ATMOSFERDEKİ YAĞIŞA GEÇERİLİR SURUHARI MİKTARININ HESAPLANMASI

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "ATMOSFERDEKİ YAĞIŞA GEÇERİLİR SURUHARI MİKTARININ HESAPLANMASI"

Emre Akdarı
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 ATMOSFERDEKİ YAĞIŞA GEÇERİLİR SURUHARI MİKTARININ HESAPLANMASI SEMA TOPÇU* 1. GİRİŞ Dünya üzerindeki büyük su kütlelerinden meydana gelen buharlaşma ve canlıların terleme olayı atmosferdeki subuharının başlıca kaynaklarıdır. Yer atmosferinde bulunan subuharı, atmosferdeki pek çok oluşumda önemli rol oynar. Güneşten gelen kısa dalgaboylu radyasyonu ve yeriıı yaydığı uzun dalgaboylu radyasyonu absorblayarak atmosferin enerji dengesini belirlem e de etkili olur. Ayrıca subuharının kendisi de uzun dalgaboylu radyasyonu yayma özelliğine sahiptir. Atmosferdeki hava olaylarında da önemli olan subuharı- nın faz değişimlerinde açığa çıkan gizli ısı miktarı önem senecek m ertebededir. Bu sebeplerden, atmosferdeki subuharı miktarı, atmosfer fiziği, atmosferdeki ısı transferi, güneş enerjisi, hidroloji, hava öngörüşü konuda b i linmesi gereken bir parametredir. Atmosferde, subuharı miktarı, düşey olarak hom ojen dağılmamıştır, yükseklikle azalır. Tropiklerden kutup bölgelerine ve denizlerden karasal bölgelere doğru azalma gösterir. Hava kütlesinin subuharı taşıma kapasitesi tamamen sıcaklığa bağlıdır. Atmosferdeki subuharı ölçüm lerinden birisi de yağışa geçebilir subuharı miktarıdır. Yağışa geçebilir subuharı miktarı, birim alandaki dik bir atmosfer sütununda yoğunlaşmış olan suyun yüksekliği olarak tanımlanmaktadır. Yapılan çalışmalarda, atmosferde yağışa geçebilir subuharı değeri, doymuş buhar basıncına bağlı olarak amprik bağıntılarla hesaplanmaktadır [1]. Bu çalışmada, Ankara, İstanbul ve İzmir için, yağışa geçebilir subuharı miktarı, yukarı seviye verilerinden yararlanılarak belirlenmiştir. Yapılan hesaplamalarda, sözkonusu sinoptik istasyonlar için periyodunda 11 yıllık aylık ortalama sıcaklık, bağıl nem ve yüzey çiğ noktası değerleri kullanılmıştır, * İstanbul Teknik Üniversitesi. Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi. İstanbul.

Yer atmosferinde bulunan subuharı, atmosferdeki pek çok oluşumda önemli rol oynar.

2 110 SEMA TOPÇU 2. METOD Bu çalışmada, atmosfer yerden itibaren standart basınç seviyelerine (1000, 850, 700, 500, 400 hpa) göre beş tabakaya ayrılarak, herbir tabaka için yağışa geçebilir subuharı miktarı, 1 P2 U = - i... f f dp P 1.P 2 P & pı J bağıntısından hesaplanmıştır [2,3], Bıırada, g, yerçekimi ivmesi, r, P1 ve P2 basınç seviyeleri arasında kalan tabakanın ortalama karışma oranıdır. Ortalama karışma oranı r (gr / kg), doymuş buhar basıncı e (hpa) ve bağıl neme u (%) bağlı olarak v ' «I0-5',, + '. P, ) 0.S<u +» (1)]/0.5<Pl + P2> ifadesinden elde edilmiştir [4]. Hesaplamalarda öncelikle herbir tabaka için yağışa geçebilir subuharı miktarı hesaplanmış, daha sonra beş tabakanın değerleri toplanarak, atmosfer sütunundaki aylık ortalama değer bulunmuştur. Ankara, İstanbul ve İzmir istasyonlarına ait 11 yıllık aylık ortalama yağışa geçebilir subuharı değerlerinin yıllık değişimi Şekil 1, Şekil 2 ve Şekil 3 de gösterilmiştir. Her üç ilimizde de yağışa geçebilir subuharı miktarının yaz aylarında arttığı görülmektedir. Sıcaklık arttıkça atmosferin subuharı tutma kapasitesi artmaktadır. Ankara için en yüksek yağışa geçebilir subuharı değeri cm ile Temmuz ayında, en düşük değer ise, cm ile Şubat ayında elde edilmiştir. İstanbul için en yüksek yağışa geçebilir subuharı miktarı cm ile Teıııınuz ayında, en düşük miktar ise cm ile Şubat ayındadır. İzm ir için yapılan hesaplamalarda ise en yüksek değere cm ile Temmuz ayında, en düşük değere ise cm ile Ocak ayında ulaşıldığı görülmektedir. Çalışmada, hesaplanan aylık ortalama yağışa geçebilir subuharı (cm) değerleri ile yüzey çiğ noktası sıcaklığı ( C) arasında Ln U = a + b T. d

i... f f dp P 1.P 2 P & pı J bağıntısından hesaplanmıştır [2,3], Bıırada, g, yerçekimi ivmesi, r, P1 ve P2 basınç seviyeleri arasında kalan tabakanın ortalama karışma oranıdır.

3 ATMOSFERDEKİ SUBUHARI e < e i I J S H H H H I A E E K i! A y l a r Şekil 1- Ankara için aylık ortalam a yağışa geçebilir subuharı m iktarının yıl boyunca değişim i. 3.Ö 2.5 2,8 1.5 i,e O S H N M H I f t E E H f i Aylar İ S T A N B U L Şekil 2- İstanbul için aylık ortalama yağışa geçebilir subuharı m iktarının vıl boyunca değişim i.

boyunca değişim i. 3.Ö 2.5 2,8 1.5 i,e 6.5 6.

4 112 SEMA TOPÇU 0 5 M N V-. H î fi E E H fi Aylar Şekil 3- İzmir için aylık oratalama yağışa geçebilir subuharı miktarının yıl boyunca değişimi. şeklinde yarı logaritmik bir bağıntı kurulmaya çalışılmıştır. Burada, U, yağışa geçebilir subuharı miktarı, Td ise doymuş havanın sıcaklığı olarak tanımlanan, yüzeydeki çiğ noktası sıcaklığıdır, a ve b sabitlerdir. Ankara, İstanbul ve İzmir istasyonları için yapılan hesaplamalarda elde edilen a ve b sabitleri, ilişki katsayıları (R) ve tahminin standart hatası (SH) değerleri Tablo 1 de verilmektedir. N, kullanılan veri sayısıdır. Tablo 1- Ankara, İstanbul ve İzmir istasyonları için yapılan hesaplama sonuçları. N a b R SH Ankara İstanbul İzmir Tablo 1 den görüldüğü gibi yağışa geçebilir subuharının logaritması ile aynı periyoda karşı gelen yüzey çiğ noktası sıcaklığı arasındaki ilişki oldukça yüksektir. Tahminin standart hatası değerleri ise yapılan çalışmalara göre kabul edilebilecek m ertebededir [4]. Şekil 4 de Ankara, İstanbul ve İzm ir istasyonları için belirlenen regresyon doğrusu ve burada kullanılan yağışa geçebilir subuharı ve yüzey çiğ noktası değerleri grafik olarak gösterilmiştir.

Burada, U, yağışa geçebilir subuharı miktarı, Td ise doymuş havanın sıcaklığı olarak tanımlanan, yüzeydeki çiğ noktası sıcaklığıdır, a ve b sabitlerdir.

5 ATMOSFERDEKİ SUBUHARI 113 Şekil 4- Ankara, İstanbul ve İzmir için elde edilen regresyon doğrusu ile yağışa geçebilir subuharı ve yüzey çiğ noktası sıcaklığı değerleri.

6 114 SKMA TOPÇU 3. SONUÇLAR Çalışmada, aylık ortalama yağışa geçebilecek subuharı miktarı, Ankara, İstanbul ve İzmir için yukarı seviye verilerinden yararlanarak ve atmosfer yerden 400 hpa basınç seviyesine kadar beş tabakaya ayrılarak hesaplanmıştır. Şekil 1, 2 ve 3 de gösterilen yıllık dağılımlar, sırasıyla Ankara, İstanbul ve İzm ir in 11 yıllık ortalama yağışa geçebilir subuharı değerlerini vermektedir. Daha sonraki çalışmalarda, diğer sinoptik istasyonlarımızdaki veriler de temin edilerek Türkiye çapında atmosferdeki yağışa geçebilir subuharı miktarının aylık ve mevsimsel değişimlerinin incelenmesi amaçlanmaktadır. Ayrıca çalışmada sunulan regresyon bağıntısı ile yağışa geçebilir subuharı miktarı ve yüzey çiğ noktası sıcaklığı arasında kuvvetli bir ilişki bulunmuştur. Ankara, İstanbul ve İzmir için verilen bağıntılardan, sadece yüzey çiğ noktası sıcaklığı bilinerek, aylık ortalama yağışa geçebilir subuharı miktarı değerleri tahmin edilebilmektedir. KAYNAKLAR [1] ROBINSON, N., Solar Radiation, Elsevier Publishing Com [21- KONDRATYEV, K., Radiation In The Atmosphere, Academic Press, [3]. ERKM EN, M., Seasonal Variation o f the Atmospheric Moisture Budget Terms Over and In The Vicinity of Central Anatolia, I.T.Ü. Nükleer Enerji Enstitüsü Bülteni, No. 20, [4]. HAY, J.E., Precipitable Water Over Canada, Atmosphere, Vol. 8, pp , 1970.

tabakaya ayrılarak hesaplanmıştır. Şekil 1, 2 ve 3 de gösterilen yıllık dağılımlar, sırasıyla Ankara, İstanbul ve İzm ir in 11 yıllık ortalama yağışa geçebilir subuharı değerlerini vermektedir.

Benzer belgeler

2016 Yılı Buharlaşma Değerlendirmesi

2016 Yılı Buharlaşma Değerlendirmesi GİRİŞ Tabiatta suyun hidrolojik çevriminin önemli bir unsurunu teşkil eden buharlaşma, yeryüzünde sıvı ve katı halde değişik şekil ve şartlarda bulunan suyun meteorolojik