Jeostrofik ve Termal Rüzgar Dengesi
Bir fırtınadan daha büyük ölçeklerde, atmosfer kuvvetler arasında neredeyse bir dengeye oturmaktadır; bu sayede basınç alanını ve sıcaklığın yükseklikle nasıl değiştiğini bilmek, bir hava tahmincisine rüzgarın kendisini yeniden oluşturma imkanı sunmaktadır.
Tanım
Jeostrofik denge, yatay basınç gradyanı kuvveti ile Coriolis kuvvetinin yaklaşık eşitliğidir; termal rüzgar ise jeostrofik rüzgarın yükseklikle ortaya çıkan değişimidir ve bu değişim yatay sıcaklık gradyanıyla orantılıdır.
Kapsam
Bu konu, basınç gradyanı ve Coriolis kuvvetleri arasındaki jeostrofik dengeyi, dikeydeki hidrostatik dengeyi, jeostrofik rüzgarın dikey kesmesini yatay sıcaklık gradyanlarına bağlayan termal rüzgar ilişkisini ve eğrisel akış için ilgili gradyan ve siklostrofik dengeleri kapsamaktadır.
Temel sorular
- Basınç gradyanı ve Coriolis kuvvetlerinin dengesi büyük ölçekli rüzgarı nasıl belirlemektedir?
- Yatay sıcaklık zıtlığı neden dikey rüzgar kesmesini ima etmektedir?
- Dengeli akış ne zaman bozulur ve bunun ardından ne olur?
- Eğrilik ve merkezkaç etkileri jeostrofik dengeyi nasıl değiştirmektedir?
Temel kuramlar
- Jeostrofik yaklaşım
- Büyük ölçekli ve yavaş değişen hareketler için ivme, baskın kuvvetlere kıyasla küçüktür, bu nedenle rüzgar, izobarlara paralel esen jeostrofik değerle iyi bir şekilde yaklaşık olarak ifade edilmektedir.
- Termal rüzgar ilişkisi
- Jeostrofik ve hidrostatik dengenin birleştirilmesi, jeostrofik rüzgarın dikey kesmesinin yatay sıcaklık gradyanı tarafından belirlendiğini göstermektedir; bu da güçlü üst seviye jetlerinin neden keskin sıcaklık zıtlıklarının üzerinde yer aldığını açıklamaktadır.
Mekanizmalar
Havanın yüksek basınç olarak biriktiği yerlerde, basınç gradyanı kuvveti havayı daha düşük basınca doğru iter, ancak Dünya'nın dönüşü hareket eden havayı, Coriolis kuvveti itmeyi dengeleyene ve rüzgar izobarlar boyunca akana kadar saptırmaktadır. Basınç yüzeyleri, altındaki havanın soğuk ve yoğun olduğu yerlerde daha dik eğimli olduğundan, bu jeostrofik rüzgarın yükseklikle birlikte yatay sıcaklık gradyanıyla orantılı olarak değişmesi gerekmektedir (termal rüzgar); jet akımının en güçlü sıcaklık zıtlıklarının üzerinde yer almasının nedeni de budur.
Klinik önem
Jeostrofik ve termal rüzgar dengesi, hava tahmincilerinin sıcaklık ve basınç analizlerinden yüksek irtifa rüzgarlarını çıkarmalarına, jet akımlarını konumlandırmalarına ve atmosferin dengeden ayrıldığı, yükselme hareketinin ve hava olaylarının yoğunlaştığı bölgeleri teşhis etmelerine olanak tanımaktadır.
Tarihçe
Buys Ballot'un on dokuzuncu yüzyıldaki, Kuzey Yarımküre'de rüzgarın alçak basıncı sola alarak estiğini belirten ampirik yasası, jeostrofik dengeye işaret etmiştir; jeostrofik ve termal rüzgar ilişkilerinin yirminci yüzyılın başlarında resmileştirilmesi ve Charney'nin ölçek analizindeki merkezi rolleri, onları dinamik meteorolojinin temel taşları haline getirmiştir.
Öne çıkan isimler
- Christophe Buys Ballot
- Carl-Gustaf Rossby
- Jule Charney
İlgili konular
Temel eserler
- holton2013
- martin2006
Sıkça sorulan sorular
- Basınç desenini bilirsem rüzgarı tahmin edebilir miyim?
- Evet. Büyük ölçeklerde jeostrofik ilişki, izobarların ne kadar sıkı paketlendiğinden rüzgar hızını ve Kuzey Yarımküre'de alçak basıncı sola alarak onlara paralel yönünü vermektedir.
- Jet akımı neden bulunduğu yerde yer almaktadır?
- Termal rüzgar ilişkisi, rüzgarın yükseklikle artışını yatay sıcaklık zıtlıklarına bağlamaktadır; bu nedenle en hızlı üst seviye rüzgarları olan jet akımı, sıcak ve soğuk hava kütleleri arasındaki keskin sınırın üzerinde oluşmaktadır.