Air mass analysis according to the tropopause levels on İstanbul

TFOPOPOZ SEVİYELERİNE GÖRE 1988,1989 VE 1990 YILLARINA AİT İSTANBUL ÜZERİNDEKİ HAVA KÜTLELERİ ANALİZLERİ ÖZET Aşağı troposferin değişen dinamik ve termodinamik yapısına ait detaylı bilgilerin sürekli olarak elde edilmesi ve böylece hava kütlelerinin analizi, kısa ve usun vadeli hava öngörülerinin sıhhat derecesini art tırmak bakımından çok büyük yararlar sağlayacaktır. Sinoptik kartlar yardımıyla hava kütlelerinin tayini ve transformasyonu incelendiğinde, bir hava küt lesinin fiziksel özelliklerinin, o hava kütlesinin ta rihsel yaşamına bağlı olduğu görülür. Usun bir saman boyunca diğer özellikler sabit kalsa bile, havanın dina mik ve kinematik koşullarından dolayı fiziksel özellik lerin bir kısmının hızlı ve sık bir şekilde değişmesi doğaldır. Bu durumda hava kütlelerinin korunumlu veya korunrolu olmayan özelliklerinden bahsedilebilir. Sinop tik hava kartları analizlerinde esas olarak, Hava Kütleleri Teorisinin 4 özelliği ile ilgilenilir [i]. Bunlar : i) Hava kütlelerinin oluşması. ii) Hava kütlelerinin transformasyonu. iii) Bir günden gelecek bir güne kadar olan hava kütlelerinin belirlenmesinde bir yardımcı olarak kulla nılan hava kütlelerinin korunumlu özellikleri. iv) Farklı tipteki hava kütleleri içerisindeki ortalama veya tipik hava durumları. -v-Dünya çapanda yaptığı hava kütleleri sınıflan dırılmasında Kurs ; Poler, Orta Enlem ve Tropikal Hava Kütlelerinin mevcudiyetini belirlemiştir [2]. Woldt, 1984 ve 1985 yıllarında Berlin üniversitesindeki Meteo roloji Bürosunda, hava kütlelerinin tipleri hakkında araştırmalar yapmıştır [3]. Hava kütlelerinin analizinde onbeşden fazla karak teristik elemandan yararlanılır. Bunların en önemlileri serbest atmosfer sıcaklığı, potansiyel sıcaklık, özgül nem ve karışma oranı, çiğ noktası sıcaklığı, görünürlük ve rüzgar yapısı gibi meteorolojik elemanlardır CO. Bu zamana kadar hava kütlelerinin analizi için bir çok roetodlar öne sürülmüştür.. Bunlardan en önemlileri, potansiyel sıcaklık kriterine göre yapılan hava kütle leri analiz metodu ve Rossby diyagramları vasıtasıyla özgül nem ve karışma oranı kriterleri kullanılarak yapı lan hava kütleleri analizleridir. Potansiyel sıcaklık, kuru adyabatik bir işlem boyunca korunumludur. Böylece potansiyel sıcaklık yoğunlaşma olmadığı zaman hava küt lelerinin analizinde önemli bir elemandır. Fakat yoğun laşma olduğu zaman hava, nem adyabatik olarak hareket edecek ve buharlaşma gizli ısısının serbest kalması sebebiyle işlemler, adyabatiklikten uzaklaşacak ve po tansiyel sıcaklık korunumlu olaroıyacaktır. Böylece hava kütlelerinin belirlenmesinde potansiyel sıcaklığın kul lanılması sınırlandırılmış olacaktır [V]. Hava kütlelerinin analizi İçin bir metod sunulan bu çalışmada, İSTANBUL - Göztepe Meteoroloji istasyo nundan, radyosondaj ile yapılan 1988, 1989 ve 1990 yıllarına ait yüksek hava rasatlarından elde edilen sı caklık değerleri kullanılarak, troposfer içinde yeryü- zeyinden 100 mb'a kadar olan farklı 11 tabakaya karşılık gelen düşey sıcaklık profilleri çizilmiştir. Sıcaklık verilerinin bilgisayara girilmesi ve düşey sıcaklık profillerinin çıkışları, bilgisayarda LOTOS programı kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen bu düşey sıcaklık değişimlerinden sıcaklığın yükseklikle sabit kaldığı (izotermal durum ) veya sıcaklığın yükseklikle arttığı ( enverziyon durumu ) yükseklikler tespit edilmiştir. Sıcaklığın yükseklikle arttığı veya sabit kalmaya baş ladığı bu seviyeler " TR0P0P0Z SEVİYELERİ " olarak adlandırılmıştır. Böylece bu zamana kadar yapılmış hava kütleleri analizlerinden değişik bir metod olarak, tro- popoz yüksekliği ve sıcaklığındaki değişmeler gözönünde -vi-bulundurularak son 3 yıl için ( 1988, 1989 and 1990 ) istanbul'u etkileyen hava kütleleri tipleri tayin edil miştir. Bu çal aşma yapılarken daha önce yapalmaş 5 farkla araştarma grubu teorik olarak belirtilmiştir. Her bir farklı araştırma grubunda farklı tropopoz yükseklik leri ve düşey sıcaklak değişiklikleri gözlenmiştir. Bu farkla 5 araştarma grubu şöyle saralanabilir : 1) Poler enlemlerdeki araştarmalar 2) Orta enlemlerdeki araştarmalar 3) Subtropikal enlemlerdeki araştarmalar 4) Poler cephe- jeti içerisindeki araştarmalar 5) Subtropikal cephe- jeti içerisindeki araştarmalar Poler enlemlerdeki araştarmalarda tropopoz, genel likle 300 mb seviyesinin altonda oluşmuştur. Bazen 400 veya 500 mb'an altana kadar düşebilmektedir. Ortalama tropopoz yüksekliği 370 mb ( yaklaş ak 8 km ) ve tropopoz sacaklaga - 49 "C dir. Orta enlemlerdeki araştarmalarda ise tropopozun ortalama 240 mb 'da ve tropopoz sacaklağonan - 56 °C de olduğu gözlenmiştir. Subtropikal enlemlerdeki araştarmalarda ise, or talama tropopoz yüksekliği 100 mb 'an biraz üzerindedir ve tropopoz sacaklaga - 72 °C dir. Poler-jet grubu araştarmalaranda net bir tropopozu görmek çok sor olmasana karsan, subtropikal jet grubu araştarmalaranda tek bir tropopozu görmek çok zordur. Yani çift tropopoz durumu vardar. Yapalan çal aşmalar sonucunda, tropopozun yüksek seviyelerde oluşmasa halinde ayna gün ve ayna bölge üze rinde bir yüksek basanç sisteminin gözlendiğini ve bunun tersine olarak tropopozun daha düşük seviyelerde oluş masa halinde bir alçak basınç sisteminin gözlendiği 6onucu elde edilmiştir ve bu elde edilen sonuçlar da -vii-teşde verilen 15 - 81 arasındaki bütün şekillerden çok açık bir şekilde görülmektedir. Troposferin yukarı kısımlarında ve stratosferde poler cephe ile bağlantılı poler cephe jetini ve esas olarak yaklaşık 30 ° enleminde ve yaklaşık 200 mb basınç seviyesinde yerleşmiş subtropikal jeti görürüz. Bu iki jet, temelde batıdan esen rüzgar maksimumudurlar. Bu zamana kadar meteorolojide sinoptik ve teorik çalışma lar, yaklaşık 9 km dek i 300 mb yüzeyindeki atmosferik durumların araştırmaları üzerinde sınırlandırılmışlar dır. Bu durum özellikle günlük değişen sinoptik çalış malar için doğrudur. Sayısal çalışmalar, stratosfer ik durumlara dahil edilmiş olmalarına rağmen, bu çalışmalar bazı alanlar için temelde sınırlandırılmışlardır. Stra- tosferik seviyeler için yapılan dünya çapındaki yarım- küreli tetkikler, meteorolojide çok nadirdirler. 300 mb'ın üzerindeki seviyeler için bütün yarımküre bilgile ri kullanışlı değildirler ve böylece düşük seviyelerde gelişen stratosferik çalışmalar genel olarak açıklanma mıştır. Tropopoz yüksekliğinin oluşumundaki farklı ya pıları incelemek için farklı yarımkürelerin tropopoz haritalarının hazırlanması gerekir. Subtropikal jet içerisine dahil olan araştırmalar durumunda, çift yapılı tropopozun öneri lmesiyle düşey sıcaklık gradyanında iki farklı durum görülebilir. Böylece, sıcaklık alanı, fark lı iki rüzgar kuşağını belirlemede bir rehberdir. Tropo poz haritası, her iki jetin ( poler ve subtropikal jet ) yerleşmesiyle beraber, temelde sıcak ve soğuk troposferik hava kütlelerinin açık bir şekilde dağılımını gösteren bir avantaja sahiptir. Ayrıca sıcaklık analizleri, ku zey yarımküredeki ortalama rüzgar akımlar ındaki, tropo poz yükseklik ler indeki ve tropopoz sıcaklıklarındaki hızlı değişikliklerin nasıl olduğunu açıklar [§]. Bu çalışmada, radyosondaj verileri yardımıyla elde ettiğimiz değişik tropopoz yüksekliği ve sıcaklık yapılarına göre gruplandırılan şekiller yardımıyla da tropopozun oluştuğu seviyeye göre istanbul için hava kütleleri analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, aynı yıllara ait ( 1998, 1989 ve 1990 ) hem yer hem de 500 mb günlük sinoptik haritalar tek tek analiz edilerek sonuçlar doğrulanmıştır. Ayrıca şekillerde basınç yüzey lerine karşılık gelen tropopoz seviyelerinin metre ola rak yükseklik değerleri, Göztepe Meteoroloji istasyonun- -viii-da elde edilen değerlerle karşılaştırılmış ve bu değer lerin birbirleriyle uyum sağladığı görülmüştür. Böylece 1988, 1989 ve 1990 yılları için, istan bul'da etkili olan hava kütleleri, sinoptik analizler ve tropopoz seviyelerini gösteren şekiller yardımıyla gün gün tespit edilmiş ve sayısal olarak belirlenmiştir. Sonuçta, istanbul'da Orta Enlem Hava Kütlesinin hakim olduğu ve bunun dışında şekillerden de anlaşılacağı gibi özellikle kış aylarında değişik tiplerdeki hava kütle lerinin de istanbul'da etkili olduğu bulunmuştur. -ix-