3. Çaylak Meteorolog

Şimdi siz de hava hakkındaki engin bilgileriniz sayesinde kendi kendinize hava tahmini yapabilirsiniz. Seçim sizin! İster yeni öğrendiğiniz bilgiler ışığında dikkatli gözlemlere bağlı kalın, ister bir iki deney ve basit aletler yaparak içinizdeki çocuğu serbest bırakın veya bu işi tam yapmak istiyorum derseniz de kendinize özel mini bir meteoroloji istasyonu kurun.

Sıcaklık Ölçme

Hava sıcaklığını ölçmek için öncelikle termometre gibi basit bir alete ihtiyacınız var. (Daha doğru karşılaştırmalar yapabilmek için iki tane termometre de gerekebilir.) Bunları internet üzerinden, belli bir alanın ürünlerini satan dükkânlardan veya bilim müzelerinden alabilirsiniz. Şimdi biraz yaratıcılık zamanı! Bazı sonuçları gördüğünüzde şaşıracaksınız.

• Sıcaklığı farklı yüksekliklerde ölçmeyi deneyin. Örneğin yerden 5 cm ve 2 m yükseklikte olabilir. Aralarındaki fark nedir? Farklı hava şartlarında ve günün farklı saatlerinde nasıl değişim gösteriyorlar?

• Sıcaklığı binalara yakın yerlerde ve açık bir alanda ölçmeyi deneyin. Aralarındaki fark nedir?

• Her 24 saatlik süre zarfında en yüksek ve en düşük sıcaklığı bulun. Bu ölçme işlemini iki aşamalı yapmayı deneyin. Önce öğlen saat 2’de en yüksek sıcaklığı bulun. Daha sonra ikinci sıcaklığı, sıcaklıkların gece vakti en düşük olduğu zamana yakın olan sabahın en erken saatlerinde ölçmeyi deneyin. Birkaç gün boyunca ölçtüğünüz sıcaklıkları bir yere not edin. Daha sonra ise aralarındaki benzerlik ve farklılıkları bulmaya çalışın ve bir şablon oluşturup oluşturmadıklarına bakın.

Rüzgâr Nereye Götürürse

Biri havanın rüzgârlı olduğunu söylüyorsa kendi kendinize bunun sadece rüzgâr olmadığını, alçak basınç bölgesine esen yüksek basınçlı hava olduğunu rahatlıkla söyleyebilirsiniz. Havaalanlarında gördüğünüz rüzgâr tulumu ve rüzgâr gülü (bkz. sayfa 13) rüzgârın yönünü tespit eden, kendi başınıza da yapabileceğiniz türden basit aletlerdir. Rüzgâr gülü için birbirine bağlı iki bağlama kolunun üzerindeki pusula noktalarının doğru olduğundan emin olun. Bunu bir pusula aracılığıyla doğru bir şekilde ayarlayabilirsiniz. Rüzgâr tulumu hakkında detaylı bilgi için 49. sayfaya göz atabilirsiniz. Rüzgâr tulumunu ve gülünü yüksek noktalara yani rüzgârı rahatlıkla ölçebilecekleri yerlere yerleştirin.

Ayna Ayna…

Şimdi aynayı duvardan indirelim ve yere koyalım. Bu son derece basit yöntemle, havanın gerçekte ne kadar bulutlu olduğunu görebilirsiniz. Başlangıç olarak büyük bir aynaya ihtiyacınız var.

• Cetvel ve kalem (yağlı kalem veya pastel boya) kullanarak aynanın cam yüzeyine 16 tane eşit büyüklükte kare çizin. (Bu işleme başlamadan önce aynanın aile yadigârı olmadığından emin olun!)

• Aynayı tüm gökyüzünü görebileceğiniz şekilde yere koyun.

• İçinde bulutların olduğu kareleri sayın. Sonra bu sayıyı “oktaları” hesaplayabilmek için ikiye bölün. Oktalar, gökyüzündeki bulut miktarını belirlemek için kullanılan ve her birinin gökyüzünün sekizde birini temsil ettiği ölçme birimidir. 0-8 arasındaki değişken bir ölçekte bir uçta bulunan 0 okta tamamen bulutsuz bir havayı gösterirken 8 okta çok bulutlu bir hava olduğunu gösterir. Bu iki sayı arasındaki oktalar ise farklı miktarlarda bulutun olduğunu gösterir.

Suyu Yoklamak

Yağış miktarını ölçmek için, içerisinde su toplanabilen ve bu suyun derinliğini ölçebileceğiniz herhangi bir kap işinizi görecektir. Bunu yaparken bir sorunla karşılaşabilirsiniz. Siz daha ölçme işlemini yapamadan toplanan yağmur suyunun bir kısmı buharlaşabilir. Daha doğru sonuçlar alabilmek için bu iş için özel olarak tasarlanmış bir cihaz alın veya kullanacağınız kabı dışarı yerleştirmeden önce yan tarafına ölçüm işaretleri koyun. Ölçme aletinizi ağaç ve binalardan uzak açık bir alana yerleştirin.

• Her gün aynı saatte ölçme aletini kontrol edin ve yağış miktarını ölçün.

• Birkaç tane reçel kavanozu veya yağmur suyunu toplayabileceğiniz basit kaplar bulun. Bu kapları ağaçların altına ve binalara yakın farklı farklı yerlere koyun. Ağaç ve binalar yeryüzüne ulaşan yağış miktarını ne derece etkiliyor?

Su İşleri

• Kar, bir çeşit donmuş yağmur suyu olmasa da (kar taneleri bulutların içinde oluşmaya başlar) yağmurla aynı temel maddeden oluşur: su. Yerde 25 cm kalınlık oluşturacak bir kar yağışı, yaklaşık olarak 2,5 cm’lik bir yağmur yağışına eşittir. Bunu bir ölçme kabı içerisine kar toplayıp derinliğini ölçerek ve ardından eriyen karın ne kadar su ettiğine bakarak anlayabilirsiniz.

• Sağanak yağışta düşen damlalar, yağmur çiselerken düşen damlalardan daha büyüktür. Büyüklüklerini karşılaştırmak için bir kurutma kâğıdının üzerine akmalarını sağlayın. Daha sonra hızlı bir şekilde büyüklüklerini ölçün.

• Kar yağışının derinliğini ölçmek oldukça kolay bir iştir. Öncelikle karın biriktiği bir yer bulun. Karın engebeli bir biçimde biriktiği yerlerden kaçının. Daha sonra karın içine bir çubuk ya da kısa bir tahta sokun. Çubuğun karın üst bölgesine denk gelen kısmına bir işaret koyun. Son olarak da bir cetvel yardımıyla derinliği cm cinsinden hesaplayın.

Konumuz Basınç

Hava basıncının yüksekliğe bağlı olarak nasıl değiştiğini görmek için bu deneyde bir barometreye ve yüksek bir tepeye ihtiyacınız olacak. (Çıkabildiğiniz kadar yükseğe çıkın.) Eğer şehirde yaşıyorsanız ve etrafınızda beton binalardan başka bir şey yoksa tepe yerine bir gökdelene ya da yüksek bir kilise kulesine çıkabilirsiniz. Barometredeki değerleri farklı yüksekliklerde okuyun. Mesela ilk olarak yer seviyesinde okuyup sonra yavaş yavaş yukarı çıkabilirsiniz. Değerleri ve günün hangi saatlerinde ölçüldüklerini bir kenara not edin. Bunu yapmak daha sonra karşılaştırma yaparken işinizi kolaylaştırır. Kendi kendinize bir barometre yapmak istiyorsanız detaylar için 34. sayfaya bakabilirsiniz.

Evinizdeki Meteoroloji İstasyonu

Yaşadığınız bölgenin hava durumunu takip etmek istiyorsanız kendi küçük ölçekli meteoroloji istasyonunuzu rahatlıkla kurabilirsiniz. Ama biraz masraflı olabilir. Başlangıç için gereken malzemeler şunlardır:

• Hava basıncını ölçmek için bir barometre.

• En yüksek ve en düşük sıcaklıkla birlikte arada kalan sıcaklıkları da ölçmek için bir termometre.

• Nem ölçümü için ıslak ve kuru higrometre (resme bakınız).

Aletlerinizi korumak için bir de korumaya yani kendi yapımınız olan Stevenson Koruması’na ihtiyacınız olacak. Tabanı olmayan ahşaptan bir kutu ya da delikli bir koruma işinizi görür. Korumanızı ısı radyasyonunu yansıtması için beyaza boyayın ve temiz tutun. Ağaç ve binalardan uzak açık bir alana yerleştirin. Güvende olduğundan ve dengeli durduğundan emin olun. Aletlerinizi bu korumanın içine yerleştirin ve her gün değerleri okuyun. Bu işlemi günde iki kere veya her gün aynı saatte tekrarlayın.

Malzemeleri Nereden Temin Edebilirim?

Meteoroloji dernekleri veya müzeler size bazı malzemeleri bulmanızda yardımcı olabilir. İnternet üzerinden de bulabilirsiniz. Dernekler ve internet siteleri kendi deneylerinizi ve ev yapımı aletlerinizi yapabilmek için size ilham kaynağı olabilir. Aşağıdaki internet adreslerinden araştırmanıza başlayabilirsiniz:

www.salemclock.com/weather/weather01.htm

www.miamisci.org/hurricane/weatherstation.html

www.rmets.org/weather/observing/index.php

Bir Köşeye Not Edin

Yaptığınız tüm bu araştırmanın boşa gitmesini istemezsiniz. Topladığınız verileri bir not defterine yazabilirsiniz. Daha sonra notlarınızı karşılaştırarak aralarındaki bağlantıları görüp bölgenizin hava durumu hakkında daha fazla bilgi sahibi olabilirsiniz. Kitap boyunca evinizi BBC’nin meteoroloji istasyonuna çevirmeden hava durumunu nasıl takip edebileceğinizi anlatan “Kendin Yap” ipuçlarıyla karşılaşacaksınız.

2. BÖLÜM: HAVANIN İŞLEYİŞİ

4. Atmosferin Yapısı

Bildiğimiz gibi dünyanın atmosferine ne dokunabiliyoruz ne de onun kokusunu alabiliyoruz. Durum böyle olsa da atmosfer aslında hep etrafımızda ve hayatta kalabilmemiz için son derece önemli. Atmosfer dünyamızı saran bir battaniyeye benzer. Dünyanın sıcaklığını ayarlar ve onu radyasyondan korur. Kafamızı kaldırıp gökyüzünün sonsuz maviliğine baktığımızda orada pek de önemli şeyler oluyormuş gibi gözükmeyebilir ama kendimizi kandırmayalım! Orası doğal güçlerin sürekli, fakat göremediğimiz bir şekilde etkileşimde oldukları ve hava durumunu değiştirdikleri çok hareketli bir yer.

Gaz Torbası

Atmosferin doğasına ilişkin bir ipucu, kelimenin kendisinde saklı olabilir. Size en yakın sözlüğü elinize alın, atmosferin Yunanca atmos (buhar) ve sphaira (küre) kelimelerinden geldiğini göreceksiniz. Kısacası gazla dolu kocaman bir torba diyebiliriz. Daha doğrusu atmosfer birkaç tane gazın bir araya gelmesiyle oluşan “hava” dediğimiz şeydir.

Soluduğumuz Hava

Atmosferin içeriğini oluşturan en eski gazlar arasında karbondioksit, nitrojen, metan ve “soy gazlar” diye tabir edilen helyum ve argon ikilisi vardır. Aynı şekilde su buharı da uzun bir süredir atmosferin içeriğinde yer almaktadır. Ama soluduğumuz havanın en önemli bileşeninin ilk oluşumu, ilkel bakterilerin milyonlarca yıl önce ortaya çıkışına kadar gerçekleşmedi.

Fotosentez diye adlandırılan kimyasal işlemle güneşten yararlanan bu bakteriler, atmosferin içindeki karbondioksiti çekip yerine oksijen adında yeni bir gaz bıraktılar. Bu oksijenin bir kısmı ozona dönüştü. Ozon ise daha sonrasında güneşin zararlı ultraviyole ışınlarına karşı bir koruma kalkanı haline geldi ve insanların da dahil olduğu daha karmaşık yaşam formlarının gelişmesine olanak sağladı.

Günümüzde, atmosferdeki havanın yaklaşık %78’i nitrojenden, %21’i ise oksijenden oluşmaktadır. Geri kalan yüzdelik kısımda ise diğer gazlar, su buharı, aerosoller (toz, virüs ve bakteri gibi sert tanecikler) ve hidroksit kökü (OH) gibi az miktarda yüksek tepkili moleküller vardır. Bunların içerisinde OH çok önemlidir, çünkü atmosferi hidrokarbonlar gibi kirliliğe yol açan maddelerden arındırır.

Çekim Gücü

• Atmosferi dengede tutan şey, Dünya’nın yerçekimi kuvvetidir.

• Atmosfer, gezegenin üzerinde 547 kilometreye kadar genişleyebilir. Bu sayı Dünya’nın 13.000 kilometrelik çapı söz konusu olduğunda devede kulak gibi kalır.

• Yerçekimi kuvveti dünyaya yaklaştıkça daha kuvvetli olduğu için soluduğumuz havanın çoğu atmosferin alt kısımlarındaki 17 kilometrelik alanda bulunmaktadır.

• Atmosferin daha uzağına doğru gidildikçe yerçekimi kuvveti azaldığından dolayı hava seyrekleşir. Yüksek rakımlarda nefes almakta zorlanmamızın nedeni budur ve dağcılar da bu nedenden dolayı yanlarında oksijen tüpleri taşır.

Basınca Karşı Direnç

Kara üzerindeyken havanın üzerimizde ne kadar basınç uyguladığının farkında olmayız, çünkü vücudumuz yeterince güçlü olmakla birlikte içerisinde havadan gelen basınca eş değerde bir basınç uygulayabilecek kadar hava barındırır. Buna karşın, bir uçağa bindiğimizde dış basınç önemli oranda düşer. Uçağın gövdesindeki baskıyı dengelemek ve azaltmak için uçağın iç kısmındaki basınç azaltılır. Yere indiğimizde bu azaltılan basınç, artan dış basınçla örtüşebilmesi için tekrar artırılır. İşte bu yüzden yere indiğimizde kulaklarımız patlıyormuş ve geçici sağırlık yaşıyormuşuz gibi hissederiz, çünkü bu sırada vücutlarımız basınç değişimine kendini adapte etmeye çalışmaktadır.

Basınç Saldırısı!

Hava tarafından uygulanan basınç genel olarak “inç karede pound” yani psi⁵ biriminde ölçülür. Yerden 3000 metre yükseklikte, hava basıncı yaklaşık 10 inç karede pound (10lb) ve her 6 santimetre karede 4,5 kg olur. Bu rakam deniz seviyesinde 14,7 psi’ye kadar çıkabilir.

KENDİN YAP!

Hava basıncını ölçmek istiyorsanız bir barometreye ihtiyacınız olacak. Kendi kendinize basit bir barometre yapmanız için gerekenler:

• Bir balon

• Bardak veya kavanoz (üst tarafı geniş olmalı)

• Pipet

• Paket lastiği

• Bant

• Kâğıt parçası

• Makas ve kalem

Öncelikle balonu genişletmek için şişirin ve daha sonra söndürün. Daha sonra balonu ortasından ikiye yatay olarak kesin ve şişirdiğiniz kısmın ucunu kenara atın. Balonun kalan kısmını kapaksız kavanozunun üstüne doğru gerdirin ve etrafına lastik bant geçirerek sabitleyin. Bunu yapmış olduğunuzda havayı belli bir basınç ortamında tutmuş olursunuz.

Şimdi bu balondan “kapağın” üzerine bir pipet yapıştırın. Yapıştırdığınız yeri pipetin uzunluğunun çeyreğine denk gelecek şekilde ayarlayın (resme bakınız). Kavanozu kâğıt parçasını yapıştırdığınız duvara doğru yerleştirin ve pipetin hareketini gözlemlemek için başlangıç pozisyonunun olduğu yere bir işaret koyun. Balon, kavanoz etrafındaki hava basıncı değişimlerini gösterir. Yüksek hava basıncı balonu iter ve böylece pipet yukarı kalkar. Alçak hava basıncı ise kavanozun içindeki havanın genişlemesini ve balondan kapağın yükselmesini sağlar, bu da pipetin aşağı doğru inmesine neden olur.

Bir hafta boyunca her gün belirli zaman aralıklarında pipetin hareket ettiği yerleri işaretleyerek aralarındaki bağlantıları görmeye başlayacaksınız. Güneşli günlerde pipetin yüksek basınçtan dolayı yukarı kalktığını ve yağmurlu günlerde pipetin aşağı indiğini göreceksiniz. Çok kullanışlı bu ev yapımı aletle şimdi siz de havadaki değişimleri görebilirsiniz!

RUH HALİMİZİ ETKİLEYEN HAVALAR

Odaklanmakta zorlanıyor musunuz? Gözlüklerinizi nereye koyduğunuzu unuttunuz mu? Suçu hemen havaya atmaktan kolay ne var ki? Atmosferik basınç yükselip alçalarak dalgalanmalara neden olur. Ukrayna’da yapılan bir çalışma, dalgalanma sonucunda oluşan en ufak bir değişikliğin bile odaklanmamızı ve kısa süreli hafızamızı etkilediğini öne sürmüştür.

Her Şey Hazır!

Havanın oluştuğu yer olmanın dışında atmosfer, sıcaklık ve hava miktarının merkezi ısıtma, havalandırma, nem aygıtları ve çatı yalıtımı tarafından kontrol edildiği tam teçhizatlı bir eve benzer. Atmosfer,

• nefes alabilmemiz için oksijen yönünden zengin bir hava sağlar.

• havadaki su buharını dönüştürüp yağmur olarak sıvı hale getirir.

• yaşamı sürdürebilmek için yeterli miktarda güneş ısısını ve ışınını içeri alırken aynı zamanda dünyayı güneşin zararlı ultraviyole ışınlarından korur.

• gezegeni dışarıdan izole ederek uzay boşluğunun dondurucu soğukluğundan korur.

Çak Bir Beşlik

Dünya atmosferinin aşağıdaki gibi beş katmana veya bölgeye bölündüğü öne sürülmektedir:

1- Troposfer

Troposfer, dünyaya en yakın olan ilk katmandır ve yerden 8-17 kilometre yukarı kadar uzanır. Hava olaylarını şekillendiren atmosferik koşullar burada gerçekleşir. Gezegendeki atmosferik gazların neredeyse yarısını içerisinde barındıran troposferde en yüksek hava yoğunluğu görülür. Büyük bir depolama ısıtıcısı görevi gören yeryüzü, güneş ısısını tutar ve bu ısıyı troposfere yansıtır. Bu yüzden bu bölgedeki hava, yüzeye en yakınken en sıcak halini alır.

2- Stratosfer

Troposferin üzerinde olan ve dünya üzerinden 17-50 kilometreye kadar uzanan bu bölge, içerisinde 25 km yükseklikte ozon tabakasını barındırır. Oksijenin kimyasal olarak aktif bir türü olan ozon, güneşten gelen birçok zararlı ışını emer ve böylece gezegeni korur. Ozon bu ışınları emerken ısındığı için troposferden farklı olarak stratosferde yükseklere çıkıldıkça sıcaklık artar. Bu katmanda az miktarda bulut da bulunur.

3- Mezosfer

Dünya üzerinden 85 kilometreye kadar uzanan genişliğiyle mezosfer veya “orta” küre, içerisinde ozon barındırmaz ve tamamen soğuktur. Atmosferin en soğuk tabakasıdır.

4- Termosfer

Termosferin dış kenarı yani “sıcak” katman dünya üzerinden 640 kilometreye kadar uzanır. Burada bulunan hava son derece incedir. Soğuk mezosfere kıyasla burada sıcaklık yükselmeye başlar. İçerisinde ozon bulunmadığından burada güneşin yaydığı radyasyon daha kuvvetlidir ve sıcaklık 1700°C’ye kadar çıkabilir.

5- Ekzosfer

Ekzosfer yani “dış” katman, atmosferin uzay boşluğuyla buluştuğu yerdir. Ekzosfer, termosferin üzerinde bulunmaktadır ve bazı bilim insanları gezegenin üzerinden 9600 kilometreye kadar uzandığını düşünmektedirler.