Fırtına, çevrede şiddetli rüzgârları veya şiddetli yağışları veya her ikisini birden içeren rahatsız edici bir durumdur. Fırtınalar çok fazla hasara neden olabilir ve ortamdaki basınç farklılıklarından dolayı (yüksek basınçlı bir çevrede düşük basınç oluştuğunda) meydana gelir, bu nedenle fırtınalara alçak basınç merkezleri de denir. Toprak ısındıkça üzerindeki hava yükselir. Sıcak hava yükselirken, soğuk kütleler aşağı iner; bu basıncı azaltır ve bir alçak basınç alanı oluşturur. Bu alçak basınç alanı çevredeki alanlardan havayı çeker. Bu nedenle gök gürültülü fırtınalar ve siklonlar gibi fırtınalar oluşur. Fırtınalar sırasında kış aylarında, yüksek rakımlı yerlerde sıklıkla zayıf ya da çok şiddetli kar yağışları görülebilir. Fırtına sırasında rüzgâr, kurak veya yarı kurak bölgelerindeki kum ve toz parçalarını saatte 40 km’den daha fazla hızla hareket ettirerek uzak kıtalara taşıyabilir.
Fırtınalarda rüzgâr hızı saatte 39-74 mil arasındadır. Rüzgâr hız 74 milin üstüne çıkarsa kasırga (tornado) adını alır. Burgaç olarak da adlandırılan kasırgalar, tehlikeli derecede hızlı dönen hava sütunlarıdır. Genellikle bir kasırga yere yalnızca birkaç dakika temas eder ve bir milden daha az yol alır. Ancak bazı kasırgalar çok daha uzun süre inerek kasabaları, mahalleleri veya çiftlikleri yararak geçer. Bir kasırganın gücü gelip gittikten sonra, geride bıraktığı hasara bakılarak saptanır. Bunun için Gelişmiş Fujita (EF) ölçeği kullanılır. Bu ölçekte 6 kategori bulunur. Zayıf kasırgalar, Gelişmiş Fujita Ölçeğinin EF0 ve EF1 kategorisindedir. EF0 kategorisi 85 mph (135 kph) hıza kadar olan rüzgârları içerir. Zayıf kasırgalar genellikle 10 dakikadan az sürer, kırık ağaç dalları ve hasarlı çatılar gibi hasarlara neden olur. Tüm kasırgaların üçte ikisinden fazlası zayıftır. Güçlü kasırgalar, Gelişmiş Fujita Ölçeği’nin EF2 ve EF3 kategorisine dâhildir. EF2 dereceli bir kasırga saatte 111 ila 135 mil arasında rüzgâr üretebilir. Bu kasırga kategorisi ile ciddi hasar meydana gelebilir. Trenler devrilebilir, dış kapılar havaya uçabilir, camlar kırılabilir, bir evin tüm çatısı parçalanıp uçabilir. Şiddetli kasırgalar,EF4 ve EF5 kategorisindedir. EF5, 200 mph (320 kph) üzerinde şiddetli rüzgarları içerir. Şiddetli kasırgalar 1-2 saat devam edebilir. Bu arada evler, otomobiller, denizdeki balıklar havaya fırlayabilir ve kilometrelerce uzağa taşınabilir. Şiddetli kasırgalar az görülse de çok ölümcüldür, kasırga kaynaklı ölümlerin büyük kısmından sorumludur.
Not: Mph: mil/saat, Kmh: km/s (kilometre /saat)
Fırtınaların Aşamaları
Fırtınaların çoğunun yaşam döngüsünde 3 aşama vardır: Gelişme aşaması, olgun aşama ve dağılma aşaması
1- Gelişme Aşaması
Fırtına bulutlarının oluştuğu, yükselen kümülüs aşamadır.
Sıcak, nemli hava yukarı doğru hareket ettiğinde, atmosferde kabarık kümülüs bulutları oluşabilir. Havadaki nem yükseldikçe su damlacıkları halinde yoğunlaşır. Aşağıdan gelen sıcak hava yükselmeye devam ettiği sürece bulut büyümeye devam eder. Sıcak nemli havanın yukarıya doğru akışının oluşabilmesinin birkaç yolu vardır. Bazen hava bir dağın yamacına doğru zorlanır. Sıcak ve soğuk hava kütlelerinin çarpıştığı hava cephelerinde de hava yukarı doğru zorlanır. Ancak çoğu zaman, sıcak hava yükseldiği için, onlara rehberlik edecek bir dağ veya cephe olmadan yukarı hava akımları oluşur. Yere yakın hava gün boyunca ısınır, çünkü Güneş’ten gelen enerji toprağı ısıtır, bu da havayı ısıtır. Isınan hava atmosferde daha yükseğe çıkar, çünkü sıcak havanın kütlesi soğuk havadan daha azdır, bu da onu daha hafif yapar.
2-Olgun Aşama
Fırtınanın tamamen oluştuğu aşamadır.
Kümülüs bulutu büyümeye devam ettikçe, yükselen havadan damlacıklara daha fazla su eklendikçe içindeki küçük su damlacıkları büyür. Bulut, üzerine daha fazla su eklendikçe koyu ve gri görünmeye başlar ve bulutu oluşturan büyüyen damlacıklar ağırlaşır. Yükselen hava artık onları tutamadığında yağmur damlaları bulutun içinden düşmeye başlar. Bu arada, soğuk kuru hava bulutta aşağıya doğru akar ve aşağı doğru akım olarak adlandırılır, suyu yağmur olarak aşağı çeker. Yukarıya, aşağıya ve yağmura sahip buluta artık kümülonimbus bulutu, havanın yukarı ve aşağı döngüsüne ise “fırtına hücresi” adı verilir. Bulut içinde hareket eden hava, diğer havanın yanından geçerken elektrik yükleri oluşturur. Elektrik yüklerinin birikmesi, bir kişinin ayaklarını bir halının üzerinde sürüyerek yürümesinden sonra bir kıvılcım oluşturabilmesi gibi, şimşeğin oluşmasına izin verir. Gök gürültüsü, yıldırım düştüğünde meydana gelen sestir. Genellikle şimşek görüldükten sonra olur çünkü ses ışıktan daha yavaş hareket eder.
3-Dağılma Aşaması
Fırtınanın zayıflayıp dağıldığı aşamadır.
Buluttaki aşağı hava akımları yukarı hava akımlarından daha güçlü hale geldiğinde, fırtına zayıflamaya başlar. Sıcak nemli hava artık yükselemediğinden bulut damlacıkları artık oluşamaz. Bulut aşağıdan yukarıya doğru kaybolurken fırtına hafif bir yağmurla diner. Sıradan bir fırtına için tüm süreç yaklaşık bir saat sürer. Süper hücreler ve fırtına hatları gibi şiddetli gök gürültülü fırtınalar çok daha büyük, daha güçlüdür ve birkaç saat sürer.
Fırtına Anatomisi
Atmosferdeki ısınarak yoğunluğu azalan havanın yoğunluğun yüksek olduğu başka bir alana hareket etmesi nedeniyle hava akımları, rüzgârlar oluşur. Bu sisteme “konveksiyon hücresi “denir. Fırtınalar tek, çok hücreli ve süper hücreli tipte olabilir.
Tek Hücreli Fırtınalar
Atmosferdeki tek konveksiyon hücresinden oluşan fırtınalar çok şiddetli değildir. Bir saate yakın devam edebilir ve çoğunlukla yaz aylarında görülür. Atmosferde yaklaşık 12 kilometre yükseğe kadar büyüyen kümülonimbus bulutlarına sahiptir. Yağmur, şimşek, bazen de dolu yağışı gözlenir.
Çok Hücreli Fırtınalar
Bu tür fırtınalarda birden fazla konveksiyon hücre tek bir hücre gibi hareket eder. Bu tür fırtınalarda sıcak hava soğuk havanın üzerine doğru yukarı itilir.
Süper Hücreli Fırtınalar
Süper hücre fırtınası oldukça az görülse de fırtınaların en yıkıcı, en güçlü olanıdır. Tüm süper hücrelerin yalnızca küçük bir yüzdesi gerçekten kasırga üretir. Süper hücreler saatlerce sürer, bol yağmur ve bazen çapı en az 5 santimetre olan dolu bırakır. Süper hücrelerin uzun ömürlülüğü, muhtemelen onlara “süper” ön ekini kazandıran özelliklerden biridir. Çoğu süper hücre bir ila dört saat arasında dayanır, ancak belirli koşullar altında bundan daha uzun süre dayanabilirler. Bir süper hücre oluştuktan sonra, yeni fırtınaların gelişmesine dirençli olan bir ortamla karşılaşıldığında bile, kayda değer bir süre boyunca kendini devam ettirebilir. Süper hücre bulutları atmosferde 18 km (11 mil) yüksekliğe, stratosferin dibine kadar büyür.
Bir süper hücreyi diğer tüm fırtına türlerinden benzersiz kılan, mezosiklon adı verilen derin ve dikey bir eksen etrafında sürekli dönen bir yukarı yönlü hava akımı içermesidir. Dönen bir yukarı çekiş, bir süper hücrenin ve sonunda bir hortumun gelişiminin anahtarıdır. Bu rotasyonun nasıl başladığına dair birçok fikir vardır. Bir hava kolonunun dönmeye başlayabilmesinin bir yolu rüzgâr kesmesidir, yerden iki farklı seviyedeki rüzgârlar farklı hızlarda veya farklı yönlerde estiğinde oluşur. Rüzgâr kesmesine” rüzgâr makası” ya da “rüzgâr değişimi” de denir. Mezosiklon, yüzeyden sürekli olarak ılık, nemli hava ile beslendiği sürece devam eder. Mezosiklon, süper hücreleri tehlikeli hale getirir çünkü fırtınanın kendisini uzun bir süre boyunca beslemesine izin vererek süper hücrelere organize olmaları ve daha şiddetli hale gelmeleri için daha fazla zaman verir.
Gök gürültülü süper hücre fırtınaları en çok kümülonimbus bulutu, örs ve kuşatma hattı gibi çeşitli bileşenleriyle bilinir. Bir süper hücrenin ana kısmı, yükselen kümülonimbus bulutudur. Bir kümülonimbüs bulutu, denge düzeyine (atmosferde yükselen hava parselinin çevreleyen ortamla aynı sıcaklığa ulaştığı nokta) ulaştığında dikey olarak büyümesini durdurur. Kümülonimbus bulutu bu denge seviyesi boyunca yayıldığında bir örs oluşur. Atmosferin alt seviyelerinde, yan hat, süper hücrenin arka tarafında bulunan bir dizi kümülüs bulutudur. Raf bulutu fırtınanın önünde bulunabilir ve tipik olarak soğuk hava akımlarıyla çakışır. Duvar bulutu, süper hücrenin tabanının altında bulunan bir alçalmadır. Duvar bulutları döndüklerinde bir kasırga oluşturabilirler.
Klasik, Az Yağışlı ve Yüksek Yağışlı Süper Hücreler
Dönen fırtınalar olarak da adlandırılan süper hücre fırtınalarının klasik, az ya da düşük yağışlı, bol ya da yüksek yağışlı fırtınalar olmak üzere üç grubu vardır.
Klasik Süper Hücreler
Klasik süper hücrelerin tam olarak tanımlanması zordur. Klasik süper hücreler, düşük ve yüksek yağışlı süper hücre fırtınalarının bir karışımı olma eğilimindedir. Fırtına, düz bir yukarı hava akımı tabanına ve potansiyel olarak yukarı hava akımının altında bir duvar bulutuna sahip olur. Yağış (yağmur ve dolu), yukarı hava akımına bitişik olarak, genellikle ön kanat aşağı hava akımının altına düşer. Koşullar uygunsa, duvar bulutunun altında bir kasırga oluşur.
Yüksek Yağışlı Süper Hücreler
Yüksek yağışlı süper hücre fırtınaları genellikle bir kasırga üretme olasılığı en düşük olmasına rağmen, fırtına yapısının ve herhangi bir hortumun açıkça görülebilmesini sağlayan çoğunlukla yağmursuz bir tabana sahiptir. Yüksek Yağışlı süper hücreler genellikle fırtınanın ön kanadında (ön) hava akımına sahiptir ve uçurum, ön kanat aşağı hava akımından arka kanat aşağı hava akımına kadar yukarı hava akımını çevreler. Duvar bulutu ve potansiyel kasırga yağmurla kaplı olur ve gözlemlenmesi zordur. Bu fırtınalarda yağmur ve dolu aşırı miktardadır ve genellikle ani sel meydana gelir. Yaklaşan bir kasırganın uyarı işaretlerini gizleme yetenekleri nedeniyle yüksek yağışlı süper hücrelerin en tehlikeli olması olasıdır.
Düşük Yağışlı Süper Hücreler
Düşük yağışlı süper hücreler genellikle fırtınayı oluşturmak için yeterli nemin olabileceği, ancak çok şiddetli yağmur yağacak kadar nemin olmadığı (atmosferik nemin düşük olduğu) kuru bölgelerde oluşur. Yukarı hava akımı genellikle fırtınanın arka kanadında (arkasında) bulunabilir ve mezosiklon daha belirgin olur. Düşük ya da az yağışlı süper hücreler genellikle fazla yağış üretmez, ancak ürettikleri yağış genellikle çok büyük dolu şeklindedir.
Minyatür Süper Hücreler
Klasik, az yağışlı ve çok yağışlı süper hücre fırtınalarının dışında minyatür süper hücreler de görülebilir. Minyatür süper hücre fırtınaları (alçak tepeli süper hücre) klasik süper hücrelerin daha küçük versiyonlarıdır, karaya zararsızdır, ancak yine de küçük dolu fırtınaları üretebilir ve yerel alanlarda bir miktar sele neden olabilir. Tipik olarak soğuk mevsimde oluşurlar ve zemin seviyesinden 20.000 fitin altındaki nispeten küçük bir dikey derinlikle sınırlı olan zayıf ila orta kaldırma kuvveti ile karakterize edilirler. Bir süper hücrenin türünü karakterize etmek zor olabilir, çünkü yaşam döngüsü boyunca muhtemelen bir türden diğerine evrilecektir. Örneğin, bir süper hücre başlangıçta bir bölgede düşük yağışlı süper hücre olarak oluşabilir, ancak oradan ayrıldığında klasik bir süper hücreye dönüşebilir. Süper hücre tiplerinden bağımsız olarak, süper hücre oluşumundan sorumlu süreçler her lokasyon için aynıdır.
Kaynakça:
https://scied.ucar.edu/learning-zone/storms/thunderstorms
https://stratusdeck.co.uk/supercell-thunderstorm
https://www.grupooneair.com/what-is-a-storm/
https://www.tulomsas.com.tr/iklim-ve-hava-olaylari-dev-rehber
https://www.karar.com/tropik-firtina-nedir-kasirga-nedir-tropik-firtina-nereleri-vuracak-982180
https://www.milliyet.com.tr/molatik/galeri/bilinen-en-siddetli-10-kasirga-79495/5
Yazar: Müşerref ÖZDAŞ