Bulutlar ve Yağış
Bulutlar, yükselen ve soğuyan havanın görünür bir işaretidir; içlerinde büyüyen damlacıkların ve buz kristallerinin mikroskobik dinamiği ise, bulutların sadece sürüklenip sürüklenmeyeceğini veya sularını yağmur, kar ya da dolu olarak bırakıp bırakmayacağını belirlemektedir.
Tanım
Bulutlar, nemli havanın doygunluğa kadar soğutulmasıyla oluşan su damlacıklarının veya buz kristallerinin görünür süspansiyonlarıdır; yağış ise, parçacıklar yükselici hava akımlarını (updrafts) yenecek kadar büyüyüp ağırlaştığında bulutlardan düşen sudur.
Kapsam
Bu konu, bulutların oluşumunu ve sınıflandırılmasını, aerosoller üzerinde damlacıkların ve buz kristallerinin çekirdeklenmesini ve bulut parçacıklarının yağışa dönüşmesini sağlayan çarpışma-birleşme (collision-coalescence) ve Bergeron-Findeisen buz süreci gibi mikrofiziksel süreçleri kapsamaktadır.
Temel sorular
- Bulut damlacıkları ve buz kristalleri nasıl ve hangi parçacıklar üzerinde oluşmaktadır?
- Bulutlar yüksekliğe ve biçime göre nasıl sınıflandırılmaktadır?
- Küçük bulut damlacıkları yağmur damlalarına nasıl dönüşmektedir?
- Buz süreçleri yağış oluşumunda hangi rolü oynamaktadır?
Temel kuramlar
- Çarpışma-birleşme (ılık yağmur) süreci
- Donma noktasından daha sıcak bulutlarda, daha büyük damlacıklar daha hızlı düşmekte, daha küçük olanlarla çarpışıp onları emmekte ve yağmur olarak düşecek kadar ağırlaşana kadar birleşme (coalescence) yoluyla büyümektedir.
- Bergeron-Findeisen buz süreci
- Karışık fazlı bulutlarda, buz üzerindeki daha düşük doygun buhar basıncı, buz kristallerinin aşırı soğumuş damlacıklar pahasına büyümesine neden olmaktadır; bu durum, tropik bölgeler dışındaki Dünya yağışının çoğunu üreten verimli bir yoldur.
Mekanizmalar
Bulutlar, yükselen ve soğuyan hava doygunluğa ulaştığında oluşmaktadır; su buharı bulut yoğunlaşma çekirdekleri (cloud condensation nuclei) üzerine yoğunlaşarak damlacıklar oluşturmakta veya buz çekirdekleri (ice nuclei) üzerine birikerek kristaller meydana getirmektedir. Bu parçacıklar düşmek için çok küçük olduğundan, büyüme gerçekleşmelidir: ılık bulutlarda damlacıkların çarpışması ve birleşmesi (coalescence) yoluyla; soğuk veya karışık fazlı bulutlarda ise, buz kristallerinin hızla büyürken aşırı soğumuş damlacıkların buharlaştığı Bergeron-Findeisen süreciyle. Parçacıklar yükselici hava akımını yenecek kadar büyüdüğünde, yağmur, kar, sulu kar veya dolu olarak düşmektedirler.
Klinik önem
Bulut ve yağış süreçlerini anlamak, nicel yağış tahmini, radar yorumlaması, havacılıkta buzlanma tahmini ve bulut tohumlama (cloud seeding) gibi hava durumu değiştirme çabalarının temelini oluşturmakta; ayrıca bulutların gezegenin enerji dengesini ve iklimini nasıl etkilediği konusunda bilgi sağlamaktadır.
Tarihçe
Luke Howard'ın 19. yüzyıl başlarındaki bulut sınıflandırması, bulutlara kalıcı isimlerini vermiştir; 20. yüzyılda Bergeron ve Findeisen, yağışın buz kristali mekanizmasını tanımlamış, Pruppacher ve Klett gibi çalışmalarda özetlenen ayrıntılı laboratuvar ve saha çalışmaları ise bulutların ve yağışın modern mikrofiziğini kurmuştur.
Öne çıkan isimler
- Luke Howard
- Tor Bergeron
- Walter Findeisen
İlgili konular
Temel eserler
- rogers1989
- pruppacher1997
Sıkça sorulan sorular
- Bazı bulutlar neden yağmur yağdırırken diğerleri yağdırmaz?
- Bir bulut, damlacıkları veya buz kristalleri yükselici hava akımına karşı düşebilecek kadar büyüdüğünde ancak yağış üretmektedir; bu durum yeterli zaman, nem ve doğru mikrofiziksel süreçleri gerektirdiğinden, birçok bulut hiç yağmur yağdırmadan buharlaşmaktadır.
- Bulutlar isimlerini nasıl almaktadır?
- Bulutlar, Luke Howard'ın 1802'de tanıttığı sistemle sınıflandırılmaktadır; bu sistemde kümülüs (cumulus) yığılmış bulutlar için, stratus katmanlı bulutlar için ve sirüs (cirrus) ince yüksek bulutlar için olmak üzere Latince kökler kullanılmakta ve bunlar yükseklik ile yağmur için ön eklerle birleştirilmektedir.