Nem ve Yağış

Konu Anlatımı

Bu Konuda Neler Öğreneceğiz?

Hava dediğimiz şey, aslında gazların bir karışımıdır ve bu karışımın en değişken bileşenlerinden biri su buharıdır. Yeryüzünden deniz seviyesine kadar atmosferin her katmanında su buharı bulunur; ancak buhar miktarı yükseklikle birlikte hızla azalır. Bir bölgede yağışın yağıp yağmayacağını, yağacaksa ne kadar yağacağını belirleyen temel değişken nemdir. Bu nedenle nem, yalnızca bir ölçüm sayısı değil, yağışın habercisidir.

Nem ölçümü tek başına yağış vermez. Nem yeterli miktarda biriktirilmişse, hava yükselir soğur ve su buharı yoğunlaşır; işte o anda yağış başlar. Bu yüzden bu konuda iki zinciri birlikte öğreneceğiz: nemin ölçülmesi ve izlenmesi zinciri, yoğunlaşmanın yağışa dönüşmesi zinciri. Zincirin ikinci halkası koptuğunda, yani hava yeterince yükselip soğumadığında, ortada ne yağış ne de kuraklık vardir; sadece bulut beklenir. Bu yüzden sorularda önce havanın neden yükseldiği, sonra yoğunlaşmanın neden gerçekleştiği sorulur.

Ön Bilgi: Su Buharı, Buhar Basıncı ve Doygunluk

Hava sıcaklığı arttıkça hava, tutabileceği su buharı miktarını artırır. Bir birim hacimdeki havanın bulunduğu sıcaklıkta buhar hâlinde tutabileceği en çok su buharı miktarına doygunluk nemi denir. Sıcaklık arttıkça doygunluk nemi doğrusal olmayan biçimde hızla yükselir; bu yüzden sıcak yaz günlerinde hava, serin bir kış gününe göre çok daha fazla su buharı taşıyabilir. Havada gerçekten bulunan su buharı miktarı ise mutlak nem olarak adlandırılır.

Hava içindeki su buharı, çevresine kısmi bir basınç uygular; buna buhar basıncı denir ve buhar miktarı arttıkça buhar basıncı da yükselir. Gerçek nemin doygunluğa oranının yüzde karşılığı bağıl nemdir. Bağıl nem yüzde yüz olduğunda hava doygun hâle gelmiş, yani herhangi bir soğumada buhar hemen yoğunlaşmaya başlamış olur. Bağıl nemin yüksek olması yağış için gerekli koşulun sağlandığını gösterir; ancak yağışın oluşması için havanın yükselerek soğuması da gerekir.

Temel Kurallar

Doygunluk sınırına ulaşmadan yağış olmaz. Hava, doygunluğa ulaştıktan sonra en fazla buharı tutabilir; bu sınırı geçen buhar taşınamaz ve yoğunlaşarak su damlacıkları hâline gelir. Bu yüzden yeterli nem olmadan yükselme olsa bile yağış gerçekleşmez.

Sıcaklık nemi hem artırır hem düşürür. Sıcaklık yükseldiğinde havanın taşıyabileceği buhar miktarı artar, bu yüzden aynı buhar miktarıyla bağıl nem düşer. Buna karşılık sıcaklık yükselirken hava genişler ve soğuma başlar, bu da bağıl nemi yeniden yükseltir.

Soğuma iki biçimde olur. Hava ya yerden ısınarak yükselir ve genişleyerek soğur, ya da dağ yamacına çarparak zorla yükseltilir. İkisi de genişlemeye dayanır ve ikisi de bağıl nemi artırarak yoğunlaşmayı hazırlar.

Çarpışmada yükselen taraf sıcak taraftır. İki hava kütlesi karşılaştığında sıcak olan hava yoğunluğunu kaybedip yükselir, soğuk olan hava yatay olarak uzaklaşır. Yağış, yükselen tarafa yakın bölgede ve alçak basınç merkezinin çevresinde yoğunlaşır.

Yağışın ölçülebilir iki boyutu vardır. Yağış şiddeti belirli sürede düşen miktarı, yağış sıklığı ise yağışın yılda kaç kez yağdığını gösterir. Kısa sürede çok yağan yerlerde erozyon, uzun süreli az yağışlı yerlerde kuraklık sorunu öne çıkar.

Kavram Karşılaştırma Tablosu

Aşağıdaki tablo, nem ve yağış başlığı altındaki kavramları birbirinden ayıran temel ölçütleri gösterir. Sınavda iki terim birlikte verildiğinde hangi sütuna bakacağınız cevabı belirler.

Adım Adım Çözüm

Adım 1 — Hava neden soğuyor? Soğumanın iki yolu vardır: dikey yükselme (hava yerden ısınıp yükselir) ve zorlamalı yükselme (hava bir yamaçtan tırmanır). Ayrıca yüzeyden ısı kaybı yalnızca yüzey katmanını soğutur ve çiy, kırağı gibi yerel olayları doğurur. Hangi yolun işlediği, yağışın nerede ve nasıl yağacağını belirler.

Adım 2 — Hava yeterince nemli mi? Bağıl nem yüzde olarak karşılaştırılır. Yüzde yüze yakın bir hava, çok küçük bir soğumada doygunluğa ulaşır ve yağış başlar. Bağıl nemi yüzde elliden aşağı olan bir hava, ancak çok güçlü bir yükselmeyle yağış verecek kadar su buharı taşıyabilir.

Adım 3 — Yoğunlaşma hangi biçimde olacak? Havanın içinde damlacıklar oluşur ve bulut ortaya çıkar; yüzeyde ise çiy, donma koşulu varsa kırağı oluşur. Damlarcıklar büyüyerek yağışı taşıyamaz hâle geldiğinde yağış yer yüzeyine düşer. Zamanlama doğru okunamazsa yerel bir olay ile genel bir yağış olayı birbirine karıştırılır.

Adım 4 — Ölçümle doğrula. Yağış miktarı milimetre, yoğunlaşma ve yağışlı gün sayısı gün cinsinden verilir. Kar yağışının su eşdeğeri, buharlaşmanın yıllık yağışı aşıp aşmadığı ve aylık dağılımın dengesi ayrı ayrı kontrol edilir. Bu üç kontrol birlikte, bir bölgenin kurak ya da nemli olup olmadığını güvenilir biçimde gösterir.

Sık Yapılan Hatalar

Bu konuda puan kaybı, çoğu zaman kavramın kendisinde değil sürecin tersine kurulmasında yaşanır. Aşağıdaki hatalara dikkat edilmelidir.

• Bağıl nem ile mutlak nemi karıştırmak: Gram cinsinden ölçülen gerçek buhar miktarı mutlak nemdir; bağıl nem ise gerçek nemin doygunluğa oranının yüzde karşılığıdır. Sıcaklık yükseldiğinde doygunluk artar ve bağıl nem düşer, halbuki mutlak nem değişmemiş olabilir.
• Sıcaklığın artışını nem artışı saymak: Hava ısındığında tutabileceği buhar miktarı artar; aynı buhar miktarıyla bağıl nem düşer. Bu yüzden sıcak yaz günlerinde öğleden sonra gök gürültülü sağanak yağması, ölçülen bağıl nemin sabahınkinden düşük olmasıyla çelişmez.
• Çiy ile sisi aynı saymak: Sis, havadaki su buharının yoğunlaşmasıyla oluşan ve havada asılı kalan damlacıklardır. Çiy ise yüzeylerde oluşan yoğunlaşmadır. İkisi de aynı sürecin farklı yerlerde görülmesidir; yeri bilmek ayırt etmeyi sağlar.
• Kırağı ile çiyi ayıramamak: Çiy, donma noktasının üzerindeki sıcaklıklarda su damlasıdır. Sıcaklık donma noktasının altına düşerse çiy önce donarak kırağıya dönüşür. Sıralama bilinmezse kırağı "dondan sonra oluşan çiy" diye anlatılır ve cevap kaybolur.
• Yağışın oluşumunda tek neden aramak: Yağış için hem yükselen bir hava hareketi hem de doygunluğa ulaşan nem gerekir. Kuru ve soğuk hava yükselse bile, yeterli buhar taşımadığı için yağış oluşmaz. Soru yalnızca "nem var mı" diye sorulursa, yükselmeyi gözden geçirmek eksik kalır.
• Kar yağışını olduğu gibi su saymak: Kar, düşük sıcaklıklarda buharın donmasıyla oluşur ve içinde hava boşluğu bulunduğu için bir santimetre kar, çok daha az su miktarına karşılık gelir. Kar yüksekliğini doğrudan milimetre yağış gibi kullanmak su bütçesini yanlış hesaplar.

Özet

Önce doygunluğa ne kadar yaklaşıldığını bulun, sonra havayı neyin soğuttuğunu belirleyin, en son ölçümle kontrol edin. Mutlak nem bir hacim havadaki gerçek su buharı miktarıdır; doygunluk nemi ise o sıcaklıkta tutulabilecek en çok miktardır. Bağıl nem bu ikinin oranının yüzde karşılığıdır ve sıcaklıkla ters orantılı değişir. Nem ölçümü higrometre ile kıl tellerinin uzamasından, psikrometre ile kuru ve ıslak termometre farkından yapılır. Yoğunlaşma, hava doygunluğa ulaştığında başlar; havada oluşan damlacıklar bulutu, yüzeyde oluşan su çiyi, donan çiy ise kırağıyı verir. Yağış, dikey yükselme, yamaç boyunca zorlamalı yükselme veya iki hava kütlesinin çarpışmasıyla oluşur; gök gürültülü fırtınalar kuvvetli dikey gelişimle, kar ise donmuş su buharıyla açıklanır. Yağış şiddeti erozyonu, yağış sıklığı ve düzeni kuraklığı belirler.

Bir liman kentine ait üç ayrı gözlem yapılmıştır. Birincisinde sabah 04.00'te ölçülen bağıl nem, aynı günün 15.00'inde ölçülen değerden yüksektir ve öğleden sonra şiddetli bir yağış görülmüştür. İkincisinde bir dağ yamacının rüzgâra bakan yamacında yıl boyu yağış görülürken yamaç ardındaki lehçede kuraklık yaşanmaktadır. Üçüncüsünde kış aylarında ölçülen yağış miktarı, aynı günün ova kesiminden daha düşüktür. Bu üç gözlemi açıklayınız; her birinde hangi ölçümün hangi bilgiyi verdiğini yazınız, hangi yağış türünün işlediğini belirleyiniz ve tarımsal açıdan alınabilecek önlemleri sıralayınız.

Ne Öğreneceğiz

Havada bulunan su buharı miktarını, buharın ölçüm yöntemlerini ve buharın yoğunlaşarak sis, çiy, kırağı ve don biçimlerinde ortaya çıkmasını açıklama; dikey hareket, kitle çarpışması ve yamaç etkisiyle oluşan yağış türlerini ayırt etme, yağış rejimi ile kuraklık ilişkisini yorumlama becerisi. Bu konuda ögrenme çıktıları:

• Mutlak nem, bağıl nem ve doygunluk nemi kavramlarını tanımlayarak aralarındaki ilişkiyi açıklar.
• Buhar basıncı ile doygunluk arasındaki bağı kurar ve sıcaklığın etkisini sorgular.
• Higrometre ve psikrometre yöntemlerini karşılaştırarak ölçüm ilkelerini belirtir.
• Sis, çiy, kırağı ve don olaylarını oluşum koşullarına göre birbirinden ayırır.
• Yükselme, çarpışma ve yakınsama yoluyla oluşan yağış türlerini senaryolardan tespit eder.
• Yağış şiddeti ile yağış sıklığını ayırt eder ve erozyonla ilişkisini yorumlar.
• Bir bölgenin yağış rejimini ve kuraklık riskini uzun yıllık verilerden değerlendirir.

Basit Örnek ve Günlük Yaşam

Günlük yaşamda ve mesleki bağlamda bir uygulama:

Soru: Bir kübik metre havada 12 gram su buharı vardır ve bu hacimdeki hava 20 gramda doygun hâle gelmektedir. Bağıl nem yüzde kaçtır?

1. Bağıl nem, gerçek nemin doygunluk nemine oranıdır.
2. On iki sayısı yirmi sayısına bölünür ve on iki ile yirmi arasındaki altı sayısına ulaşılır.
3. Oran yüzde olarak yazılır ve bağıl nem altmış olur.

Sonuç/cevap: yüzde 60

İleri Örnek

Daha ileri bir uygulama:

Soru: Bir ayda 15 milimetre yağış düşmüş, 70 milimetre buharlaşma ölçülmüştür. Su bütçesi açığı kaç milimetredir?

1. Buharlaşma gider, yağış gelirdir.
2. Yetmiş sayısından on beş sayısı çıkarılır.
3. Açık elli beş milimetredir; bu fark topraktan veya sulamadan karşılanır.

Sonuç/cevap: 55 mm

Kendini Dene

Soru: Bir meteoroloji istasyonunda bir yıla ait günlük yağış kayıtları verilmiştir. a) Yıllık toplam yağışı, b) aylık ortalama yağışı, c) en yağışlı ayın aylık ortalamayı aşan miktarı bulunuz; d) bu verilere bakarak bölgenin yağış rejimini düzenli mi düzensiz mi sayarsınız ve gerekçenizi yazınız.

Örnek cevap: Puanlama anahtarı: Günlük kayıtların toplanmasıyla yıllık toplam yağışın bulunduğu ve yazıldığı (5 puan). Yıllık toplamın on ikiye bölünmesiyle aylık ortalamanın hesaplandığı (4 puan). En yağışlı aydaki değerden aylık ortalamanın çıkarılarak aşımın bulunduğu (5 puan). Aşım miktarının ortalamaya göre büyüklüğüne bakılarak yağışın tek ayda yığıldığı, rejimin düzensiz olduğu yargısının gerekçesiyle yazıldığı (4 puan). Hesap adımlarının sırayla gösterilmesi (2 puan). Toplam 20 puan.