Hava tahmini- kısa ve uzun vadeli hava tahmini- matematiksel betimleme

remşit · #1 22.11.08, 14:57

İnsanlar çok eski çağlardan bu yana hava tahminlerinde bulunmuşlardır; ama havanın bilimsel yöntemlerle incelenmesi, oldukça yenidir. Hava tahmini konusunda önemli girişimler, ancak elektrikli TELGRAF gibi haberleşme araçlarının ortaya çıkmasıyla gerçekleşmiştir.
İngiltere Meteoroloji Kurumu'nun ilk başkanı olan Amiral Fitzroy, 1863 yılında alçak basınç alanlarının oluşmasında sıcak ve soğuk hava kütlelerinin rolünü saptadı. 19181921 yılları arasında,V.ve j. Bjerknes adlı iki Norveçli, siklonların oluşmasını açıklayan Bergen kuramım geliştirdiler. Bu kuram, günümüzde de, hava tahminleri konusunda ve havanın
incelenmesinde birçok yöntemin temelini oluşturur. 1940 yıllarında İngiliz R. C. Sutcliffe ve İsveçli S. Peterssen, üç boyutlu inceleme ve hava tahmini yöntemlerini ortaya attılar ve bütün meteorologların yararlanabileceği analitik ve ampirik araçlar geliştirdiler.
Bundan sonra, bilgisayarların ortaya çıkışına kadar büyük bir ilerleme görülmedi. Günümüzde dünyanın önde gelen meteoroloji istasyonlarında, yüksek hızlı BİLGİSAYARLAR kullanılmaktadır. Bilgisayarlar, başlangıç ölçümlerini, hava değiştikçe sürekli yenileyerek, gerçek zaman boyutunda hava tahmin çizelgeleri hazırlamaktadırlar.
Kısa vadeli hava tahmini: Bulutların hareketini ya da sağnak biçimindeki yağışı radardan izleyen gözlemci, belli bir yer ve bir, iki (hattâ altı) saat sonrası için, oldukça doğru hava tahminleri yapabilir. Ancak, daha uzun vadeli tahminler yapabilmek için, çok geniş bir alandaki hava koşullarını bilmek gerekir. Bu alan, 24 saatlik bir hava tahmini için 5 000 km'yi, daha uzun süreler içinse, bütün bir yarıküreyi içine alabilir.
Yarıkürenin bir yerindeki atmosfer olayları, havanın genel dolaşımı nedeniyle, yarıkürenin başka yerlerindeki gelişmelere bağlı olabilir. Ayrıca, oluşan süreçler, yalnızca yer değiştirme biçiminde değildir. Hava tahmincisi, kendi yöresindeki hava sistemlerinde büyük bir değişiklik görülmese bile, bütün yarıküredeki atmosfer oluşumlarını bilmek zorundadır.
Bir Birleşmiş Milletler kuruluşu olan Dünya Meteoroloji Örgütü'nün (WMO) desteğiyle kurulmuş olan meteorolojik haberleşme sistemi, bütün yarıkürede 12 saatte bir, yarıkürenin yarısında 6 saatte bir, daha küçük bölgelerde de 3 saatte bir, eksiksiz bilgi alışverişi sağlamaktadır. Yapılan gözlemlerin (Bk. METEOROLOJİ) sonuçları, bölgelere, ülkelere ve kuşaklara göre düzenlenir. Böylece beş basamaklı yedi ya da sekiz sayıdan oluşan bir şifre dizisi, belli bir yerdeki hava konusunda bütün bilgiyi verir. Aynı yöntemle, veri alışverişinde de bulunulur ve bütün yarıküre için, düzenli aralıklarla çizelgeler hazırlanır. Böylece, herhangi bir ülkedeki bir meteorolog, gerekli hava raporunu, gözlemin yapılışından aşağı yukarı iki saat sonra elde edebilir. Veriler, ulusal meteoroloji merkezlerindeki bilgisayarlara verilerek, tahmin için gerekli hesaplara uygun nitelikleri ve tutarlılığı taşıyıp taşımadıkları denetlenir. Aynı anda atmosfer ses aygıtlarından (radyosonda) gelen veriler, dünyanın her yanma ulaştırılarak, rüzgarlar, sıcaklık ve nem derecesi konusunda bilgi verilir.
En yaygın hava tahmini yöntemi, «izobarlar (eşbasınç çizgileri) ve «cephe»ler (iki kütlenin karşılaştığı sınır) içeren bir dizi hava tahmin çizelgesi hazırlamaktır. Atmosferin belli bir andaki durumunu yansıttıkları için, bunlara,«sinoptik çizelgeler» denir. Hem yer düzeyi için, hem de 15 000 m yüksekliğe kadar düzenli aralıklarla hazırlanan çizelgeler, hava tahmincisine, atmosferin son durumu ile hava sistemlerinin hareketi ve gelişmesi konusunda, üç boyutlu, oldukça iyi bir gösterge verir.
Hava değişikliklerinin yeralabileceği alanların, sözgelimi bir alçak basınç alanının oluşmasını, genişlemesini ve hareket yönünü ya da bir yüksek basınç alanının oluşmasını saptamak için, bu çizelgelere, çeşitli matematiksel ampirik kural ve deneyler uygulanabilir. Zamanla, hava tahmincileri, çizelgeleri ve bunlarla ilgili ampirik tahmin yöntemlerini kullanmada oldukça uzmanlaşmışlardır. Günümüzde sayısal yöntemler, bu uzmanlığı tamamlamıştır (bir ölçüde de yerlerini almıştır). Sayısal yöntemlerde atmosfer hareketini betimleyen temel matematiksel ve fiziksel denklemler, son veriler kullanılarak, gerçek zaman için çözülür.
Matematiksel betimleme: Temel denklemler, açı.sal momentumun korunumu ilkesine dayanan hareket denklemleri (en yalın biçimiyle, rüzgar ile basınç değişiklikleri ve dünyanın dönmesinden doğan kuvvet arasında bir ilişki kurar) ve basınç ile yükseklik ve yoğunluk arasında ilişki kuran hidrostatik denklemlerdi. Hava tahmini sorununun karmaşık olması nedeniyle ve bu denklemlerin çözülebilir olması için, birçok fiziksel ve matematiksel varsayım yapmak gerekir. Ayrıca, bir girdabın ya da atmosferdeki sarmal
dönme olayının matematiksel ifadesi gibi, bir ya da daha çok denklemden yararlanmak da gerekebilir. Belli denklemler ve varsayımlar topluluğuna, «hava tahmin modeli» denir. Normal olarak, bilgisayarın verdiği sonuçlar, atmosferdeki çeşitli basınç düzeylerini gösteren çizelgelerden oluşur. Bu düzeyler 700 milibar (3 000 m), 500 milibar (5 600 m), 300 milibar (9i 000 m) ve 200 milibar (12 000 m) kadardır. Çizelgedeki çizgiler, 60 metrelik bölümler halinde yükseklikleri gösterir ve çizgi aralıkları ile rüzgar arasında doğrudan ilişki vardır.
En gelişmiş modeller bile, ancak çok genel bir hava tahmini tablosu sunabilmektedir. Bu, özellikle, tahmin kısa bir süre içinde yapılacaksa geçerlidir. Bununla birlikte, önceden yapılan hesaplar, beklenilen basınç dizisini ve rüzgarları oldukça iyi belirtmekte, rüzgarların rol oynadığı olaylarda (sözgelimi uçuş rotasının belirlenmesinde) başarılı sonuçlar vermektedir.
Bir ulusal hava tahmin istasyonundaki sorumlu hava tahmincisi, meteorologlardan oluşan bir ekiple birlikte sinoptik çizelgelerden, sayısal tahminlerden, uydudan çekilen resimlerden ve radar verilerinden oluşan bütün bilgileri toplar ve yapacağı hava tahmini için önemli gördüğü bütün olayları belirlemeye çalışır. Bir, iki ya da üç gün sonrasının hava tahminini içeren bir dizi çizelge hazırlanır. Bu çizelgeler, uluslararası anlaşma gereğince, öteki hava tahmin kuruluşlarına gönderilir. Beklenilen hava konusunda teknik terimlerle yapılan bir değerlendirme, tarım, ticaret ve endüstri alanlarına uygun, ayrıntılı tahminler yapacak olan yerel tahmincilerin başlıca dayanağıdır.
Birçok ülke, hava tahminini her altı ya da on iki saatte bir, Greenwich saatiyle 00.00, 06.00, 12.00 ve 18.00 olan ana haber saatlerinde yeniler. Aradaki saatlerde önemli yerel değişmeler ortaya çıkarsa, o bölgenin hava tahmincisince gözlenir.
Hava tahminlerinden yararlananlar: Halk için gerekli hava tahminleri radyo, TV ve basın aracılığıyla yayınlanır. Resmi yayınlar, geniş alanlar için genel hava tahminlerini iletirler; yerel radyo istasyonlanysa, ayrıntılı bilgi verirler. Ekonomik açıdan hava tahminciliğinin en önemli yanı, hava durumunun önemli olduğu işler için, bunlara özgü tahminlerin yapılabilmesidir. Hava ve deniz taşımacılığında rüzgar durumunun düzenli olarak bilinmesi, büyük önem taşır. Gaz ve elektrik kurumları da, enerji istemini etkileyecek etmenler (sıcaklık gibi) konusunda, uzun ve kısa vadeli tahminleri bilmek zorundadır. Taşımacılık ve ulaşımda kar, don, sis olaylarının bilinmesi gerekir. Çiftçiler, belli hastalıkları körükleyen hava koşullarıyla ve kuraklık dönemleriyle ilgilenirler. Hem ticaret hem de endüstri alanlarında, hava durumundan etkilenen ve hava tahmincisinin önerilerine gerek duyan daha birçok kesim vardır. Endüstrileşmiş ülkelerde hava tahmini hizmetinin, gayri safi milli hasılaya (katışıksız ulusal gelir) % 0,1 — 0,5 kadar katkıda bulunduğu hesaplanmıştır.
Havanın tahmin edilebilirliği: Hava tahmininin doğruluk oranı, göz önüne alınan hava olaylarının çapma bağlıdır. Tahminin geçerli olma süresiniyse, söz konusu hava özelliğinin sürekliliği belirler. Sözgelimi, sağnak yağmur yaklaşık 30 dakika sürer. Bundan sonra çevrede başka bir yağmur daha oluşabilir; ama bu, ilkine benzemez ve yeri tam olarak kestirilemez. Bu durumda hava tahmincisi, «yer yer yağmurlu» gibi genel tanımlamalarla yetinir.
Normal alçak ve yüksek basınç alanları, yaklaşık 45 gün (daha küçük olanlar daha kısa süre) etkilerini sürdürürler. Bu durum, kısa vadeli hava tahminlerinde kullanılan geleneksel yöntemlerin uygulanmasını sınırlar; çünkü geleneksel yöntemler, bir basınç haritasında belirlenebilen hava olaylarının incelenmesine dayanır. Oysa modern yöntemler, yeni gelişmelerin de izlenmesine olanak vermekte, ancak, gelişmenin beklendiği bölgeyi genel olarak belirleyebilmektedir. Tahminin kapsadığı süre ne kadar uzun olursa, verilen alan da o kadar genel olmak zorundadır. Bu yüzden, ayrıntılı bir hava tahmini, 24 ya da 36 saatle sınırlı olur. Daha sonraki bir iki gün konusundaki beklentilerse, genel olarak belirtilir. Günümüzde çok büyük bilgisayarlar, karmaşık atmosfer modellerini inceleyebilmektedir. Bunlarla, hava tahmini yöntemlerinin beş, belki de sekiz gün ileriye uzanacağı sanılmaktadır. Ne var ki, en son sınır sekiz gündür ve daha uzun dönemler için tahminlerde bulunmak, ancak yeni yöntemlerin geliştirilmesiyle gerçekleşebilecektir.
Uzun vadeli hava tahmini: Uzun vadeli hava tahminleri için istatistik ve örnekseme yöntemleri kullanmak gerekir. Genellikle 30 günlük bir dönemi kapsayan bu tür tahminler, beklenilen hava durumu konusunda ancak genel bir fikir verebilir. Bu tahminlerden, belirli bir gün havanın nasıl olacağı çıkarılmaz. Kullanılan yöntem, belirli bir süre (genellikle bir ay) boyunca elde edilebilen bütün verileri toplamak, bu süre içinde görülen yüzey basıncı ve sıcaklık değişmelerini belirlemek, sonra da kayıtları bulunan geçmiş yıllar içinde, yani 100 yıllık bir süre içinde, buna benzer değişme biçimleri aramaktır. Söz konusu ay içinde ve daha öncekilerde görülen hava olayları da göz önüne alınır. Bu yöntemin içerdiği başlıca güçlük, hava olaylarının hiç bir zaman tam anlamıyla yinelenmemesi, 100 yıllık bir süre içinde bile gerçek benzerlikler bulunmamasıdır. Bu yüzden, belli bir uzlaşmaya gitmek zorunlu olur. Kusursuz bir Örneksemenin yapılabilmesi için, yalnızca hava olaylarının değil, dünyanın her yanında yer yüzeyinin fiziksel durumunun da aynı olması gerekir.
Özellikle deniz yüzeyinin sıcaklığında ya da tropikal bölgelerdeki bitki örtüsünde ortaya çıkan değişiklikler, atmosfere giren ısı tutarını, dolayısıyle de hava sistemlerinin evrimini, önemli ölçüde etkiler.
İklimbilim:îklimbilim, atmosferin on ya da yüz yıl gibi uzun süreler boyunca gösterdiği ortalama hareketlerle ilgilenir. Belirli bir bölgede, sözgelimi bir köprünün ya da bir petrol kuyusunun yapım yerinde görülecek sıcaklık, rüzgar ve yağışların tahmin edilmesi, bu bilimin alanına girer. Uzun vadeli planlar yapılacağı zaman, yalnızca kısa süre önce görülen hava koşullarına bakarak tahminde bulunmak, geçerli bir yöntem değildir. Hem ortalama) hem de uç koşulları göz önüne akması gereken mimarlar, iklim
bilim verilerine başvururlar. Avrupa ve Kuzey Amerika'nın büyük bir bölümünde, XIX. yüzyıl boyunca yapılan oldukça ayrıntılı gözlemlerden elde edilmiş istatistikler vardır. Daha önceki zamanların ye başka bölgelerin iklimini tanıyabilmek içinse, tarihten, arkeolojiden, bitkibilimden, buzulbilimden ve bazı eski yazılarda bulunabilen kuraklık, sel gibi doğal yıkımlarla ilgili bilgilerden yararlanılır.
İklimbilimciler, gelecek konusunda tahmin yapabilmek için, uzun dönemler boyunca süregelmiş belli hava koşulları konusunda bilgi toplamaya çalışırlar. Ne var ki, 2030 yıl önce ortaya çıkan iklim değişikliklerinin son birkaç yüzyılda görülenlerden daha büyük olmadığı ve iklimbilim verilerine dayanılarak önümüzdeki kış ya da yazın, geçen kış ya da yazdan daha soğuk ya da sıcak olacağı konusunda anlamlı tahminler yapmanın olanaksız olduğu anlaşılmıştır. Uzun dönemlerde havanın göstereceği değişiklikler konusunda tahmin yapmak da güçtür. Geçmiş bir milyon yıl içinde yeryüzü, birbiri ardından buzul ve buzullararası dönemlerden geçmiştir. İçinde bulunduğumuz buzullararası dönem, aşağı yukarı 10 000 yıl sürmüştür ve bu süre, daha önceki buzullararası dönemlerin tahmini süresine eşittir. Bununla birlikte, günümüzde yeni bir buzul çağının geleceğini belirten hiç bir gösterge yoktur. Kuzey ve Güney kutuplarındaki buzlar, bazen bulundukları yarıkürenin sınırlı bölgeleri içinde güneye ya da kuzeye kayar; ama bu kaymalar, kutup bölgesinin öteki kesimlerinde, nispeten sıcak dönemlerle dengelenir.
Hava durumu ile çeşitli meteoroloji dışı etkenler arasında bağlantı kurulmaya da çalışılır. Hava olaylarının çok değişken olması, sınırlı zaman süreleri içinde, hava durumu ile haftanın belli bir günü gibi etkenler arasında, istatistik açıdan önemli görünen ilişkilerin kurulmasını sağlar. Ama süre genişletilince ya da başka bir dönem incelenince, söz konusu bağlantıların geçersiz olduğu anlaşılır.

Kaynak:4-4.cilt

Nüve Forum » Kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler »

Seçenekler
Yazdırılabilir şekli göster Sayfayı E-Mail olarak gönder
Stil
Normal Hybrid-Şeklinde gösterime geç Ağaç şeklinde gösterime geç

Bunlara Baktınız mı?