ELEKTROMETEORLAR

5. ELEKTROMETEORLAR

Atmosferdeki elektriğin görülür veya duyulur bir şekil almasına elektrometeor denir.

5.1. Oraj (Thunderstorm)

Kuvvetli ışık parıltısı ( şimşek ) , şiddetli veya gümbürtülü ses ( gökgürültüsü ) ile karakterize edilen ani elektrik boşalmalarından birine veya birkaçına birden oraj denir.

Orajın kaynağı, dikey gelişmeli bulutlardan biri olan Cumulonimbus (Cb) bulutudur. Her oraj hadisesi Cb bulutundan meydana geldiği gibi, her Cb bulutundan Oraj meydana gelmeyebilir.

Oraj, genellikle yağışla birlikte meydana gelir ve yağış yere ulaştığında, bu yağışın türü sağanak şekilde yağmur, kar, kar paletleri, buz paletleri ve dolu şeklinde olur. Orajla birlikte aynı zamanda kuvvetli Rüzgâr hamlesi de meydana gelir. Bu sebeple Oraj, havacılıkta büyük önem taşır.

5.2. Şimşek ve Yıldırım

Atmosferde meydana gelen kuvvetli bir elektriksel boşalmadır. Bulut içindeki zerreciklerin, elektrik yükü başlangıçta nötr dür. Bu zerrecikler değişik boyutlarda olduğundan dolayı, küçük olanlar bulut içerisindeki hava akımları yardımıyla üst kısımlara doğru yükselir. Bu yükseliş sırasında sürtünmeden dolayı eksi yüklerini kaybederek artı yüklü duruma gelirler. Daha ağır olanlar ise bulutun alt kısımlarına doğru hareket ederek artı yüklerinin kaybederek eksi yüklü duruma gelirler. Bu durumda bulutun üst kısmı artı yüklü alt kısmı ise eksi yüklüdür. Bulut içinde veya farklı seviyedeki başka bir buluta yaklaştığında karşıt yükler arasında bir çekim oluşur. Bu çekimden dolayı, eksi yükten artı yüke doğru olan boşalmalara şimşek adı verilir. Yer yüzeyi üzerindeki geniş su yüzeyleri veya düz karasal alanlar eksi yüklü olduğundan bulut taban yüksekliğinin azalması ile birlikte yerden bulutun üst kısmına doğru olan boşalmalara veya artı yüklü sivri ve yüksek cisimler ile bulut tabanı arasında, bulut tabanından yere doğru olan boşalmalara yıldırım adı verilir. Boşalma kuşağı içerisindeki atmosfer hemen ısınıp, şiddetle genleşerek ışık ve ses oluşturur. 3 tip elektriksel boşalma vardır.

i. Bulut ile yer arasındaki boşalmalar,

ii. Bulut içi, bulutlar arası boşalmaları,

iii. Hava boşalmaları.

5.2.1. Bulut İle Yer Arasındaki Elektriksel Boşalmalar (Yıldırım)

Yaygın olarak yıldırım olarak adlandırılan bu tür, bulut ile yer arasında gerçekleşir. Genellikle kıvrımlı bir rotayı takip eder ve genellikle bir ana kanaldan aşağıya doğru çizgi, çatallı veya şeritli şekillerde dallanır. Aşağı doğru hareket eden, negatif yüklü zerrecikler, yukarı doğru ulaşan pozitif yüklü parçacıklarla bir araya geldiklerinde yere doğru olan elektriksek boşalma (yıldırım) başlar. İletken kanal oluştuktan sonra, büyük bir elektrik boşalması meydana gelir. Bu darbe yıldırım boşalmasının en aydınlık ve dikkat çeken kısmıdır. Buluttan yere düşen yıldırımların çoğu, birkaç boşalmadan oluşur ve böylece titrek veya flaş ışığı şeklinde bir görüntü meydana getirir.

Yukarı doğru hareket eden yükler tarafından başlatılandan çok daha az yaygın olmasına rağmen, buluttan aşağı doğru hareket eden, pozitif yüklü bir kuvvet tarafından da yıldırım başlatılabilir. Bu genellikle bulutun alt kısmından çok örs şeklindeki üst kısımlarından başlatılır. Bu durumda yıldırım daha parlaktır. Açık hava ya da örs yıldırımı olarak bilinen bu yıldırım çeşidi yatay olarak kilometrelerce gittikten sonra yere düşer.

Yerden buluta doğru olan boşalmalar bazen uzun kule veya gökdelenler tarafından başlatılabilir.

5.2.2. Bulutlardaki Elektriksel Boşalmalar (Şimşek)

Gökyüzünü bir ışık tabakasıyla aydınlattığı için, “şimşek çakması” olarak adlandırılan bu tip boşalmalar, oraj bulutu (Cumulonimbus) içinde (bulut içi şimşek) veya bir buluttan diğerine (bulutlar arası şimşek) boşalarak meydana gelir.

Bazen, örs şeklindeki bulutun altından veya ortasından çıkan şimşek boşalmaları bir çok ağaç benzeri dallar oluşturarak, belirli bir mesafe için yatay olarak hareket ettiği gözlemlenebilir.

5.2.3. Bulutsuz Açık Havaya Doğru Elektriksel Boşalmalar

Bazen "çizgili şimşek" olarak da adlandırılan bu tip şimşek, gök gürültüsünden havaya doğru akan ve yere çarpmayan kıvrımlı boşalmalar olarak ortaya çıkar. Boşalma genellikle ayrı bir ana kanal ile dallara ayrılır.

5.2.4. Geçici Işık Olayı (TLEs)

Büyük gök gürültülü fırtınaların üzerinde, atmosferin üst kısımlarında meydana gelen kısa süreli, ışıklı elektriksel belirtilerdir. Çok nadir olarak geceleri görülürler.

5.2.5. Top Şeklindeki Elektriksel Boşalmalar

Yıldırım yere düştükten kısa bir süre sonra bir ışıklı küre gözlemlenebilir. Çapı genellikle 10 ile 20 cm arasında olduğu, ancak bazen 100 cm' ye kadar ulaştığı söylenen bu küre, top yıldırım olarak bilinir. Havada ya da yerde yavaşça hareket eder ve genellikle şiddetli bir patlama ile ortadan kaybolur.

5.3. Gök Gürültüsü

Şimşek veya yıldırım ile meydana gelen keskin ve gürültülü bir sestir. Kısa mesafede bu ses keskin, şiddetli ve kısa sürelidir. Gök gürültüsü, şimşeğin sebep olduğu iyonizasyon ve ışınmanın bir sonucu olarak, Şimşek kanalı içinde kalan havanın ani genleşmesi ve etrafına basınç yapmasından dolayı meydana gelir. Gök gürültüsünün süresi, dağlık bölgeler hariç 30-40 saniyeyi geçmez.

Işık ile ses hızının farklı oluşu sebebiyle Şimşek, gök gürültüsünün duyulmasından önce görülür. Rasatçı ile boşalma sahası arasındaki uzaklığın artması halinde, şimşek görülmesi ile gök gürültüsünün işitilmesi arasındaki zaman aralığı da artar. Uzaklık 20 Km’ yi geçtiği zaman gök gürültüsü az işitilir veya hiç duyulmaz. ( Sesin hızı yaklaşık 343 m/sn dir. )

5.4. Aziz Elmo’nun Ateşi (Saint Elmo’s Fire)

Yeryüzündeki yüksek nesnelerden (örneğin, yıldırım iletkenleri, rüzgâr pervaneleri ve gemi direkleri) veya uçak kanatlarının uçlarından yayılan, atmosferdeki zayıf veya orta şiddetteki az çok sürekli, ışıklı elektriksel boşalmadır.

Bu olay, nesnelerin yüzeyine yakın elektrik alanı güçlü hale geldiğinde gözlemlenebilir. Genellikle geceleri mor veya yeşilimsi kuş tüyleri veya sorguç şeklinde görünür. Aziz Elmo'nun ateşini oluşturan elektriksel koşullar, gök gürültülü fırtınalarla birlikte var olmakla beraber, şiddetli kar yağışı ve fırtına olmaksızın güçlü rüzgârlar ve volkanik külün içinden uçan uçaklardaki elektrik alanlarında gelişebilir.

5.5. Polar Işıma (Kutup Aurorası)

Yüksek atmosferde yay, şerit ya da perde şeklinde görülen bir ışık olayıdır. Bu olay elektrik yüklü parçacıkların varlığından ileri gelir.

Kutup aurorası, güneşten gönderilen elektrik yüklü parçacıkların yüksek atmosferdeki asal gazların üzerinde yansıması sonucu meydana gelir. Bu parçacıklar, yerin manyetik kutupları civarında görülür. Normal olarak alt sınırları 100 km’ ye bazen 60 km’ ye kadar inebilir. Üst sınırları ise yeryüzünden 400 km’ ye kadar çıkar.

Kutup aurorasının aydınlığı çok değişik olup, dolunay ile aydınlatılan ince bulutlara benzerlerse de, aslında çok parlak oldukları görülür. Renkleri çoğu kez yeşilimtrak-beyaz ve yeşilimsi-sarı, bazı hallerde alt sınırları kırmızıya yakın renkte olur. Kutup aurorası ülkemizde görülmez.

5.5.1. Polar Işıma Parlaklığı

Polar auroranın ışığı ve parlaklığı çok değişkendir. Bazen soluk ve teşhis edilmesi zordur. Dolunay tarafından aydınlatılan bulutlarla karıştırılabilir. Parlaklık aşağıdaki ıskalaya göre tahmin edilebilir.

1. Parlaklık hafif veya zayıftır. Çok az renkli, zar zor görülebilir.

2. Mehtaplı Cirrus bulutularına benzer parlaklıkta ve hafif yeşilimsi bir renk alabilir.

3. Ay ışığında alçak seviye bulutların parlaklığına benzer ve açık renklidir.

4. Gölge oluşturabilecek ve yazı okuyacak kadar ışıklı ve parlak.

5.5.2. Polar Işıma Renkleri

Kutupsal ışımanın rengi ışığı yayan atmosferik gazlara, bu gazların elektriksel durumuna ve güneş parçacıklarının enerjisine bağlıdır. En parlak ve en yaygın polar ışıma, yerin yaklaşık 100 km üzerinde atomik oksijen tarafından yayılan ışımadır ve genel olarak beyazdır. Beyazla birlikte hafif yeşilimsi veya yeşilimsi-sarı olabilir. Yaklaşık 150 km civarındaki yükseklikte, ayrık oksijen atomları dağınık bir kırmızı parıltı meydana getirir. Polar ışımayı oluşturan yayların ve bantların alt kısımlarındaki pembemsi ışık yaklaşık 60 km yükseklikteki atomik azottan kaynaklanır. Moleküler azot en yüksek seviyelerde mavimsi-mor ışık yayar.

5.5.3. Polar Işıma Oluşum Şekilleri

Polar ışıma oluşum şekiller birkaç farklı form ve yapıdadır. Bunlar aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:

Ufuk boyunca şafak benzeri bir kızıllık.
Sınırları belirgin olmayan ve belirli bir şekle sahip olmayan polar ışık yamaları.
Gökyüzünün çoğunu örten, ancak basit bir yapıya sahip genel bir polar ışıma.
Herhangi bir dikey ışın yapısı olmaksızın, bir ışık kemeri olarak gökyüzünde yatay uzayan düzgün kavisli bir yay görünümünde olan ışıma. Alt kısımları üst kısımlarına nazaran daha düzgündür.
Düzenli bir yay şekli ve herhangi bir düşey ışın yapısı olmaksızın, gökyüzünde çapraz ve kıvrımlı bir şerit şeklinde olan ışıma.
Gökyüzünde yukarı doğru uzayan ışık huzmeleri gibi polar ışıma; tek tek, dağınık veya demetler halinde meydana gelebilir.
Yukarı doğru bir yay şeklinde ışıma; genellikle küçük hareketleri ve düzensiz parlaklık değişimlerini gösterir.
Yukarı doğru bir bant şeklinde ışıma; eğer ışınlar uzunsa kıvrımlı olabilir gökyüzünde yansıtılmış bir perde şeklindedir; güçlü olduğu durumlarda çoklu bantlar mevcut olabilir.
Işınlar ve diğer oluşumlar tepemizdeki bir nokta etrafında yakınlaşarak taç veya çelenk şeklini alabilir.

5.5.4. Polar Işımadaki Değişimlerin Tanımlanması

Bir görüntü sırasında şekil ve parlaklıkta küçük bir değişiklik olmasına, polar ışımanın “sessizliği” adı verilir. Bununla birlikte sessizliğin, polar ışıma formlarından herhangi birinin, solması ve parıldaması, veya ritmik olarak kaybolması ve yeniden ortaya çıkması durumu “titreşim” olarak bilinir. Bir polar ışıma, hoş ancak düzensiz hızlı değişiklikler görüntülemesi durumuna “titrek” denir. Bir ışık, ışık dalgaları hızlıca yukarı doğru hareket ettiğinde ve mevcut formları aydınlattığında “alevleniyor” denir. Bir aurora, bir bant boyunca yatay olarak dalgalanan daha parlak bir alan gibi düzensiz yatay değişimler görüntülediğinde “akıcı” olarak adlandırılır.