Atmosferik Kararlılık ve Konveksiyon
Atmosferin dikey sıcaklık yapısının, havanın serbestçe yükselip yükselmediğini ve bunun sonucunda ortaya çıkan konvektif hareketleri nasıl belirlediği incelenmektedir.
Tanım
Atmosferik kararlılık, atmosferin havanın dikey yer değiştirmelerini bastırma veya güçlendirme eğilimidir; konveksiyon ise atmosfer kararsız olduğunda ortaya çıkan, kaldırma kuvvetiyle tahrik edilen dikey harekettir.
Kapsam
Bu kapsamda, hava parseli ve çevresel sıcaklık düşüş oranlarını karşılaştıran statik kararlılık kriterleri, mutlak ve koşullu kararsızlık, serbest konveksiyon seviyesi ve denge seviyesi, konvektif kullanılabilir potansiyel enerji ve konvektif inhibisyon ile kaldırma kuvvetiyle oluşan konveksiyonun termaller, bulutlar ve fırtınalar şeklinde organize olması ele alınmaktadır.
Temel sorular
- Atmosfer dikey harekete ne zaman direnç gösterir ve ne zaman onu güçlendirir?
- Koşullu kararsızlık nedir ve nemli konveksiyon için neden merkezi bir öneme sahiptir?
- Konveksiyon için mevcut enerji, bir sondajdan (sounding) nasıl nicelendirilir?
Temel kuramlar
- Parsel kararlılık kriterleri
- Yer değiştiren bir parselin sıcaklık düşüş oranının çevresel sıcaklık düşüş oranıyla karşılaştırılması, atmosferi kararlı, nötr veya kararsız olarak sınıflandırır; nemli durum ise koşullu kararsızlığa yol açmaktadır.
- Konvektif enerji
- Konvektif kullanılabilir potansiyel enerji, bir parselin yükseliş sırasında kazanabileceği entegre kaldırma kuvvetini ölçerek konveksiyonun potansiyel yoğunluğunu belirlemektedir.
Mekanizmalar
Yukarı doğru yer değiştiren bir hava parseli, çevresinden daha sıcak ve dolayısıyla daha az yoğun kaldığı sürece kaldırma kuvvetine sahiptir. Çevresel sıcaklık düşüş oranı, kuru ve nemli adyabatik oranlar arasında yer aldığında atmosfer koşullu olarak kararsızdır: doymamış parseller için kararlı, ancak doygunluk başladığında kararsız hale gelir. Konvektif kullanılabilir potansiyel enerji, bir parselin serbest konveksiyon seviyesinin üzerinde biriktirdiği kaldırma kuvvetini nicelendirirken, konvektif inhibisyon ise öncelikle aşılması gereken enerji bariyerini ölçmektedir.
Klinik önem
Kararlılık indeksleri ve konvektif enerji metrikleri, gök gürültülü fırtınaları, şiddetli hava olaylarını ve sınır tabakasındaki kirleticilerin dikey karışımını tahmin etmek için temel araçlardır.
Tarihçe
Parsel yöntemi ve kararlılık sınıflandırması, yirminci yüzyılın başlarında Normand ve diğerleri tarafından ortaya konulmuştur; konvektif kullanılabilir potansiyel enerji de dahil olmak üzere nemli konvektif enerjinin modern ele alınışı, Emanuel'in 1994 tarihli monografisinde sistemleştirilmiştir.
Öne çıkan isimler
- Kerry Emanuel
- Charles Normand
İlgili konular
Temel eserler
- emanuel1994
Sıkça sorulan sorular
- Koşullu kararsızlık nedir?
- Koşullu kararsızlık, atmosferin doymamış hava için kararlı olduğu, ancak yükselen bir parsel doygunluğa ulaştığında ve gizli ısı salınımı onu kaldırma kuvvetine sahip hale getirdiğinde kararsız hale geldiği bir durumdur.