Rüzgar nasıl oluşur? | Bilimsel Açıklama

Küresel çaptaki iklim değişikliği ile beraber son yıllarda ülkemizde de ağaçları kökünden söken, çatıları uçuran, bazen de can alan şiddetli fırtınalar ve rüzgarlarla daha sık karşılaşmaya başladık. Bu da rüzgar nasıl oluşur sorusunun daha sık sorulmasına yol açtı. Bu nedenle rüzgarın nasıl oluştuğuna dair kapsamlı bir bilimsel açıklama yaparak internet kullanıcılarına faydalı olmak istedik.​

Havanın ısınması , ısınan kütlenin genişlemesine , dolayısı ile harekete geçerek yükselmesine neden olur . Ancak yükselen hava kütlesi atmosferin dışına çıkamayacağından , önce dikey sonra yatay yönde hareket eder . İşte bu noktada havanın ısınıp kütlesel olarak yer değiştirmesi , basıncın oluşmasına neden olur . Ancak atmosferin yaptığı basınç dünyanın her yerinde aynı değildir , çünkü yerçekimine , sıcaklığa ve bulunulan yerin yüksekliğine bağlı olarak değişir . Bu şekilde yüksek ve alçak basınç merkezleri oluşur . Atmosferdeki yüksek basınç alanları tepelere , alçak basınç alanları ise çukurlara benzetilebilir . Hava akıcı olduğundan , çekimin etkisi altında yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına doğru , sanki yamaçlardan akan su gibi hareket eder ve rüzgarları meydana getirir .​

Karalar ve denizler arasındaki ısınma ve basınç farkından doğan kısa süreli rüzgarlardan olan ve sıcak mevsimde görülen meltemler sıcaklığa etki eden rüzgarlardandır . Hava sıcaklığının yüksek olduğu öğle saatlerinde , kara çok fazla ısındığı için basınç alçalır . Bu şekilde yüksek basınç merkezi olan denizden alçak basınç merkezi olan karaya doğru esen rüzgar havayı serinletir. Gece saatlerinde ise mekanizma tersine dönerek işler . Ülkemizin Ege kıyılarında yer alan İzmir’de yaz aylarında esen imbat , bu rüzgara tipik bir örnektir .​

Bazı rüzgarlar ise geldikleri yere göre daha sıcaktır . Bu gruptakilerin en tanınmış olanı Fön adı verilen rüzgarlardır . Söz konusu rüzgarlar yükselen hava kütlesinin bir dağı aşarak öteki yamaçta alçalması ile oluşurlar . Bu alçalma hareketi sırasında her 100 m . ‘de 1o C kadar ısınır . Diğer yamaca sıcak ve kuru olarak inen bu rüzgarlar ilginçtir ki İsviçre Alpleri’nin kuzey yamaçları ve ülkemizin Doğu Karadeniz ve Toros dağlarının denize bakan kesimlerinde ve benzer koşullara sahip dağlık alanlarda , başka bir deyişle dünyanın serin kısımlarında eser ve buradaki sert , soğuk iklim koşullarını yumuşatır.​

Rüzgar nasıl oluşur?​

Rüzgar , güneş enerjisinin dönüşmüş bir biçimidir . Rüzgarlar , güneşin atmosfer kütlesine eşit olmayan biçimde yaymış olduğu ısı , yeryüzünün amorfik coğrafi yapısı ve dünyanın kendi etrafında dönmesi sonucu oluşurlar .​

Karalar , denizler ve havaküre farklı özgül ısılara dolayısıyla farklı sıcaklıklara sahip olurlar . Sıcaklık dağılımı , coğrafi ve çevresel koşullara bağlıdır . Yerkürede ortaya çıkan sıcaklık ve buna bağlı basınç farklılıkları , rüzgarın oluşmasına neden olur .​

Yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına doğru hareket eden hava , “rüzgar” olarak isimlendirilmektedir .​

Ekvator ve çevresi ( 0 derece enlemi ) güneş ışınlarının yer yüzeyine geliş açılarındaki farklılıkları nedeniyle , güneş tarafından diğer enlemlere göre daha çok ısıtılır . Farklı ısınma ve farklı sıcaklık derecesi nedeniyle hava dolaşımları başlamış olur . Sıcak hava , soğuk havadan daha hafiftir . Isınma sonucunda sıcak hava yukarıya doğru yükselir . Bu yükselme , yaklaşık olarak 10 km yüksekliğe kadar sürer .​

Yükselen hava bu yükseklikte kuzeye ve güneye doğru ayrılır . Eğer yer küre dönmemiş olsa idi , yükselen hava basit olarak kuzey ve güney kutuplara gider ve kutuplarda aşağılara çöker , tekrar ekvatora doğru hareket ederek sürekli çevrimine devam ederdi .​

Dünya Çevresinde Rüzgar Akımları​

Hareket halindeki hava kütlesi , dünyanın dönüşünden dolayı kuzey yarım kürede sağa , güney yarım kürede sola doğru sapar . Sapmaya neden olan kuvvete “corriolis kuvveti”denir .​

Hava kütleleri ekvatorda ısınarak yukarıya doğru hareket ederler . Belli bir yükseklikten sonra , kuzeye ve güneye doğru hareketlerine devam ederler . Her iki kürede 30 derece enlemlerde “corriolis kuvveti” olarak isimlendirilen bir kuvvet vektörü , hava kütlesinin daha yüksek enlemlere hareketini önleyerek kuzeye ve güneye doğru hareket etmesine neden olur .​

Bu şekilde oluşan rüzgara da “jeostrofik rüzgar” denir . Aslında jeostrofik rüzgar , basınç gradyanı ve corriolis kuvvet arasındaki dengeden oluşan ve yeryüzeyi ile etkileşmeyen kuramsal bir rüzgardır . Bu rüzgar izobar’lara paraleldir .​

Gerçekte corriolis kuvveti bir kuvvet değildir . Yalnızca dünyadaki belli bir yerdeki hava parselinin yatay olarak hareketine bir bakış açısı sağlar . Basınç gradyanları arasındaki akış , asıl rüzgarın hareket kuvvetidir .​

Hava kütleleri yüksek basınç alanlarından dolayı tekrar aşağı seviyelere doğru inmeye başlarlar . Kutuplarda da havanın daha soğuk olmasından dolayı yüksek basınç alanları oluşur .​

Ekvatordan kutuplara doğru farklılaşan ısı dağılımı nedeniyle oluşan global rüzgar akımları , dünyanın kendi yörüngesinde dönmesi sonucu meydana gelen “Coriolis Kuvveti ” nedeniyle yukarıdaki belli hakim rotaları meydana getirmektedir .​

Bu rüzgar rotaları dominant rotalardır ve yeryüzü şekillerinden bağımsız olup 1 . 000 metre üzerinde global rüzgar akımlarını meydana getirirler . Corriolis kuvvetinden dolayı baskın rüzgar yönleri elementlere göre aşağıdaki şekilde oluşur .​

Yer yüzünde oluşan hava kütlesi hareketleri ise genel olarak , yerin dönmesinden kaynaklanan “corriolis” kuvveti ile yeryüzü ve akışkan havakütlesi arasındaki sürtünme kuvvetinden etkilenirler .​

100 metreden daha az yüksekliklerde ise yukarıdaki birincil etmenlere ilave olarak yeryüzü coğrafyası da ikincil olarak etkili olmaya başlar ve ekonomik anlamda ilgi alanımıza giren yüzey rüzgar akımları bu kapsamda oluşur .​

Rüzgar enerjisinde elde edilen güç Betz teoremine göre rüzgar hızının üçüncü kuvveti (küpü) ile orantılı olarak değişim gösterir .​

Rüzgar Nasıl Ölçülür?​

Rüzgârın yönü rüzgâr gülü, hızı ise anemometre ile ölçülür. Anemometre, rüzgârın bir pervaneyi döndürme hızından yararlanarak rüzgâr hızını gösteren basit ölçü aletidir. Yükseklerdeki rüzgârlar, balonlar yardımı ile ölçülmektedir. Yükselme hızı bilinen balonlar belli yüksekliğe gelince rüzgâr hızı ile yol almaya başlar.​

Balonun hareketi gözlenir, Trigonometrik hesaplarla balonun birim zamanda kat ettiği yol hesaplanır ve buradan da rüzgârın hızı bulunur. Daha hassas ölçümler için balon ya radarla takip edilir veya balona bir telsiz vericisi monte edilir.​

Rüzgarın Etkileri​

Okyanuslardaki akıntıların ve dalgaların oluşmasına neden olup, kıyıların şekillenmesinde etkilidir. Kıyılarda kıyı oku, tombolo, lagün, falez gibi şekillerin oluşumu dalgalarla ilgilidir. Karalarda ise özellikle çöllerde etkilidir.​

Çöllerde akarsu, buzul ve dalgalar etkili olmadığından tek şekillendirici güç rüzgârlardır. Kumul, tafoni, yardang, çöl kaldırımı gibi şekiller rüzgar ile ilişkilidir. Rüzgârların bitki sporlarını taşıyarak çiçeklerin döllenmesini sağlaması bitki neslinin devamı açısından çok önemlidir.​

Yeldeğirmeni ve yelkenli gemilerde gücünden yararlanılan rüzgâr orman yangınlarında olumsuz etki yaparak yangının büyümesine neden olur.​

Rüzgarın nedenleri:​

Yüksek basınç alanından, alçak basınç alanına akarken:​

Dünyanın dönüşü​

Yüzey sürtünmeleri​

Yerel ısı yayılması​

Başka atmosferik olaylar​

Yeryüzünün topografik yapısı​

rüzgârın yönü ve türbülansın varlığı veya yokluğu gibi niteliklerini değiştirir.​

Rüzgâr, alçak (siklon) ve yüksek (antisiklon) alanlarda farklı özellikler taşır.​

Siklon içerisinde;​

Basınç radyal olarak içe doğru,​

Santrifüj kuvvetler dışa doğru,​

Coriolis kuvvet dışa doğru​

etki eder.​

Antisiklon içerisinde;​

Basınç değişmesi radyal olarak dışa doğru,​

Santrifüj kuvvet dışa doğru,​

Coriolis kuvvet içe doğru etki eder.​

Bütün bunların etkisi sonucunda rüzgâr eşbasınç çizgilerine dik olarak yoluna devam eder. Bu hatların çizilmesiyle meteoroloji haritaları elde edilir. Yüzey sürtünmeleri ve Coriolis kuvveti rüzgârın eşbasınç çizgilerine dik yönünü saptırabilir. Denizlerde bu sapma açısı 20°, karalarda ise 30° ile 45° arasında olabilir.​

Atmosferin alt tabakalarında meydana gelen rüzgârlarda, yerin ısı ve mekanik özelliklerinden dolayı türbülans oluşur. Türbülans yapmadan basınç alanları arasında dolaşan rüzgârlara, meyilli rüzgârlar denir. Eğer karadan denize doğru hafif meyilli eserse logaritmik olarak alçalan bir spiral hat çizerek ilerler. Düz bir hat yerine spiral çizilmesine yol açan kuvvet yine Coriolis kuvvetidir.​

Kuzey yarımkürede bu spiralin dönüşü saat ibresi yönünde, güney yarımkürede saat ibresinin tersi yönündedir. Atmosferin üst tabakalarında rüzgâr hızı saatte 400 km’ye kadar çıkabilir.​

Rüzgar Yönü Nedir?​

Rüzgarın bulunduğumuz yere doğru geldiği yöne rüzgar yönü denir. Rüzgar yönü jirüet (anemoskop) ve windjak (windsock, 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;​

Rüzgar Hızı Nedir?​

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.​

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 Frekansı (Esiş Sıklığı) Nedir?​

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 Çeşitleri​

Sürekli rüzgarlar: belirli bir yönden yıl boyunca esen rüzgarlardır. Batı rüzgarları, kutup rüzgarları ve alizeler sürekli rüzgarlara örnektir.​

Mevsimlik (Devirli) rüzgarlar: karalar ile denizlerin farklı ısınmasına bağlı olarak oluşan rüzgarlardır. Yılın bir yarısında belirli bir yönden, diğer yarısında ise tam tersi yönden esen rüzgarlardır. Yıl içinde yaklaşık altı aylık sürelerle yön değiştiren bu rüzgarlar “devirli rüzgarlar” da denir. Yaz musonu, kış musonu mevsimlik rüzgaralara örnektir.​

Yerel rüzgarlar: bir bölgede, kısa süre içinde esen rüzgarlara denir. Yerel rüzgarların esiş süreleri genellikle kısadır ve etki alanları dardır. Sıcak yerel rüzgarlar; Fön, Hamsin ve Sirokko, soğuk yerel rüzgarlar ise; Bora, Krivetz ve Mistral’dir.​

Bazı özel rüzgarlar da vardır:​

Samyeli; çölden esen bir rüzgardır.​

İmbat; mevsim rüzgarıdır ve Ege bölgesinde görülür. Yaz mevsiminde gündüz denizden karaya doğru esen rüzgardır.​

Türkiye’de Esen Başlıca Rüzgarlar​

Rüzgarlar, ana isimlerinin yanı sıra, yönlere göre de adlandırılır.​

Ana yönlerden esen rüzgarlar:​

Kıble: güneyden esen oldukça sıcak ve nemli bir rüzgardır. İsmini güneyin simgesi “kıble”den alır.​

Gündoğusu (Akyel): doğudan esen soğuk ve kuru bir rüzgardır. Ani ısı değişikliklerine neden olur. Bu ani ısı değişiklikleri nedeniyle balıklar bulundukları bölgeyi terkederler ve avlanmak neredeyse imkansız hale gelir. Balıkçılar tarafından sevilmeyen bir rüzgardır. Diğer bir özelliği yağışı kesmesidir. Bir diğer adı Akyel’dir.​

Yıldız: kuzeyden esen, ismini kutup yıldızına istinaden balıkçıların verdiği, soğuk rüzgardır. Genellikle yurdun kuzey kesimlerinde etkili, denizden karaya esen bir rüzgardır. Karadeniz ve Maramara denizi üzerinde oluşan soğuk havayı karaya taşır. En temel özelliği yaz aylarında serin, kış aylarında soğuk hava taşımasıdır.​

Günbatısı: batıdan esen rüzgardır. Sıcak, nemli ve bunaltıcı bir rüzgardır.​

Ara yönlerden esen rüzgarlar:​

Keşişleme: güneydoğudan esen rüzgara denizcilerin verdiği addır. Uludağ’ın eski adı olan “Keşiş Dağı”nın yönüne göre adlandırılmıştır. Kuru ve sıcak bir rüzgardır. Havayı kurutur, sıcaklığın artmasına neden olur.​

Lodos: güneybatıdan esen rüzgardır. Türkiye’nin batı kesimlerinden eser ve sıcaktır. Yağmur öncesinde ılık ve nemli bir havaya, estiği sürece de sıcaklıkların normalin üstünde artmasına neden olur.​

Görüş mesafesini, içerdiği nem nedeniyle yüzde 10 kadar düşürebilir, bu nedenle özellikle denizciler için oldukça önemli ve tehlikeli varsayılan rüzgar tipidir. Zaman zaman Ege ve Batı Karadeniz’de deniz ulaşımını etkilediği gibi, bilhassa Marmara’da deniz ulaşımını olumsuz etkiler.​

Kıyı erozyonuna neden olan rüzgar tiplerindendir. Özellikle kış mevsiminde, sıcak esme özelliği nedeniyle karların erimesine neden olarak zaman zaman taşkın, sel ve su baskınları yaratır.​

Kabayel ve Kumkarası olarak da bilinir. Baş ağrısı yaptığı söylenir. Ancak bunun bilimsel bir kaynağı yoktur.​

Poyraz: kuzeydoğudan esen rüzgardır. Estiğinde hava sıcaklıkları düşer, ayaz olur. Ülkemizde daha çok Marmara, Trakya, Akdeniz ve Karadeniz kıyılarında görülür.​

Karayel: kuzeybatıdan esen soğuk bir rüzgardır. Kışın kar, yazın ise sağanak yağışlara sebep olur.​

https://en.wikipedia.org/wiki/Wind​

https://eo.ucar.edu/basics/wx_2_c.html​

https://planetsave.com/2016/03/02/where-does-wind-come-from/​

https://study.com/academy/lesson/what-is-wind-definition-causes-properties-characteristics.html​