Yıldırım,Şimşek ve Gök Gürültüsünün Kamera Arkası


Hepimiz hayatımızda bir kerede olsa, bunlardan görmüş yada duymuşuzdur. Geceyi gündüze çeviren, irkilmemize sebep olan bazen de büyüleyen hava olaylarıdır bunlar. Peki bunlar nasıl oluşur ? Neden hep aynı yerde değilde farklı yerde oluşuyorlar ? Bunları merak ettiğinizi tahmin edebiliyorum. Şimdi biraz bunları inceleyelim.

Şimşek, Gök Gürültüsü ve Yıldırım Nedir ?

Şimşek, bir bulutun tabanı ile yer arasında, iki bulut arasında veya bir bulut içinde elektrik boşalırken oluşan kırık çizgidir.

Yıldırım, gök gürültüsü ve şimşekten oluşan, gökyüzü ile yeryüzü arasında gerçekleşen en tehlikeli şimşek türüdür.

Gök Gürültüsü, şimşek çakma esnasında patlamaya benzer çok yüksek sestir.Yıldırım havanın sıcaklığını bir anda 27.700 santigrata çıkarır. Bu Güneş’in yüzeyindeki sıcaklığın dört katından fazladır ve ısınma saniyenin birkaç milyonda biri kadar bir zaman içinde meydana gelir. Bu da yıldırım çizgisinin çevresindeki havada patlayıcı bir genleşmeye neden olur. Oluşan dalgaları da biz,kulakları sağır eden gök gürültüsü olarak duyarız.

Oluşum Yerleri

Oluştukları yerleri bilmek kolaydır aslında. Atmosferde oluşur tabiki. Fakat her bulutta oluşmaz. Bunlar “Kümülonimbus” (Görsel 1)  olarak adlandırılır.

Görsel 1

Görsel 1

 

Kümülüs bulutlarının dikey olarak gelişmesiyle oluşurlar. Genelde Kümülüs Kongestus bulutlarından oluşurlar.Tabanı 4 km’den başlar ve 16 km yüksekliğe kadar ulaşabilirler.Şu ana kadar bu bulutların içi gözlemlenememiştir. Çok kuvvetli hava akımları, yıldırımlar, dolular uçaklar için çok büyük bir tehlike oluşturmaktadır. Bulutun içine uçak girememiş ancak insan (!) girmiştir.

Amerika Birleşik Devletleri Hava Kuvvetleri’nden pilot yarbay William Rankin 1959 yılının yazında rutin bir seyir uçuşu yaptığı günde, uçuşunun 40. dakikasında, Norfolk, Virgina’ya yaklaşırken önündeki kümülonimbusun belirgin şeklini fark etti. Bulutun zirvesi yaklaşık 14.000 metredeydi. Pilot rahatça geçebilmek için 15.000 metreye yükselmeye başladı.Rankin bulutun üzerine çıkarak 14.300 metre yükseklikte mach 0.82 hızla gidiyordu ki gerideki motordan gelen büyük bir sarsıntı ve gümbürtü duydu. Motor yanmaya başlamıştı.Motor durunca uçağın kumanda sistemi işlemez hale geldiğinden, acil elektrik sağlayan yedek enerji kaynağını devreye sokan manivelaya uzandı. Ne var ki kolu çekince elinde kaldığını gördü. Rankin’in üzerinde yazlık bir uçuş giysisi vardı. Ancak bulutun içi -50 santigrata yakındı. Saat 18:00 civarı kendini çaresiz bir şekilde kokpitten dışarı fırlattı. Normal şartlarda 14.000 metreden paraşütle yere inmek 10 dakika kadar sürerdi. Ancak Rankin 40 dakikada yere inmişti. Hastahanede kendisini muayene eden doktorlar vücudunun donma yüzünden renk değiştirdiğini, dolu çarpmalarının neden olduğu ezikler ve morluklar kaplı olduğunu söylemişlerdi. Ayrıca, uçaktan fırladıktan sonra şiddetli basınç değişikliğiyle iç organlarının genleşmesiyle vücuduna baskı yapan uçuş giysisinin dikiş izleri gövdesine işlenmişti.

 

Yıldırım ve Şimşekler Nasıl Oluşur ?

Aslında hepsinin oluşum prensibi bellidir. Bir bulutta farklı elektrik yükü taşıyan bölgeler oluşması sonucu havadan elektrik akımının geçmesidir.

Kümülonimbusta oluşan elektrik yükü bizim sentetik halı üzerinde yürürken elektrik toplamamıza benzer. Ayakkabılarımız halının tüylerinden elektronları toplayarak bizimle çevremiz arasında bir yük dengesizliği oluşmasına yol açar. Bir iletkene, örneğin kapı koluna dokunduğumuzda da negatif elektrik şarjı bir kıvılcımla parmağımızdan boşalır.

Kümülonimbus bulutu sentetik halı üzerinden elektron toplamaz ama çok çalkantılı iç ortamındaki büyük dolu taneleri ve daha küçük buz parçacıkları arasındaki çarpışma elektrik yükü dengesizliğine yol aşabilir. Çarpışmayla, büyük dolu taneleri küçük buz parçacıklarından negatif elektronlar alma eğilimindedir. Böylece onlar negatif elektrik yükü toplarken, küçük parçacıklar pozitif yükle kalırlar.Bulutun konveksiyon (dikey hava akımları) yukarı akımları küçük parçacıkları yukarı doğru sürüklerken daha ağır olan dolu taneleri aşağıya doğru düşer. Bu şekilde bir kümülonimbus, bir sentetik halıya değmeden bile yük dengesizliği geliştirebilir.

Bulutun içindeki elektrik yüklerinin birbirinden ayrılması pek kararlı bir durum getirmez. Kümülonimbusun merkezindeki şiddetli konveksiyon akımları bombanın kablosu niteliğindendir ve bir patlama için herşey hazırdır.

 

Yıldırım Türleri

 

  1. Buluttan Yere
  2. Buluttan Buluta
  3. Buluttan Havaya
  4. Bulut İçinde
  5. Pozitif Şimşek

En sık rastlanan tür hangisidir ? Cevabı duyuyor gibiyim. Buluttan yere (Görsel 2) diyorsunuz sanki. Bilemediniz maalesef… En sık rastlanan tür “bulut içi” yıldırım olarak bilinir. Burada kıvılcım, fırtına bulutunun bir noktasından diğerine dolaşarak bulutun içindeki elektrik yük dengesizliğini giderir.”Buluttan buluta” (Görsel 3) olan yıldırım türü ise bir bulutun negatif bölgesinden, komşu bulutun pozitif bölgesine doğru yönelmesiyle oluşur. Yerdeki bir gözlemci için gözlemlemesi en zor olan ve hakkında en az şey bilinen ise “buluttan havaya” yıldırımdır ve burada elektrik yükü bulutun tepesinden yukarıdaki atmosfere boşalır.

Lightning cloud-to-cloud and cloud-to-sea. Miramare di Rimini, Italy, 9 September 2005. Uploaded to Wikimedia Common by the author. (Görsel 2)

Lightning cloud-to-cloud and cloud-to-sea. Miramare di Rimini, Italy, 9 September 2005. Uploaded to Wikimedia Common by the author.
(Görsel 2)

Görsel 3

Görsel 3

Yeryüzüne düşen yıldırımların hızlandırılmış film çekimleri elektrik şarjının birbirinden ayrı aşamalar halinde hareket ettiğini göstermektedir. Negatif elektrik yükünün sivri, çatallı, ‘basamaklı’ öncüsü buluttan aşağı indiğinde, uçlarından biri yere değmeden önce onu karşılamak üzere aşağıdan pozitif yüklü bir ‘yükselen akım’ gelir. İkisi birleşince bir devre oluşur ve elektrik hızla akarak yükün yeniden dağılımını sağlarken koridor aşağıdan yukarıya doğru aydınlanır. Bu, yıldırımın çakmasıdır ve karşı çakış olarak adlandırılır. Bulutun öteki kesimlerindeki elektrik yükleri de ilkinin hemen ardından aynı kanaldan geçerek biribirini izleyen karşı çakışlara yol açınca yıldırım yanıp sönüyormuş gibi görünür.

 

Sprite, Elf ve Mavi Jetler

Son 20 yıl içinde, atmosferde büyük fırtına sistemlerinin çok üzerinde, bazen bir dizi gizemli elektrik olaylarının oluştuğu ortaya çıktı. Bilimdeki birçok ilerleme gibi bu da rastlantıyla bulundu.

1989 yılında Minnesota Üniversitesi profesörlerinden John R. Winckler, roket fırlatmasında kullanılmak üzere, az ışık gerektiren çok hassas bir video kameranın denemesini yapıyordu. Winckler filmi incelerken, ABD-Kanada sınırındaki bir fırtınanın üzerinde yükselen dev bir ışık sütununa benzeyen bir görüntünün yer aldığı kare fark etti. Resmi, üniversitede bir yıldırım belirleme ağı geliştirmekte olan meslektaşı Walt Lyons’a gösterdi ve birlikte bunun teknik bir hata olmadığına karar verdiler. Bu o zamana kadar tanımlanmamış bir elektrik boşalmasıydı.

Uzun zaman bilim adamları bunlara ne ad verecekleri konusunda anlaşamadılar. Nihayet 1994 yılında, bir profesörün kullandığı ‘sprite’ (peri) (Görsel 4) adı, hakkında çok az şey bildiğimiz bu büyüleyici doğa olayı için uygun bulunarak kabul edildi. Bunlar çıplak gözle görmeye anca yetecek, saniyenin onda biri kadar süreyle görünürler ve çoğunlukla, aşağı sarkan uzantılarında mavimsi tonlar olan dev kırmızı deniz anaları şeklindedirler.

Görsel 4

Görsel 4

Yaklaşık 70 kilometre yükseklikte ortaya çıkan sprite’lar 90-95 kilometreye kadar yükselebilir ve 25-30 kilometreye kadar inebilir. Fotoğraftan gözüktüğü gibi aşağıdaki bulutlara değmezler bile. Esas olarak dev fırtına sistemlerinin üzerinde meydana gelirler ve aşağıda çakan belli bir türdeki yıldırımın hemen ardından görülürler. ‘Buluttan-yere pozitif yıldırım’ olarak adlandırılan bu tür, tipik bir çakış değildir ve tüm yıldırımların %5-10’unu oluşturur.

Fırtına bulutlarını incelemeye devam eden araştırmacılar, fırtına bulutlarının üzerinde konuyla bağlantılı görünen iki elektrik boşalması daha belirlediler. Bunlara da yine sprite’lar gibi çağırışım yapan isimler verildi: ‘elfler’ ve ‘mavi jetler’.

Elfler (Görsel 5) saniyenin binde birinden az süreyle göründüklerinden çıplak gözle fark edilemezler. Ama sprite’lar gibi onlar da buluttan yere pozitif yıldırımla aynı zamanda ortaya çıkarlar. Eğer görülemeyecek kadar kısa ömürlü olmasalardı muhtemelen onlarda kırmızı görüneceklerdi. Büyüyen dev halkalar şekindeki elfler ise, atmosferde yaklaşık 100 km yükseklikte oluşurlar ve çapları birkaç yüz kilometreye ulaşabilir.

Görsel 5

Görsel 5

Mavi Jetler (Görsel 5’de var.) çok zorlukla görülürler ve kümülonimbusun tepesinden saniyede 80-160 km hızla yukarı fışkırarak 40 kilometreye kadar yükseldikten sonra kaybolurlar. Onlar da elfler gibi, sprite’lara göre çok daha az görülürler. Belli bir tür buluttan yere yıldırımla bağlantılı görünmeseler de, yıldırım oranı yüksek fırtınaların üzerinde oluşmaları dikkat çeker.

Bu gizemli elektrik ailesinin bu kadar yüksekte nasıl meydana geldiği konusunda bilim dünyasında tartışmalar sürerken kesin olan bir şey var: “Yıldırım hakkında hala bilmediğimiz çok şey var.”(Florida Üniversitesi Camp Blanding Uluslararası Yıldırım Araştırmaları ve Denemeleri Merkezi Başkanı, Martin Uman.)

Kaynakça

  • Gavin Pretor-Pinney. Bulut Gözlemcisinin Rehberi, Çev. Füsun Baytok, Tübitak Popüler Bilim Kitapları, 2010.
Reklamlar

Yıldırım,Şimşek ve Gök Gürültüsünün Kamera Arkası” üzerine 9 düşünce

Bir Cevap Yazın

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s