METEOROLOJİ

1. METEOROLOJİ Prof. Dr. F. Kemal SÖNMEZ 14-18 KASIM 2005 agri.ankara.edu.tr/~sonmez

2. Enerji, Sıcaklık ve Isı • Enerji, iş yapabilme kabiliyeti veya kapasitesi olarak adlandırılır. • Yeryüzünün en önemli enerji kaynağı solar enerjidir. • İki çeşit enerjiden bahsedilir • Kinetik enerji • Potansiyel enerji

3. Kinetik Enerji • Hareket enerjisidir. • KE = 1/2 mv2 • m = kütle • v = hız • Hız yüksek oldukça kinetik enerji de yüksektir. • Yüksek kinetik enerjili bir atmosfer olayı örnek verilecek olursa....

4. Kinetik Enerji

5. Hava Moleküllerinin Kinetik Enerjisi • Hava sıcaklığı hava moleküllerinin kinetik enerjisi ile doğrudan ilgilidir. • Moleküllerin kinetik enerjisi ne kadar yüksek ise hava sıcaklığı da o oranda yüksektir. • Moleküllerin kinetik enerjisi ne kadar düşük ise hava sıcaklığı da o oranda düşük olacaktır.

6. Hava Moleküllerinin Kinetik Enerjisi

7. Potansiyel Enerji • İş yapabilme kapasitesidir. • PE = mgh • m = kütle • g = yerçekimi ivmesi = 10 m s-2 • h = cismin referans düzleminden olan uzaklığı

8. Latent Enerji • Bir maddeye enerji verildiğinde o maddenin sıcaklığı artırılmış olur. • Ancak enerji vermeye devam edildiğinde bu madde sıcaklığını artırmak yerine yapısını değiştirir. • İşte bu maddenin durumunu değiştirmesine neden olan enerjiye Latent Isı veya Latentenerji denir.

9. Latent Enerji • Suyun sıcaklığının 100 oC den daha fazla artırmak bu nedenle mümkün değildir. Çünkü bu sıcaklıktan sonra buhar formuna dönüşür. • Ters yönde bir latent enerji akımı da mümkündür. Yani gaz halindeki bir madde enerjisi azaltıldığında sıcaklığı düşer ve sonucunda da sıvı hale dönüşür.

10. Latent Enerji

11. Latent Enerji

12. Latent Enerji

13. Havanın Nemi • Havanın su buharı taşıma kapasitesi sıcaklığı ile ilgilidir. • Sıcaklık arttıkça havanın taşıyabileceği su miktarı da artar.

14. Havanın Nemi

15. Havanın Nemi

16. Havanın Nemi • Su her sıcaklıkta buharlaşır. • Bu sebeple atmosferde sürekli bir miktar nem vardır. • Buna atmosfer nemliliği denir. • Nemliliği ölçen alete de higrometre denir.

17. Havanın Nemi • Hava kütlesinin sıcaklığına bağlı olarak taşıyabileceği maksimum nem miktarına Doyma Noktası denir. • Bir hava kütlesi doyma noktasına : • Sıcaklığı sabit kalıp su buharı kapsamı arttığında • Su buharı sabit kalıp sıcaklığı azaltıldığında erişir.

18. HİDROLOJİK DÖNGÜ • Su yeryüzünde sıvı halde bulunduğu gibi, buzullarda katı ve su buharı şeklinde de gaz fazında bulunmaktadır. • Yeryüzündeki suyun toplam miktarı 1,35 Milyar km3 dür. • Bunun % 97.9’u okyanuslarda % 1.5 kadarı kutuplarda ve kıta buzulları şeklinde, kalan % 0.6 ise tatlı su olarak bulunmaktadır.

19. HİDROLOJİK DÖNGÜ • Bu % 1’den küçük dilimin de % 80’i derin katmanlarda ve kullanılamayacak durumdadır. • Pratik olarak çok az bir miktar – ki % 0.014’den fazla değildir = 180 bin km3 – kullanılabilir durumdadır. • Bu miktar su da dağılım açısından çok düzensizdir ve giderek kirlenmektedir.

24. HİDROLOJİK DÖNGÜ • Bütün bunlar suyu yeryüzünün en bereketli ve hem de en çok korkulan elemanı yapmaktadır. • Su, hidrolojik çevrim içerisinde bir çok farklı durumlarda bulunabilmekte ve sürekli değişiklik gösterebilmektedir.

33. HİDROLOJİK DÖNGÜ

34. HİDROLOJİK DÖNGÜ • Herhangi bir bölgedeki su dengesi aşağıdaki basit formül ile açıklanabilir. • P + Qi = ET + Dr + Ru + Qf • P : yağış, • Qi: gözlem başlangıcında toprak nemi, • ET: evapotranspirasyon, • Dr: drenaj, • Ru: yüzey akış, • Qf: gözlem sonunda toprak nemi.

35. HİDROLOJİK DÖNGÜ • Sulama şartlarında eşitlik şu hale dönüşür : • I + P + Qi = ET + Dr + Ru + Qf • I : Sulama

36. Atmosfer nemliliğinin ifade şekilleri ve çeşitleri • Mutlak nem • Özgül nem • Buhar basıncı • Doymuş buhar basıncı • Bağıl nem • Çiğlenme noktası

37. Mutlak nem • 1 m3 hava içinde bulunan nemin gr olarak ağırlığına denir. • Mutlak nem = Su buharının ağırlığı / hava kütlesinin hacmi = gr/m3

38. Mutlak nem

39. Mutlak nem • 1000 mb basınca sahip bir hava kütlesini ele alalım. • Atmosferin bu hava kütlesine uyguladığı aynı şiddetteki basınçla denge halindedir. • Basınç = kuvvet / alan • Kuvvet = basınç X alan = sabit

40. Mutlak nem

41. Mutlak nem • Eğer bu hava kütlesi yükselir ve 500 mbar basınca düşerse, atmosferin üzerindeki basınçla denge haline gelebilmesi için • Kuvvet = basınç (düştü) X alan = sabit • Alanını genişletmesi gerekecektir.

42. Mutlak nem

43. Mutlak nem • Bu yükselen hava kütlesi içindeki nem içeriği değişecek midir? • Hayır... • Yükselen bu hava kütlesi içindeki mutlak nem sabitesi değişecek midir? • Hayır... Sadece hacim değişmiştir. Fakat birim hacim içindeki nem miktarı değişmemiştir. • Bu durumda mutlak nem atmosferin nem içeriği için iyi bir gösterge midir?

44. Özgül nem • Nemli havanın birim ağırlığında bulunan su buharının ağırlığına denir. • Özgül nem = su buharının ağırlığı/hava kütlesinin ağırlığı • Özgül nemin ekvatordan kutuplara doğru değişimi nasıldır?

45. Özgül nem

46. Su buharı basıncı • Havayı oluşturan gazların ve su buharının yaptığı basınçların toplamı hava basıncını verir. • Buhar basıncı, havanın basıncına eşit olunca kaynama meydana gelir. • Bu nedenle basıncın artması halinde kaynama sıcaklığı da artar.

47. Doymuş buhar basıncı • Doymuş durumda bulunan hava içindeki su buharının yaptığı basınca denir. • Doymuş buhar basıncı hava kütlesinin sıcaklığı ile doğrudan ilgilidir.

48. Doymuş buhar basıncı

49. Doymuş buhar basıncı • Belli sıcaklıkta ve doymamış durumdaki bir hava kütlesini doymuş duruma getirmek, yani doymuş buhar basıncına ulaşmak için hangi şartların sağlanması gerekir? • Hava sıcaklığını düşürmek • Nem içeriğini artırmak

50. Bağıl (nispi) nem • Atmosferik nemin tanımlanmasında en çok kullanılan ifade şeklidir. • Hava içinde bulunan su buharı miktarının, havanın aynı sıcaklıkta taşıyabileceği maksimum su buharı miktarına oranıdır.