Hava her gün olur, ancak yalnızca bazı günlerde fırtınalar olur. Fırtınalar, sıcak ya da soğuk olmasına, okyanustan ya da kıtadan gelip, yazın ya da kışın meydana gelmesine ve diğer birçok faktöre bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Fırtınaların etkileri, nüfuslu bir alana mı yoksa doğal bir alana mı çarptığına bağlı olarak değişir. Katrina Kasırgası buna iyi bir örnektir, çünkü fırtınadan sonraki sel New Orleans’a ciddi şekilde zarar verirken, nüfusun bulunmadığı bir bölgedeki benzer bir fırtına çok az zarar verirdi.
Gök gürültülü fırtınalar oldukça yaygındır: Dünya çapında yılda 14 milyon vardır; bu günde 40.000! Çoğu, küçük bir alana hızla çok yağmur yağdırır, ancak bazıları şiddetli ve çok zararlıdır. İlkbahar ve yaz aylarında genellikle öğleden sonra geç saatlerde veya akşamın erken saatlerinde, zemin sıcaklıklarının yüksek olduğu zamanlarda oluşurlar. Aşağıdaki iki şekil, fırtına oluşumunun iki aşamasını göstermektedir.
Fırtına Genesis
Tüm gök gürültülü fırtınalar üç aşamalı bir yaşam döngüsünden geçer. İlk aşama kümülüs aşaması olarak adlandırılır , burada bir hava parselinin bir kümülüs bulutuna dönüşmek üzere yükselmeye, soğumaya ve yoğunlaşmaya zorlandığı, düşük yoğunlaşma seviyesi denir. Sıvı suya yoğunlaşan su buharı süreci, büyük miktarlarda gizli ısı açığa çıkarır, bu da bulut içindeki havayı daha sıcak hale getirir ve kararsız hale gelir ve bulutun bir sıcak hava balonu gibi yukarı doğru büyümeye devam etmesine neden olur. Yukarıya doğru çekimler olarak adlandırılan bu yükselen hava parselleri, yağışların buluttan düşmesini engeller. Ancak, yağış yukarı çekişlerin tutamayacağı kadar ağırlaştığında, nem bulut içinde aşağıya doğru hava akımları oluşturarak düşmeye başlar. Düşüşler ayrıca sürüklenme adı verilen bir süreçle bulutun dışından yere doğru soğuk ve kuru havayı çekmeye başlar..
Yağış buluttan düşmeye başladığında fırtına olgunluk aşamasına ulaşır . Bu aşamada, yukarı çekmeler ve aşağı çekimler yan yana bulunur ve kümülonimbus bir hücre olarak adlandırılır . Yukarı çekimler troposferin tepesine ulaşırsa, kümülüs bulutu dışa doğru yayılmaya başlayacak ve tanımlanmış bir örs oluşturacaktır . Aynı zamanda, aşağı çekimler bulut içinde yayılır ve ilk başta bulutu daha geniş hale getirir, ancak sonunda yukarı yönlü hava akımlarını geride bırakır. Soğuk hava akımları, yağış ve sürüklenmeden gelen soğuk hava, bir fırtınanın alt bölgelerine sürüklendiğinde oluşur. Aynı zamanda, fırtınanın en yoğun olduğu, kuvvetli, şiddetli rüzgarlar, şiddetli yağış, şimşek ve muhtemelen küçük dolu ürettiği olgun aşamadadır.
Düşüşler yukarı yönlü hareketleri geçtikten sonra, bu da gizli ısı enerjisinin salınmasını engeller, fırtına dağılma aşaması adı verilen üçüncü ve son aşamaya doğru zayıflamaya başlayacaktır . Bu aşamada, hafif yağış ve aşağı çekmeler bulutun zayıflamasıyla birlikte en önemli özellik haline gelir. Toplamda, buluttaki nemin sadece yüzde yirmisi yağış olarak düştü, diğer yüzde sekseni ise atmosfere geri dönüyor.
Fırtına oluşumunun üç aşaması vardır: yükselen kümülüs aşaması, olgun aşama ve dağılma aşaması. Yükselen kümülüs aşamasında, bulut havada 10.000 ila 20.000 fit arasında ve yaklaşık 10.000 fit yüksekliğindedir. Su buharı hala bulutta birikiyor. Olgun aşamada, bulut 10.000 ila 50.000 fit arasında genişler ve bulutu yaklaşık 40.000 fit yüksekliğinde yapar. Yağmur yağarken bile bulutun boyutunu büyütmek için su buharı birikerek bulutu küçültür. Dağılma aşamasında, bulut 20.000 ila 40.000 fit arasında bulunur ve bu da bulutu yaklaşık 20.000 fit yüksekliğinde yapar. Buluta daha fazla su buharı çekilmediği için bulut yağmur yağıyor ve bulut boyutunu önemli ölçüde küçültüyor.
Bir şehri süpüren fırtına bulutları. Bulutlar düz çizgilerdir
Şiddetli gök gürültülü fırtınalarda, aşağı hava akımları o kadar yoğundur ki yere çarptığında yerden yukarı doğru fırtınaya sıcak hava gönderir. Sıcak hava, konveksiyon hücrelerine daha fazla enerji verir. Yerçekimi onları Dünya’ya çekmeden önce yağmur ve dolu büyüyor. Şiddetli fırtınalar saatlerce sürebilir ve şiddetli rüzgarlar, sel, yoğun dolu ve kasırgalar nedeniyle çok fazla hasara neden olabilir. Fırtınalar, tek tek veya soğuk bir cephe boyunca fırtına hatlarında oluşabilir. Amerika Birleşik Devletleri’nde, Meksika Körfezi’nden deniz tropikal (mT) hava kütlesinin Kanada’dan gelen kıtasal kutup (cP) hava kütlesiyle buluştuğu Ortabatı’da ilkbahar ve yaz başında fırtına hatları oluşur.
Kümülonimbus bulutlarında o kadar çok enerji toplanır ki, yıldırım adı verilen çok büyük bir elektrik salınımı meydana gelebilir. Elektriksel deşarj, bulutun bir kısmı ile diğeri, iki bulut veya bir bulut ile yer arasında olabilir.
Yıldırım havayı ısıtır, böylece patlayarak genişler. Gürültülü alkış gök gürültüsü. Işık dalgaları o kadar hızlı hareket eder ki yıldırım anında görülür. Ses dalgaları çok daha yavaş ilerler, bu nedenle yıldırım düştükten birkaç saniye sonra gök gürültüsü gelebilir. Fırtınalar, Amerika Birleşik Devletleri’nde yaklaşık 200 kişiyi öldürür ve çoğu yıldırım düşmesi nedeniyle yılda yaklaşık 550 Amerikalıyı yaralamaktadır. Yıldırımın aynı yere iki kez çarpmayacağına dair yaygın bir yanılgı duydunuz mu? Aslında, New York City’nin Empire State Binası’na yılda yaklaşık 100 kez yıldırım düşer.
