hava koşulları ile ilişkilendirildiğinde, küçük dolu ve şiddetli yağmur oluştururlar. Bunlar ayrıca ortalama rüzgarla birlikte hareket etme eğilimindedir.


    Güçlü Speed Shear

    Güçlü Directional Shear


    hodo11.gif

    Evet, bu supercell(süperhücre) fırtınası. Bu hodograf görüntüsü SREH'in yüksek olduğunu gösterir. Süperhücreler hızlı hareket eder ve önemli zararlar verir: iri dolu, güçlü hortum ve şiddetli yağış. Kuzey Yarımküre'de bunlar genellikle ortalama rüzgarın sağına doğru(sağa yalpalayarak) hareket ederler.


    DOLU TAHMİNİ

    Dolu yağışı Kümülonibus tipi bulutların üst kısımlarındaki aşırı donmuş yağmur damlalarının güçlü rüzgarlar yardımıyla aşağı yönlü hava akımlarına maruz kalarak gücünü kaybetmeden(erimeden) yeryüzüne inmesidir.


    Konvektif yağışlarda bir hücrenin şiddeti(ekosu) arttıkça dolu yapabilme potansiyeli giderek artar. Ancak bazı durumlarda dolu yağışı çok daha kolay oluşur. Dolu yağışının tahmininde ise aşağıdaki parametrelerin hepsi değerlendirilerek genel bir çıkarıma ulaşılır. Bu faktörlere bakacak olursak;


    1.YÜKSEKLİK


    Yüksek irtifa alanları, üst atmosferin soğuk katmanlarına daha yakındır. Dolu düştüğünde, çevre sıcaklığı donma noktasının üzerine çıktığında hızla erimeye başlar. Eğer dolu, derin bir ılık hava katmanına düşmek zorunda kalırsa, dışarıdan içeri doğru erir ve zarar vermeyen yağmur damlalarına dönüşür veya büyüklüğü önemli ölçüde azalır. Düşük bir yükseklik bölgesindeki yüzeye ulaşmadan önce normal olarak eriyen küçük dolu, yüksek yerdeki yüzeye kolayca ulaşır. Ülkemizde yükseltisi görece fazla olan Orta Karadeniz ve İç Anadolunun sık dolu görmesinin bir sebebi de budur.


    2.DONMA SEVİYESİ


    Genelde sağlanan bir koşuldur ancak yazın genede bakmak gerekebilir. Donma seviyesi, donma noktasının üzerindeki atmosfer derinliğini belirler. Eğer atmosferdeki donma seviyesi yüksekse, doluların donma seviyesinin yüzeye yakın olmasından daha fazla erime süresi olacaktır. Yüksek bir donma seviyesi aynı zamanda dolu oluşumunun ve büyümenin mümkün olduğu dikey derinliği azaltır. Donma seviyesi yüksekliğe, mevsime ve atmosferin sıcaklık profiline bağlıdır. Yüksek irtifa alanları her mevsimde nispeten düşük donma seviyelerine sahip olacaktır. Düşük rakımlı alanlar için izlenecek genel bir kural şudur: Donma seviyesi 650 milibardan daha aşağıdaysa, güçlü fırtınalar, yüzeye ulaşacak dolu üretme olasılığına sahiptir. Donma seviyesi kolayca Skew-T Log-P inceleyerek bulunabilir.


    anGz0d.png

    (Resim: Beyaz çizgi 0 derece çizgisi. Donma seviyesi 600 mb(kırmızı çizgi-çevre sıcaklığı) dolaylarından geçiyor.


    4. KONVEKTİF MEVCUT POTANSİYEL ENERJİ (CAPE):


    Dolu boyutunu belirlemede en önemli faktör budur. 1000 J/kg'ın altındaki CAPE değerleri genellikle sınırda şiddetli dolu (1.9 cm veya daha az) üretirken, 2000 J/kg'ın üzerindeki CAPE değerleri çok büyük dolu üretebilir. Yüksek CAPE, fırtınada yüksek dikey hızlara neden olur ve önceden oluşturulmuş dolu taşlarının üzerine buz tabakaları eklenir.


    5. SÜPERHÜCRE FIRTINASI (EK OLARAK YÜKSEK SHEAR):


    Güçlü üst seviye rüzgarlar, CAPE'in en yüksek potansiyeline kadar çıkarılmasını sağlar. Güçlü üst seviye rüzgarları, gök gürültülü fırtınaların updraftını arttırır. Bu, yukarı ve aşağı çekişin birbirlerinden ayrılmasını sağlar. Bu, updraftta daha yüksek dikey hızlar üretir.


    0-6 km shear-CAPE ve iri dolu ilişkisi:


    2_8.png


    6. YAĞIŞA GEÇEBİLİR SU(PW):


    Nem ve suyun ağırlığı, takviyenin gücünü etkiler. Yüksek nemli bulutlar su yüklemesine neden olur. Yerçekimi kuvveti sıvı su damlacıkları üzerine bastırdığından, CAPE su yüklemesi ile azaltılır. PW değerinin fazla olması bulutun daha yağmur damlasını doluya çevirmesi için daha çok enerji harcamasını gerektirecektir. 2.54 cm altındaki düşük PW değeri, 3.80 lik PW değerine göre su yüklemesinden daha az etkilenecektir. Düşük PW değerleri, önemli derecede CAPE mevcut olduğunda büyük dolu parçaları üretme potansiyeline sahiptir. Az yağışlı(LP) süper hücreler, büyük dolular üretmesiyle için ünlüdür. Ülkemizde denize uzak iç kesimler PW değeri düşük olduğu için daha çok dolu yağışı görür.




    7. LIFTING CONDENSATION LEVEL(YOĞUNLAŞMA DEPRESYONU SEVİYESİ)


    Öncelikle LCL : yoğunlaşma depresyonu seviyesi (LCL), kuru adyabatik kaldırma ile soğutulduğunda hava parselinin bağıl neminin % 100’e ulaşacağı yükseklik olarak tanımlanır. Havadaki nem, soğutulduktan sonra artar, çünkü havadaki su buharı miktarı (yani, kendi nemi) sabit kalır, doymuş buhar basıncı azalan sıcaklık ile hemen hemen katlanarak azalır. Hava parseli LCL’nin ötesine kaldırılırsa, hava parselindeki su buharı yoğunlaşmaya ve bulut damlacıkları oluşturmaya başlar. LCL, havanın yüzeyden bulut tabanına mekanik olarak kaldırıldığı(lifting) günlerde gözlemlenecek olan bulut tabanının yüksekliğine iyi bir yaklaşımdır.


    LCL'nin Tespiti:


    Skew-t tablosuda, çiğ noktasının sıcaklığının başladığı başlangıç değerinden, Mixing Ratio değerine paralel bir şekilde hat çiziyorsun, eş zamanlı olarak da sıcaklığın başladığı, başlangıç değerinden kuru adyabatik çizgisine paralel bir çizgi çiziyorsun. Bunların tam birbirini kestiği yer, LCL oluyor.


    21.jpg


    Lvnbbj.png


    bulutlar.png?w=593


    Daha yüksek seviyede bir bulut tabanı dolunun şiddetini kısmen arttırır.


    As-in-Fig-3-but-for-a-LR03-b-LCL-and-c-EL_Q640.jpg


    8. LARGE HAIL PARAMETER


    Doludan çok iri dolu tahmininde kullanılır. Süperhücre gerçekleşeceği varsayılırsa tutarlı olabilir. Yoksa kullanımı yanlıştır. Estofex ve lightningwizard haritalarında hesaplanmış olarak bulunur.


    İRİ DOLUDA Kİ PÜF NOKTALAR



    İri dolu için dolu taşının sürekli büyümeye devam edebilmesi önemlidir. İri dolu aşağıdakileri tercih eder:


    - Geniş updraft hızları ve geniş updraft alanları,


    - Donma seviyesinin üzerinde yüksek sıvı su içeriği,


    - Uzun fırtına ömrü.


    Büyük CAPE ortamlarında gelişen fırtınalarda veya süper hücreli fırtınalarda büyük artış hızları beklenebilir. Süper hücreli fırtınalar hem düşük hem de yüksek CAPE'lerde meydana gelebilir, ancak neredeyse sadece güçlü dikey rüzgar kesilmelerinde meydana gelir. Fırtınaya giren havanın mutlak anlamda nemli olduğu, yani havanın çiğlenme noktalarının ve karışım oranlarının yüksek olduğu durumlarda, donma seviyesinin üzerindeki yüksek sıvı su içeriği beklenebilir.


    Fırtına süresi, kuvvetli rüzgar makasından etkilenir. Tek hücreli fırtınaların üstyapıları, iri dolu taşlarının büyümesi için yeterince uzun yaşayamayabilir. Orta ila güçlü dikey rüzgar makası ile ilişkili olan çoklu hücreler ve süper hücreler daha uzun süre dayanır ve bu nedenle daha büyük dolu ile ilişkili olabilir. Buna dayanarak, büyük doluları destekleyen ortamların aşağıdakilerle karakterize edilmesini bekleyebiliriz:


    - Yüksek CAPE(1000 J/Kg+)


    - Güçlü rüzgar makası(wind shear)


    - Alçak irtifalarda yüksek mutlak nem


    - Yukarı seviyelerde düşük seviyede nem


    - (-50 C) altı Equilibrium Level(denge seviyesi) sıcaklığı


    - Çok hücreli veya (daha iyi) süper hücreli fırtınalar, yani güçlü buoyancy içeren fırtınalar


    -10 ila -20 ° C arasındaki bölgedeki yükselen parselin yüzdürme(buoyancy) kabiliyeti






    hail-reports-essl-map-bg.jpg


    Resim: Geçen ayki Orta Avrupayı etkileyen sistemden sonra değişen iri dolu gözlem haritası. Türkiye'de 10 cm üstünde büyüklükte dolu kaydedilmemiş henüz.


    Kaynaklar: https://skewtmaster.com/2011/0…t-uzerinden-hesaplanmasi/


    http://www.estofex.org/guide/2_4.html


    http://www.theweatherprediction.com/severe/hail/


    https://weathertogether.net/we…ow-to-read-skew-t-charts/


    http://newlangsyne.com/articles/skewt/index.htm

  • Storm Chaser hocam sizi takip etmemin en genel nedeni çok açıklayıcı anlatmanızdır ve bize bu bilgileri verdiğiniz için size çok teşekkür ederiz. :)

    Başarılarınızın devamını diler

    saygılarımla,

    İyi akşamlar:)