Bu makalede şunlar yer almaktadır:

Bu makale, rüzgarın kökenlerini ve onu yönlendiren kuvvetleri inceliyor. Ardından bu bilgiyi hava haritalarına uygulayarak, denizcilerin daha iyi navigasyon bilgileri için yüzey seviyesindeki rüzgar modellerini yorumlamalarına yardımcı oluyoruz.

Ayrıca dikey rüzgarı da inceliyoruz. Denizciler tarafından doğrudan hissedilmese de, denizdeki koşulları etkileyebilir. Son olarak, küresel rüzgar dolaşımını ve bunun hava sistemleri üzerindeki etkisini ele alıyoruz.

Rüzgar, hava basıncındaki farklılıktan kaynaklanan hava hareketidir. Hava, yüksek basınçtan düşük basınca doğru itilir. Bir bisiklet lastiğine delik açarsanız, içerideki hava dışarı doğru üflenir ve iç ve dış havanın basıncı eşitlenene kadar bu böyle devam eder. Bu, doğanın kendini dengelemeye çalışmasıdır.

Rüzgar fiziği de benzerdir. Dünya yüzeyinde, yüksek basınç alanı ve düşük basınç alanı bulunur; hava yüksek basınçtan düşük basınca doğru itilir. Bu kuvvete Basınç Gradyanı kuvveti denir. Bu kuvvet, mesafeye göre basınç farkıyla orantılıdır. Dolayısıyla, kısa bir mesafede basınç ne kadar azalırsa, kuvvet de o kadar büyük olur.

Rüzgarın yüksekten alçağa doğru düz bir hat üzerinde eseceğini düşünebiliriz. Ancak bu, göründüğü kadar basit değildir. Dünya'nın dönüşü, Coriolis kuvveti adı verilen başka bir kuvvet yaratır.

Bu kuvvet sadece rüzgara özgü değildir; dönen bir sistem üzerindeki herhangi bir hareketli cisim için geçerlidir. Bunu anlamak için, rüzgarı bir anlığına unutalım ve saat yönünün tersine dönen, kenarlarında birbirine bakan 4 kişinin oturduğu bir atlıkarınca örneğini ele alalım. Bir kişi önündeki kişiye top atarsa, top hedeflediği kişiye gitmeyecektir çünkü o kişi atlıkarıncanın dönüşü nedeniyle yolundan çekilmiş olacaktır. Bunun yerine, sağındaki kişi topu alacaktır çünkü top, Coriolis kuvveti adı verilen bir kuvvet tarafından sağa doğru saptırılmıştır.

Bu 25 saniyelik videoda Coriolis kuvvetini inceleyin:

Dünya da atlıkarınca gibi saat yönünün tersine döner, ancak çok daha yavaş bir hızda, 24 saatte bir döner. Sonuç olarak, top attığımızda Coriolis etkisi hissedilmez. Dünya'da Coriolis etkisi, yüksek hızda ve/veya büyük mesafelerde hareket eden nesnelerde (keskin nişancı mermileri ve top mermileri gibi) veya büyük mesafelerdeki hava sirkülasyonunda görülebilir.

Şimdi yukarıdaki örneği meteorolojiye uygulayalım ve Kuzey Kutbu'nda bir alçak basınç sistemi hayal edelim:

Dünya, atlıkarınca gibi düz değildir; bu nedenle Coriolis kuvveti enleme bağlı olarak değişir. Coriolis kuvveti Kuzey Kutbu'nda en büyüktür ve sağa doğru sapmaya neden olur. Ekvatorda sıfırdır. Güney Kutbu'nda da en büyüktür, ancak ters yöndedir, bu nedenle sola doğru sapmaya neden olur. Bunu anlamak için, her enlemde dünyayı bu enlemde kesen bir atlıkarınca hayal etmek ve hava hızını atlıkarınca düzlemine yansıtmak gerekir:

İlginç bir bilgi: Eğer Dünya dönmeseydi, hava mümkün olan en düz çizgi boyunca akardı, basınç gradyanları hızla ortadan kalkardı ve meteoroloji çok daha basit olurdu.

Rüzgar asla düz bir çizgide esmez, bunun yerine kıvrılır veya döner. Rüzgarın kıvrımı, hava parçacıkları üzerinde merkezkaç kuvveti oluşturarak onları dönüşün dışına doğru iter. Bu, arabanızla hızlı bir dönüş yaptığınızda ve vücudunuzun dönüşün dışına doğru itilmesiyle deneyimlediğiniz merkezkaç kuvvetiyle aynıdır.
​

Basınç, Coriolis ve merkezkaç kuvvetini topladığımızda ve bunların birbirini dengelediğini varsaydığımızda, bu teorik rüzgara Eğim rüzgarı diyoruz. Eğim rüzgarının, jeostrof rüzgarı gibi izobarlara paralel estiğini varsayarsak, rüzgar hızı eğriliğe bağlı olarak azalır veya artar.

Rüzgar alçak basınç alanı etrafında yön değiştirdiğinde, merkezkaç kuvveti basınç kuvvetine karşı koyar. Bu nedenle, siklonik eğrilik için gradyan rüzgarı jeostrof rüzgarından daha azdır (rüzgar, genellikle yalnızca alçak basınç sistemi etrafındaki basınç gradyan kuvveti dikkate alınarak abartılı bir şekilde tahmin edilir).

Hava parçacıkları yüzeyde (hem karada hem de suda, ancak karada daha fazla) sürtünmeye maruz kalır. Bu, hava parçacıklarını yavaşlatır. Dolayısıyla, sürtünme yüzeye yakın rüzgarı yavaşlatır, bu da daha zayıf bir Coriolis ve merkezkaç kuvvetine neden olur, ancak basınç kuvveti aynı kalır. Bu nedenle akış dengesizdir ve basınç kuvveti "kazanır" ve sonunda daha fazla hava parçacığını kendine çeker. Bu nedenle, rüzgar düşük basınca doğru "saptırılır" ve yüksek basınçtan uzaklaşır. Denizciler için aşağıdakilerin bilinmesi önemlidir:

Sürtünme havayı alçak basınca doğru ittiği için, hava her yönden alçak basınç merkezine doğru yakınlaşacaktır. Havanın gidecek başka yeri olmayacağı için yukarı doğru hareket edecek ve bu nedenle alçak basınç merkezinde yukarı doğru (dikey hareket) yükselecektir.
​

Sürtünme havayı yüksek basınç alanının dışına doğru ittiği için, etki tam tersi olacak ve hava yüksek basınç alanının merkezinde aşağı doğru (dikey olarak) hareket edecektir.

Bu durum aşağıdaki resimde özetlenmiştir:

Bu bölümde, önceki bölümde ele aldığımız teoriyi Kuzey Yarımküre hava haritalarına uygulayarak, denizciler için hayati önem taşıyan yüzeydeki yatay rüzgarı tanımlayacağız.

Aşağıdaki harita yüzeydeki izobar haritasını göstermektedir. Kahverengi çizgiler eşit basınç çizgileridir. Aşağıdaki resimde görebileceğiniz bazı temel kavramlar şunlardır:

Aşağıdaki görsel, Bracknell'den bir başka basınç haritası örneğidir. Sol üst köşede, yüzeydeki jeostrof rüzgarını tahmin etmek için kullanılan bir ölçek bulunmaktadır.

Aşağıdaki harita, kara üzerinde bir alçak basınç sistemini göstermektedir. Aşağıdaki resimde yeşil renkle gösterilen yüzeydeki rüzgar, izobar çizgisine paralel değil, sürtünme etkisi nedeniyle alçak basınç sisteminin merkezine doğru sapmaktadır.

Aşağıdaki harita, karada bir alçak basınç alanını göstermektedir. Aşağıdaki resimde rüzgar oklarının yönünden de anlaşılacağı üzere, yüzeydeki rüzgar izobar çizgisine paralel değil, sürtünme etkisi nedeniyle alçak basınç sisteminin merkezine doğru sapmaktadır.

Bulutlar dikey rüzgarların harika bir göstergesidir ve bulutlar hakkında yazılmış " Deniz Meteorolojisi: Bulutlar" başlıklı makaleyi okumanızı öneririz.

Dikey rüzgar ve yatay rüzgarlar birbirine bağlıdır. Dikey rüzgar, yatay rüzgarın istikrarını etkiler. Bu istikrar, denizciler için çok önemlidir çünkü yatay rüzgar istikrarsızsa, değişken ve/veya ani rüzgarlı koşullarda seyir yaparsınız.

Kararlılık, atmosferin havanın dikey hareketini azaltma veya hızlandırma eğilimini ifade eder. Dikey rüzgarın önemli bir etkeni ise termal etkendir .

Termal etken, atmosferin dikey sıcaklık profiline karşılık gelir. Temel kavram, sıcak havanın çevresindeki soğuk havadan daha az yoğun olması nedeniyle yükselme eğiliminde olmasıdır.
​

Yüzeydeki bir hava parçacığını ele alalım ve sıcaklığını çevredeki havaya göre birkaç derece artıralım. Bu hava parçacığı yükselir. Yükseldikçe hava basıncı ve hava parçacığının sıcaklığı azalır. Hava parçacığı örneğin 10 metre yüksekliğe ulaştığında, eğer hala çevresinden daha sıcaksa, yükselmeye devam edecek ve hatta hızlanacaktır. Öte yandan, parçacık çevredeki havayı aynı sıcaklıkta bulursa, yükselmeyi durduracaktır. Bu yüzden şunu hatırlayabiliriz:

İşte istikrarlı veya istikrarsız termal atmosfere doğru yelken açan denizciler için önemli noktalar:

Bu son bölümde, yatay ve dikey rüzgarlar hakkında edindiğimiz tüm bilgileri, Dünya üzerindeki küresel rüzgar dolaşımını açıklamak için uygulayacağız. Özellikle denizcilerin okyanusları rüzgarla geçmek için kullandıkları okyanus yüzeyindeki küresel rüzgar dolaşımına odaklanacağız.

Küresel hava sirkülasyonunun kaynağı, Dünya'nın Güneş tarafından eşit olmayan bir şekilde ısıtılmasıdır. Ekvator daha fazla ısı alırken, kutuplar daha az ısı alır. Küresel hava sirkülasyonu, ekvatordan kutuplara ısıyı yeniden dağıtan bir klima sistemi gibi çalışır. Bu aşamada hava sıcaklığı ve hava basıncı arasındaki bağlantıyı kurmak önemlidir. Sıcak hava daha az yoğundur ve yükselir, bu da basıncın düşmesine neden olur. Öte yandan, soğuk hava alçalır, bu da hava basıncını yükseltir.

Sıcak hava ekvatorun üzerinde yükselir ve yüksek irtifalarda kutuplara doğru hareket eder. Ekvatordan uzaklaştıkça soğur ve alçalır. Soğuyan hava yüzeye doğru tekrar ekvatora akar ve burada tekrar ısınır. Bu basitleştirilmiş modelde, her yarım küre için bir adet böyle dolaşım hücresi bulunur; bu hücre aşağıda, bir yarım küreyi bir eve benzeterek gösterilmiştir.

Ancak Dünya'nın dönmesi, Coriolis kuvveti nedeniyle hava sirkülasyonuna neden olur. Yüksek irtifalarda hava ekvatordan uzaklaştıkça, Coriolis kuvveti rüzgarı saptırır. 30° enlemine ulaşıldığında, rüzgar ekvatora paralel hale gelir ve daha kuzeye veya güneye doğru hareket etmeyi bırakır. Bu durum, havanın kutuplarda değil, 30° enleminde alçalmasına neden olur. Bu da aşağıda gösterildiği gibi her yarım küre için üç hücre oluşmasına yol açar.

A Bölgesi: Havanın yükseldiği alanlar, yüzeyde düşük basınçla karakterize edilir. Bunlar, bulutlu ve yağışlı bölgelere karşılık gelir (örneğin, ekvator ormanları ve İngiltere'nin kuzeyi).

B Bölgesi: Havanın alçaldığı bölgeler yüksek basınçla karakterize edilir. Bu bölgelerde gökyüzü açıktır ve az yağmur yağar (örneğin, Azorlar yüksek basınç alanı, Sahra Çölü ve Kutuplar).

Bu 3 hücre, yüzeyde Coriolis kuvveti tarafından yön değiştirilen rüzgarlar oluşturur.

Aşağıdaki resimde Vendée Globe yarışı için bu rüzgarlar (C ve D bölgeleri) gösterilmektedir.

Daha fazla bilgi edinmek için okumaya devam edin! Bir sonraki makalede, Deniz Meteorolojisi 3: Bulutlar'da , bulutların tüm çeşitlerini inceleyerek boyutlarını, şekillerini, yüksekliklerini ve konumlarından ve hareketlerinden yaklaşan hava durumu hakkında neler öğrenebileceğinizi ele alacağız.