SDÜ ZİRAAT FAKÜLTESİ TARIMSAL YAPILAR VE SULAMA BÖLÜMÜ METEOROLOJİ DERSİ

Transkript

1 SDÜ ZİRAAT FAKÜLTESİ TARIMSAL YAPILAR VE SULAMA BÖLÜMÜ METEOROLOJİ DERSİ

2

3 SICAKLIK Doğada 2 tip denge var. 1. Enerji ve sıcaklık dengesi (Gelen = Giden enerji) 2. Su dengesi (Hidrolojik döngü) Cisimlerin molekülleri titreşir ancak 273 oc de durur. Buna MUTLAK SIFIR NOKTASI denir. Isı Sıcaklık Isı: Bir cismin kütlesi içerisinde sahip olduğu enerji toplamıdır yani ısı mevcut potansiyel güç, sıcaklık ise bu gücün kinetik enerjisidir. Isı birimi kalori dir. 1 Kalori = 1 gram suyun sıcaklığını +4 oc den +5 oc ye çıkarmak için gerekli enerjidir. Sıcaklık birimi ise oc dir.

4 3.1 Sıcaklık Değişimi ve Isınma Isı iletimi üç yolla olur. KONDÜKSİYON KONVEKSİYON RADYASYON Isı iletimi daima yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa doğrudur.

5 Kondüksiyon (iletim) İki maddenin molekülleri arasında meydana gelen kinetik enerji akımına KONDÜKSİYONLA ISI İLETİMİ denir. Örneğin bir ucundan tutulan metal çubuk ateşe sokulursa elimizin sıcaklığının arttığını hissederiz.

6 Konveksiyon (taşınım) Isının akışkanların hareketiyle olan iletimine KONVEKSİYONLA ISI İLETİMİ denir. Soğuk bir odaya sıcak havanın doğal veya mekaniksel yollarla verilmesi ile odanın ısınması konveksiyonla iletime bir örnektir. Atmosferde genelde sıcaklığın dengelenmesi konveksiyon yolu ile olmaktadır.

7 Radyasyon (ışınım) Isının elektromanyetik dalgalarla iletilmesidir. Güneş en önemli radyasyon kaynağıdır. Güneş radyasyonunun gözle görülebilen kısa dalgaları ışık, gözle görülemeyen uzun dalgaları ise ısı olarak adlandırılır. Cisimler radyasyon enerjisini ya emerler, ya da yansıtırlar. Radyasyon enerjisi herhangi bir cisim tarafından emildiği zaman bu enerji ısı enerjisine çevrilir ve cismin sıcaklığı yükselir.

8

9 3.2 Sıcaklığın Yatay Dağılımı İzoterm eğrileri ile daha sonra anlatılacaktır. 3.3 Sıcaklığın Düşey Değişimi Atmosferde yukarı çıkıldıkça sıcaklık düşer. duruma Gradiyent sıcaklık azalması denir. Bu - Yükselen hava kitlelerinde oluşan hacim genleşmesi sonucu soğuma; alçalan hava kütlelerinde ise, sıkışma yani hacim azalması sonucu ısınma oluşur bu olaya Adiyabatik sıcaklık değişimi denir. - İnverziyonlar. Yükseldikçe sıcaklığın artması anlamına gelir. Yeryüzünden itibarense toprak inverziyonu denir.kış aylarında ortaya çıkar ve sise sebebiyet verir.

10 3.4 Çeşitli Sıcaklık ve Isı Terimleri Hava kütlesinin 1 atm. basınçta sahip olduğu sıcaklığa havanın potansiyel sıcaklığı denir. Isınma 1 gr su Isısı 1 gram buhar Ergime 1 gr buz Isısı 1 gram su Süblimleşme 1 gr buz Isısı 1 gram buhar

11 3.5 Sıcaklığın Ölçülmesi Sıcaklık yerden 2 m yüksekte güneş görmeyen beyaz boyalı siperlerde termograf ve termometrelerle ölçülür. Termometrede civa veya alkol vardır. Termometrelerin derecelendirilmesinde esas; damıtık suyun donma ve kaynama noktalarının arasındaki açıklıktır. 4 farklı derecelendirme vardır. 1.Celsius ıskalası (santigrat) Donma = eşit dilim.... Kaynama = 100 oc 2.Fahrenhayt ıskalası Donma = eşit dilim.... Kaynama = 212 of 3.Reomür ıskalası Donma = eşit dilim.... Kaynama = 80 or 4.Mutlak ıskala (Kelvin ıskalası) Mutlak sıfır -273oC den başlar M = oc+273

12

13 100 C ( F 32) 180 Sıcaklık Çevrimleri 5 C ( F 32) C 80 R 5 C 4 R F R 32 F R Örnek: 40 R=? o C =? o F 5 5 C R C o C 9 9 F R 32 F o F

14 Örnek; Celcius Fahrenhayt Reomür Kelvin 12 53,6 9, ,7 72,8 18,1 295,

15 3.6 Günlük Sıcaklık Ölçümleri Günlük sıcaklık ölçümleri saat 7,14 ve 21 de yapılır. Günlük ortalama sıcaklık Aylık ortalama sıcaklık T7 T14 2( T21) G. O. S. T1 T2... T30 AO.. S Maksimum Termometre Minimum Termometre

16 3.7. Sıcaklık Yönünden Belirli Günler Maksimum sıcaklık 25 o C = Yaz günü, 30 o C = Tropik gün -0.1 o C = Kış günü Sıcaklık herhangi bir an için 0 o C ise Donlu gün -10 o C ise Şid. donlu gün İlk don: Belirli bir bölgede yazdan kışa girerken görülen ilk donun tarihidir. Son don: Belirli bir bölgede kıştan yaza girerken görülen son donun tarihidir.

17 Tarımsal üretimin çeşitli aşamalarında bitkilerin dondan zarar görmesi söz konusu olduğundan, ilkbaharda meydana gelen son don ile sonbaharda meydana gelen ilk donun yüzde (%) olarak meydana gelme olasılığını bilmek faydalı olup, üreticilerin tedbir alması ve verebileceği zararı kısmen önlemesi mümkündür. Oluş şekline göre donlar; a) Radyasyon donu ve b) Rüzgar veya adveksiyon donu olmak üzere iki grupta toplanır. Radyasyon donu : Sakin ve bulutsuz gecelerde yeryüzünden kaçan radyasyonun kontrolsüzce boşluğa yayıldığı zamanlarda toprak sıcaklığı ve aynı şekilde toprakla temas halindeki havanın da sıcaklığı azalır. Eğer soğuma oldukça yüzeyde olursa soğuk hava tabakası gece ilerledikçe derinleşerek hava sıcaklığı donma noktasının altına düşer ve radyasyon donu meydana gelir.

18 b) Rüzgar veya adveksiyon donu : Kutup bölgelerinden gelen soğuk hava kütlelerinin, hava hareketi (rüzgar) ile bölgenin hava sıcaklığını aniden düşürerek dona neden olmakta ve rüzgar (adveksiyon) donu olarak tanımlanmaktadır. Donun cinsi Rüzgar hızı < 18.5 km/saat Rüzgar hızı > 18.5 km/saat Hafif don 0.0 o C o C 0.0 o C o C Mutedil don o C o C o C o C Şiddetli don o C o C o C o C Çok şiddetli don o C den düşük o C den düşük

19 3.8. Sıcaklık ve Bitki Bitkiler için en önemli iklim parametresi sıcaklıktır. Bitkilerin optimum sıcaklık istekleri belirlenmelidir. Tarımsal meteoroloji bu konuyla ilgilenir. Genel olarak bitkiler 7-38 o C arasında optimum gelişir. Bitkilerin dona dayanımları birbirinden farklıdır. Zeytin 10 o C ye dayanırken, turunçgil -10 o C ye ancak birkaç saat dayanabilir.

20 Çeşitli bitkilerin çimlenmesi için gerekli en düşük sıcaklıklar : Bitki Çeşidi Çavdar Buğday Arpa Yulaf Bezelye Mısır Tütün Pamuk Çimlenme derecesi ( o C)

21 Bazı bitkiler için optimum sıcaklıklar : Bitki çeşidi Optimum sıcaklık ( o C) Mısır Pamuk Soğan Turunçgiller 22-32

22 Çeşitli meyve ağaçlarının fenolojik dönemlerdeki dona karşı dayanabilecekleri sıcaklıklar ( o C) Ağaç Çeşitleri Tomurcuklanma Çiçeklenme Meyve Bağlama Elma Şeftali Armut Erik

23 BUHARLAŞMA Doğada suyun hidrolojik döngüsünün önemli bir unsurunu oluşturan buharlaşma, yeryüzünde sıvı ve katı halde farklı şekil ve şartlarda bulunan suyun meteorolojik faktörlerin etkisiyle atmosfere gaz halinde dönüşüne yani suyun su buharı haline gelmesine BUHARLAŞMA denir. Buharlaşma Bulutların oluştuğu sonucunda yerlerde bulutlar ve meydana bulutların gelir. atmosferde taşınması sonucunda yağışlar meydana gelir. Yağışların bir kısmının toprağa sızması sonucu yeraltı sularını meydana gelir. Bir kısmı da yüzey akışla ya da doğrudan akarsulara, göllere ve denizlere gitmektedir. Bu şekilde oluşan döngüye HİDROLOJİK DÖNGÜ denir.

24 HİDROLOJİK DÖNGÜ

25 Yeryüzünde su bulunan her yüzey, atmosferdeki su buharının kaynağıdır. Akarsular, göller ve denizler, nemli topraklar, karla örtülü veya buzla kaplı yüzeyler, ormanlar, bitki örtüsüne sahip araziler üzerinde sürekli olarak buharlaşma meydana gelmektedir. Su yüzeyinde meydana gelen su kayıplarına buharlaşma (evaporasyon), bitkilerden meydana gelen su kaybına terleme (transpirasyon) denir. Bitkilerden ve topraktan meydana gelen su kaybına ise evapotranspirasyon adı verilir.

26 Buharlaşmaya Etki Eden Faktörler : Su yüzeyi ve ıslak yüzeylerden buharlaşan su, hidrolojik döngü içinde sürekli olarak hareket halindedir. Su yüzeyini terk eden su buharı miktarı, birim alan üzerindeki havanın özelliklerine (meteorolojik şartlara), suyun ve çevrenin özelliklerine göre farklılık göstermektedir. Suda meydana gelen bu değişiklik bir enerji etkisiyle olmaktadır. 1 gram suyun buhar haline gelebilmesi için kalorilik ısıya gereksinim duyulmaktadır. Buharlaşma; difüzyon, konveksiyon veya rüzgar etkisiyle meydana gelir. Havanın buhar basıncı, su sıcaklığına paralel olarak doymuş buhar basıncının altına düşünceye kadar difüzyon olayı devam eder. Su havadan daha sıcak olduğu zaman konveksiyon (dikey yönde hareket) hareketi başlar. Bu değerlendirmenin ışığı altında buharlaşmaya etki eden faktörleri aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz.

27 1. Meteorolojik Faktörler : Güneş radyasyonu, hava buhar basıncı, sıcaklık, basınç ve rüzgar buharlaşmayı etkileyen önemli meteorolojik faktörler arasındadır. a) Güneş Radyasyonu : Isının başlıca kaynağı güneşten gelen radyasyondur. Azalan veya artan ısı değişimleri, buharlaşma miktarı için önemli bir faktördür. Güneşten gelen enerji miktarı mevsime, günün saatine ve havanın bulutlu veya açık olmasına göre değişir. Radyasyon enerjisi, aynı zamanda enlem, yükseklik ve yöne göre de farklılık gösterir.

28 b) Hava Buhar Basıncı : Buharlaşma, su yüzeyindeki buhar basıncı ile suyun üstündeki buhar basıncının arasındaki fark ile orantılıdır. Sudaki buhar basıncı (ew), havadaki buhar basıncından (ea) büyük olduğu sürece buharlaşma devam eder ve ew = ea olunca buharlaşma durur. Buna göre hava buhar basıncı arttıkça buharlaşma miktarı azalır. c) Sıcaklık : Doymuş buhar basıncı sıcaklığa bağlı olduğundan buharlaşma oranı, hava ve su sıcaklıklarından büyük miktarda etkilenir. Buharlaşmanın günlük ve yıllık değişimleri, sıcaklığın günlük ve yıllık değişimlerine çok benzer. Gün boyunca buharlaşma sabah saatlerinde minimum, öğleden sonra saatleri arasında ise maksimum değerine ulaşır. Yine sıcaklıkla ilgili olarak buharlaşma soğuk mevsimde az, sıcak mevsimde fazladır.

29 d) Rüzgar: Buharlaşmanın devam etmesi için difüzyon ve konveksiyonla su buharının su yüzeyinden uzaklaşması gerekir. Bu durum havanın hareketi (rüzgar) ile mümkündür. Rüzgar hızı ne kadar fazla olursa buharlaşma o kadar fazla olmaktadır. e) Basınç: Hava basıncı arttıkça birim hacimdeki molekül sayısı artar ve sudan havaya sıçrayan moleküllerin hava moleküllerine çarpıp yeniden suya dönme olasılığı artacağından buharlaşma azalır. Ancak bu etki diğerlerinin yanında önemsizdir. Yükseklikle basınç azaldığından, yüksek yerlerde buharlaşma fazlalaşır.

30 2. Coğrafik ve Topoğrafik Faktörler : Buharlaşma olayında buharlaşmanın gerçekleşeceği bölgenin, coğrafik konumu ve güneşe karşı konumu önemli yer tutmaktadır. a) Enlem : Özellikle serbest su yüzeylerinden meydana gelen buharlaşma miktarının enlem derecelerine göre değişmekte olduğu saptanmıştır. Enlem Derecesi 0-10 olan Ekvator Bölgesinde ortalama buharlaşma miktarı 1150 mm/yıl, enlemleri arasında (Alize Bölgesinde) 2250 mm/yıl, enlemleri arasında 1600 mm/yıl, enlemleri arasında 1000 mm/yıl ve enlemleri arasında 450 mm/yıl dır.

31 b) Yükseklik : Diğer faktörler değişmese ve sabit olsa da yükseklik arttıkça buharlaşma miktarı artar. Çünkü yükseldikçe hava basıncı azalır. Öte yandan yükseldikçe havanın sıcaklığı azalacağından buharlaşma miktarı da azalır. Fakat bu azalma hava basıncından ileri gelen artmayı karşılayamadığından yükseldikçe buharlaşmanın az bir miktar arttığı kabul edilir. c) Bakı : Güneye ve Batıya bakan yamaçlardaki sular, güneş ışınlarının daha çok etkisinde kaldıkları için buharlaşma Kuzey ve Doğuya bakan yamaçlara göre daha fazla olmaktadır. 3. Suyun Kalitesi ve Bulunduğu Ortam : Su kütlesinin büyüklüğü, tuzluluk durumu, bulanıklılığı ve hareketliliği buharlaşma miktarı üzerinde etkilidir.

32 a) Su Kütlesinin Büyüklüğü : Derin su kütleleri hava sıcaklığındaki değişimlere geç uyarlar. Bu nedenle derin sularda buharlaşma, sığ su kütlelerine göre yazın daha az, kışın daha fazla olmaktadır. b) Tuz Durumu : Tuzlu sular, tatlı sulara göre daha az buharlaşır. Çünkü suda erimiş tuzlar buhar basıncını azaltır. c) Kirlenme : Durgun su yüzeyinde biriken yabancı maddeler toz veya yağ tabakaları, buharlaşma miktarını olumsuz yönde etkiler. d) Dalgalı ve hareket halindeki su : Yapılan bir araştırmada akan sulardaki buharlaşmanın durgun sulardaki buharlaşmaya göre % 7 ile % 9 oranında daha yüksek olduğu saptanmıştır.

33 Buharlaşma miktarları doğrudan aletlerle ölçülür veya ampirik formüller kullanılarak hesaplanır. Don mevsimi boyunca buharlaşma ölçüm aletlerinin kullanılamaması nedeniyle, bu mevsimdeki buharlaşma miktarlarının bulunmasında ampirik formüllerden yararlanılır. Çok sayıda ampirik formül bulunmasına karşın, en çok kullanılan ampirik metotlar; Penman-Monteith, Kap Buharlaşması ve Blaney-Criddle metotlarıdır. Buharlaşma rasatları ülkemizde sadece büyük klima istasyonlarında yapılmakta olup, gölgede ve açık su yüzeyinde olmak üzere iki şekilde ölçüm yapılmaktadır. 1. Gölgedeki buharlaşmanın ölçülmesi: Gölgedeki buharlaşma ölçümlerinde rasat parkında kapalı siper içerisinde bulunan evaporimetre (atmometre) ve evaporigraf aletlerinden yararlanılmaktadır.

34 BUHARLAŞMA RASAT SİPERİ

35 EVAPORİMETRE Alttaki haznede bulunan su buharlaşır ve tüpteki su azalır. Azalan su miktarı buharlaşma miktarını vermektedir.

36 Buharlaşma sonucunda tartıdaki oynamalarla yazıcı uç ölçülen değerleri kaydeder. Kaydedilen değerler doğrultusunda buharlaşma miktarı belirlenir.

37 2. Açık su ölçülmesi: yüzeyinden olan buharlaşmanın Açık su yüzeyinden meydana gelen buharlaşma miktarının ölçülmesine rasat parkı içerisinde özel yerinde bulunan A sınıfı buharlaşma kabından yararlanılmaktadır. Açık su yüzeyindeki buharlaşma miktarı ölçümünde, bu rasadı yapan rasat parklarının tümünde Class A Pan tipi yuvarlak buharlaşma havuzları kullanılmaktadır. Galvaniz sac veya paslanmaz çelikten yapılmış, silindir biçimindeki yuvarlak buharlaşma havuzlarıdır. Çapları yaklaşık cm olup, 25.4 cm derinliğe sahiptirler. Buharlaşma havuzları rasat parklarının yağış, rüzgar ve güneş almaya uygun yerlerine kurulur.

38 A SINIFI BUHARLAŞMA KABI (CLASS A PAN)