Jet Stream

Jet stream rüzgarları dünyamızın iklim sistemi için temel bir etkendir. Bahsettiğimiz rüzgarlar atmosfer sisteminde troposfer ile stratosfer arasında mevcut tropopoz seviyesine kadar görülebilir. Genel olarak 15000 feet irtifadan başlayarak görülen bu rüzgarlar hava araçlarının uçuş planlama ve CAT (Clear Air Turbulence)’den korunması için önemli rol oynar. Bu rüzgarlar hiçbir bulutun olmadığı havada dahi oluşabilirler. Tespit edilmesi meteorolojik tahminler ile mümkün olur.

Dünya tarihinde ilk olarak Endonezya’daki Krakatoa Yanardağı patlaması ile keşfedilmiştir.(1883). Japon meteoroloji mühendisi Wasaburo Ooishi 1923-1925 yılları arasında balonlar ile 1300 araştırma yapmış ve jet stream konusunda çalışmalar yapmıştır. Yaptığı bu çalışmaları da ikinci dünya savaşı sırasında ABD’ye karşı kullanmıştır.

Şekilde görülen balona patlayıcıları yükleyerek balonları jet stream rüzgarları ile ABD’ye göndermiştir. 9000 adet gönderilen bu balonlardan 300 tanesi ABD kıtasında patlamıştır. 5 Mayıs 1945 de Oregon eyaletinde Elsie Mitchell ve 5 çocuk bu bombalarla ölmüştür. ABD bu bombaların nasıl geldiğini anlayamamıştır.

Jet Stream üzerine yapılan çalışmalar genel olarak ikinci dünya savaşı sonrasında ortaya çıkmıştır. Sıcak ve soğuk cephelerin arasında oluştuğu ve çok yüksek süratlere sahip olduğu tespit edilmiştir. Nasıl oluştuğu ile ilgili sıradaki üç videoyu sırayla inceleyelim.
İlk video dünyamızın farklı ısınma bölgelerinden ikincisi dünya üzerinde oluşan üç tip hücreden ve üçüncüsü de bu hücrelerden jet stream rüzgarlarının oluşumunu anlatmaktadır.

http://https://www.youtube.com/watch?v=xqM83_og1Fc&index=8&list=WL&t=7s

http://https://www.youtube.com/watch?v=PDEcAxfSYaI&index=9&list=WL&t=281s

Tanım olarak DHMİ Meteoroloji kitabına göre
“Yukarı Troposferde veya aşağı stratosferde yarı yatay bir eksen boyunca oluşan kuvvetli dikine ya da yatay Rüzgar Kesmesi ile karakterize edilen kuvvetli ve dar bir hava akımıdır.”.

FAA Pilot’s Handbook Of Aeronautical Knowledge ‘e göre ise
“Jet stream, yüksek süratli ve dar bir akışa sahip, Troposferin üst sınırında görülen bir rüzgar çeşididir.”.

• Jet stream, 60 KT’tan daha hızlı esen rüzgarlardır.
• Tipik boyutları; 1500 NM uzunluğunda, 200 NM genişliğinde ve 12.000 fit yüksekliğindeki koridorlardır.
• Yatay düzlemdeki büyük ısı farklılıkları neticesinde oluşurlar.

Videolarda anlatıldığı üzere dünyanın ekvatordan kutuplara doğru azalan şekilde ısınması ile dünya üzerinde sıcaklık farkı oluşmasını sağlanır. Ekvatorda ısınan hava kütlesi ısınma ile yükselerek kutuplara doğru hareket eder. Yeterli soğuma ile hava tekrar yeryüzüne dönerek yeniden ısınır ve döngü devam eder. Bu kapsamda ilk hücre HADLEY hücresi olarak karşımıza çıkar. Bu hücrenin devamında Ferrel hücresi bulunur. Ferrel hücresinde ekvatordan kutuplara olan akış şekil değiştirir ve basınç farklıları sebebiyle hava akışı sağlanır. Ferrel hücresinden sonra kutup bölgesinde kutup hücresi bulunur. Bu hücrede de Hadley hücresi ile aynı mantıkta ısınan hava ekvatora doğru ilerlerken ısınarak tekrar kutuplara dönüş yapar. Kutup hücresi ile Hadley hücresi arasındaki Ferrel Hücresi dişli görevi yapar. Belirtilen bu bölgeler ve arasındaki sıcaklık farklılıkları jet stream oluşumuna sebep olur.

Dünyanın dönüsü ile birlikte bu noktada koriolis kuvveti devreye girerek bahsedilen üç hücre ile oluşan akımları kutuplar ile ekvator arasındaki çizgisel hız farklılığında dolayı yönünü değiştirir. Jet stream rüzgarlarının kuzey yarım kürede sağa güney yarım kürede ise sola doğru bir açı ile ilerlemesine sebep olur.

Belirtilen hücrelerin birleştiği yerlerde jet stream akımları oluşur. Bu akımlar çeşitli kaynaklarda farklı olarak sınıflandırılsa da aşağıdaki sıralama en yaygın olanıdır.

Jet stream rüzgarları genel olarak dar bir yapıda olup en kuvvetli rüzgarlar akımın merkezinde oluşur.

Ölçülen en yüksek rüzgar hızı Güney Asya’da 407 Kt’dır. Bu kadar yüksek bir kuvvete sahip rüzgar havacılıktaki planlamaları direkt olarak etkiler. Bu konuda ilk örnek  18 Kasım 1952 tarihinde, Pan American World Airways tarafından Tokyo-Honolulu seferidir. 24,900 fitte gerçekleştirilen bu uçuş, normalde 18 saat sürerken 11,5 saatte tamamlanmıştır. En güncel örnek ise British Airways tarafından  8 Ocak 2015 tarihinde, British Airways’ın BA114 sayılı New York – Londra seferidir. Sefer Concorde’un rekorunu egale edememiş fakat turbofan motorlar tarafında gerçekleştirilen en yüksek süratli okyanus geçişi sağlanmıştır. Boeing 777-200 tipi yolcu  uçağı ile 6-8 saat sürmesi gereken yolculuk 5 saat 16 dakikada tamamlanmıştır.

Jet streamlerin anlık olarak tüm dünya üzerindeki takibi şu linkten yapılabilir. Türkiye için ise DHMİ’nin havacılık meteorolojisi ile ilgilenen bölümünden faydalanılabilir.

https://hezarfen.mgm.gov.tr/HzUsr/UcusDokumanlari/Default.aspx

Clear Air Turbulence

Clear Air Turbulence (CAT) ise açık hava türbülansı olarak ifade edilir ve herhangi bir oluşumuna gerek duymadan oluşan türbülans türüdür.  DHMİ Meteoroloji kitabına göre :

Hava araçları açısından önemli hava hadiselerinden birisi olan CAT, tahmin edilememesi sebebiyle şiddetine bağlı olarak tehlikeli sonuçlar oluşturabilmektedir. Genellikle 15,000 fit ve üzerinde, bulut dışında açık havada oluşur.

FAA  verilerine göre yıllara göre CAT sebebiyle meydana gelen olaylarda yaralı sayısı aşağıda belirtilmiştir.

CAT jet stream akımlarının birbirleri yada atmosferin diğer yavaş hızda akan akımları ile kesiştiğinde oluşabilir. Kafamızda canlandırmak için Jet streamleri gökyüzünde akan büyük nehirler olarak düşünelim. CAT ise bu nehirlerin kesişimi yada farklı küçük akıntılarla kesişimi olarak düşünebiliriz. Bu kesişimler esnasında uçaklarımızın maruz kaldığı G yükleri ve rüzgarlar ani olarak değişecektir.

CAT oluşum olarak çeşitli sebeplere bağlı olabilir.

• Jet stream akımlarının kesişim ve uç noktalarındaki düzensiz akımlar sebebiyle oluşabilir. Genel olarak jet stream akımlarının soğuk tarafında daha şiddetli olarak meydana gelebilir.
• Yüksek arazi arızalarının hava akışını bozarak yukarı ve aşağı akımlar oluşturması sebebiyle dikey rüzgarlar oluşması ve bu rüzgarların çok geniş bir alana yayılması yine CAT oluşumuna sebep olabilir. Bu durum yüksek dağların rüzgarların önüne engel olarak çıkması ve hava akışını bozması olarak özetlenebilir.

Bu şekilde dağın  arkasına geçemeyen ve dağa çarparak yön değiştiren hava akımı türbülansa sebep olur.  Bu durumlarda dağların tepelerinde kep bulutu diye adlandırılan bulutlar oluşur.

• CAT in oluşumu için bir diğer sebep bir Cb (Dikey gelişimli yüksek süratte rüzgarlar içeren bulutlar) bulutunun çevresindeki bozulan hava akımlarıdır. En az 20 nm mesafeden kat edilmesi gerekir.

CAT bilinen uçak üzeri meteoroloji radarları ile tespit edilememektedir. Karşılaşıldığında kabinde ciddi bir panik yaratır. CAT için uçuşa çıkmadan önce dikkatli bir meteoroloji değerlendirmesi katkı sağlayacaktır fakat yeri ve zamanı tam olarak kestirilememektedir. DHMİ tarafından verilen bir diğer hizmete ulaşmak için

https://hezarfen.mgm.gov.tr/HzUsr/Sayisal/TahminModelleri.aspx

adresi kullanılabilir.

Bu adreste aşağıdaki gibi bir sorgulama yapılabilir.

5 Mart 1966’da Tokyo-Hong Kong seferini yapan B707-436 tipi yolcu uçağı, Fuji Dağına çarptı. Bu kazanın temel sebebi CAT olduğu varsayılmaktadır. (Bahsedilen Fuji dağı yazımızın başında Japon bilim adamının gözlem yaptığı dağdır.) Bunun dışındaki diğer olaylar genelde yaralanma bazen ölüm ile sonuçlanmaktadır. Bu konudaki temel problem uçağın içerisinde emniyet kemerini bağlı tutmamaktan kaynaklanmaktadır. CAT tam olarak tespit edilemediği için her zaman uçak içerisinde emniyet kemeri bağlı tutulmalıdır. 28 Aralık 1997’de Narita-Honolulu seferini yapan B747-100 tipi yolcu uçağı, 31,000 fitte CAT’e maruz kalarak 100 fit kaybetti. Bu şiddetli türbülans sonucu, 1 yolcu öldü, 14 yolcu ve 3 kabin görevlisi ciddi şekilde yaralandı. Uçakta hiçbir yapısal hasar oluşmamıştır.  Bu kazanın sebepleri incelendiğinde kemerinizi bağlayın anonsunun japoncaya çevirilmemesinden dolayı uçakta bulunan japon yolcuların kemerini bağlamamış olmasıdır. Kaza raporu için

https://www.skybrary.aero/bookshelf/books/368.pdf

Uçuşta başımıza geldiğinde yaşanabilecek paniği gözümüzde canlandırması için aşağıdaki videolara bakabilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=NB__Wf06S8M

Kemerinizin bağlı olduğu

Türbülanssız emniyetli ve keyifli uçuşlara