Atmosferik Dalgalar ve Kararsızlıklar
Atmosfer, jet akımının gezegensel salınımlarından bir dağın ardındaki dalgalanmalara kadar dalgalarla dolu, durağan olmayan bir akışkandır ve bu dalgaların depolanmış enerjiden faydalandığı her yerde hava sistemleri gelişmektedir.
Tanım
Atmosferik dalgalar, yerçekimi veya Coriolis parametresinin değişimi gibi kuvvetler tarafından geri çağrılan akışın yayılan salınımları olarak tanımlanmaktadır; kararsızlıklar ise küçük pertürbasyonların ortalama akıştan enerji çekerek büyüdüğü koşullardır.
Kapsam
Bu konu, Rossby dalgaları, yerçekimi dalgaları ve atalet-yerçekimi dalgaları dahil olmak üzere atmosferik dalgaların başlıca sınıflarını ve küçük bozulmaların hava haritasındaki girdaplara ve siklonlara dönüşmesini sağlayan barotropik ve baroklinik kararsızlıkları kapsamaktadır.
Temel sorular
- Farklı türdeki atmosferik dalgalara hangi geri çağırıcı kuvvetler neden olmaktadır?
- Gezegensel Rossby dalgaları akışa göre neden batıya doğru yayılmaktadır?
- Baroklinik ve barotropik kararsızlıklar hava sistemlerini nasıl oluşturmaktadır?
- Dalgalar atmosferde enerjiyi ve momentumu nasıl taşımaktadır?
Temel kuramlar
- Rossby dalgası dinamikleri
- Coriolis parametresinin kutuplara doğru artışı, korunmuş potansiyel vortisite için bir geri çağırıcı mekanizma görevi görmekte, jet akımını salındıran ve yüzey hava sistemlerini yönlendiren büyük ölçekli Rossby dalgaları üretmektedir.
- Baroklinik kararsızlık
- Yatay sıcaklık gradyanlarına sahip dikey kesmeli bir akışta, belirli dalga boyları, mevcut potansiyel enerjiyi kinetik enerjiye dönüştürerek büyümektedir; bu durum, Charney tarafından orta enlem siklonlarının dinamik kökeni olarak gösterilmiştir.
Mekanizmalar
Yerçekimi, kaldırma kuvveti salınımları ve yerçekimi dalgaları için geri çağırıcı kuvveti sağlamaktadır. Coriolis parametresinin enlemsel değişimi ise yerinden oynayan hava sütunlarını geri çağırır ve yavaş, batıya doğru yayılan Rossby dalgalarını destekler. Arka plan akışının güçlü dikey kesme ve sıcaklık gradyanlarına veya keskin yatay kesmeye sahip olduğu durumlarda, belirli dalga boylarındaki pertürbasyonlar, ortalama durumun mevcut potansiyel veya kinetik enerjisinden faydalanarak orta enlem hava koşullarının gelişen girdaplarına ve siklonlarına dönüşmektedir.
Klinik önem
Dalga ve kararsızlık kuramı, ekstratropikal fırtınaların oluşumunu ve izlediği yolları, havayı uzun süreli dönemlere hapseden gezegensel desenleri ve kırılması stratosferik dolaşımları ve havacılık türbülansını tetikleyen yerçekimi dalgalarını açıklamaktadır. Tüm bu unsurlar, hava tahminleri açısından doğrudan önem arz etmektedir.
Tarihçe
Rossby'nin 1939'da büyük ölçekli gezegensel dalgaları tanımlaması ile Charney ve Eady'nin 1940'ların sonlarındaki baroklinik kararsızlık kuramları, hava gelişiminin niteliksel resmini, modern dinamik meteorolojinin ve sayısal hava tahminlerinin temelini oluşturan, tahmine dayalı, matematiksel bir çerçeveye dönüştürmüştür.
Öne çıkan isimler
- Carl-Gustaf Rossby
- Jule Charney
- Eric Eady
İlgili konular
Temel eserler
- rossby1939
- charney1947
Sıkça sorulan sorular
- Rossby dalgası nedir?
- Rossby dalgası, Coriolis etkisinin kutuplara doğru güçlenmesi nedeniyle ortaya çıkan, akışın büyük ölçekli, yavaşça batıya doğru yayılan bir dalgalanmasıdır; bu dalgalar, yüksek ve alçak basınç sistemlerini yönlendiren jet akımının salınımlarıdır.
- Orta enlem fırtınaları neden sürekli aynı bölgelerde oluşmaktadır?
- Baroklinik kararsızlık, güçlü sıcaklık zıtlıklarının ve dikey rüzgar kesmesinin olduğu her yerde bozulmaların büyümesine izin vermektedir. Bu koşullar, büyük kıtaların ve okyanusların aşağı akışındaki fırtına yolları boyunca bulunmaktadır; bu nedenle siklonlar bu bölgelerde tekrar tekrar gelişmektedir.