Rüzgar Nasıl Oluşur - Rüzgar Türbinin Hareketi

**Prof. Dr. Sinsi** · 08-16-2012

Rüzgar ısı değişikliğine uğrayan hava katmanlarının hareketiyle oluşur

Yeryüzüne yakın hava katmanı ısınarak öz kütlesi düşer ve yukarı doğru yükselir

Yükselen bu sıcak havanın yerine atmosferin üst tapakalarında soğuyan hava kütleleri hareket eder

Oluşan bu hava akımı rüzgar türbinlerinin hareket etesini sağlamaktadır

Dünyâ yüzeyine yakın ve atmosfer içerisinde havanın tabiî yatay hareketleri

Hava hareketlerinin temel prensibi mevcut atmosfer basıncının bölgeler arasında değişmesidir

Rüzgâr alçak basınçla yüksek basınç bölgesi arasında yer değiştiren hava akımıdır

Rüzgâr dâimâ yüksek basınç alanından alçak basınç alanına doğru gider

İki bölge arasındaki basınç farkı ne kadar büyük olursa hava akım hızı o kadar fazla olur

Rüzgâr sâhip olduğu hıza göre fırtına hortum gibi isimler alır

Rüzgârın yönü rüzgâr gülü hızı ise anemometre ile ölçülür

Anemometre; pervânenin dönüş hızından rüzgâr hızını gösteren basit bir ölçü âletidir

Yükseklerdeki rüzgârlar balonlar yardımı ile ölçülmektedir

Bunun için yükselme hızı bilinen balonlar belli yüksekliğe gelince rüzgâr hızından yol almaya başlar

Balonun birim zamanda kat ettiği yoldan trigonometrik hesaplarla hızı bulunur

Daha hassas ölçmeler için balon ya radarla tâkip edilir veya balona bir telsiz vericisi monte edilir

Okyanuslardaki akımların ve dalgaların meydana gelmesinde rüzgârların büyük rolü vardır

Rüzgârlar karaların şekillerinin değişmesine de sebep olur

Bilhassa çöllerde kimi tepeler rüzgârlar sebebiyle devamlı değişir

Rüzgârların bitki sporlarını sağa sola taşıyarak çiçeklerin döllenmesine sebep olması bitki neslinin devamı yönünden çok mühimdir

Rüzgâr gücünden yeldeğirmeni yelkenli gemi işletmesinde istifâde edilir

Rüzgâr orman yangınlarında menfi etki yapar

Rüzgârın meydana geliş sebepleri: Rüzgârlar yüksek basınç alanından alçak basınç alanına akarken; 1) Dünyânın dönüşü 2) Yüzey sürtünmeleri 3) Yerel ısı yayılması 4) Rüzgâr önünde başka atmosferik hâdiselerin oluşu 5) Toprağın topografik yapısı sebebiyle şekillenir

Rüzgâr alçak (siklon) ve yüksek (antisiklon) alanlarda farklı özellikler taşır

Siklon içerisinde; 1) Basınç radyal olarak içe 2) Doğru santrifüj kuvvetler dışa doğru 3) Koriolis kuvvet dışa doğru etki eder Antisiklon içerisinde ise; 1) Basınç değişmesi radyal olarak dışarıya doğru 2) Santrifüj kuvvet dışarıya doğru 3) Kariolus kuvvet içe doğru etki eder

Bütün bunların etkisi sonucunda rüzgâr eşit basınç noktalarında yoluna devam eder

Bu hatların bir harita üzerinde çizilmesiyle meteoroloji haritaları elde edilir

Yüzey sürtünmeleri rüzgârın yönünü alçak basınç yönüne doğru çevirir

Denizlerde bu açı 20° karalarda ise 30° ile 45° arasında değişir

Atmosferin alt tabakalarında meydana gelen rüzgârlar yerin ısı ve mekanik özelliklerinden dolayı türbülans meydana getirir

Türbülans meydana getirmeden basınç alanları arasında dolaşan rüzgârlara meyilli rüzgârlar denir

Eğer rüzgâr hafif meyilli karadan denize doğru eserse logaritmik olarak alçalan bir spiral hat çizerek ilerler

Kuzey yarım kürede bu spiralin dönüş yönü saat ibresinin dönüş yönüdür

Atmosferin üst tabakalarında rüzgâr hızı saatte 400 km�ye kadar çıkabilir

Rüzgarın oluşumu nasıl gerçekleşir ve bunun fizikle alakası nedir ? Bu soruların cevapları…

Rüzgar en basit şekilde hareketli olan hava olarak tanımlıyoruz genel olarak

Daha basitcesi ise bir yerden bir yere giden hava olarak tanımlarız

Bu rüzgarın yönü genel netice olarak yatay olarak sergilenir

Rüzgar oluşumunda çokça yer edinen fiziksel kavramlardan birisi “basınç” kavramıdır

Basınç birim yüzeye etki eden kuvvet olarak tanımlanmakta ve birimi kuvvet birimi/alan birimi (Newton/metre – N/m) olarak verilmektedir

Rüzgar’ın temel sebebi atmosfer basıncı farklılıklarıdır

Atmosfer basıncının yüksek olduğu bölgeden düşük olduğu bölgeye doğru bir hava hareketi olur

İşte bahsi geçen bu hareket rüzgardır

Aşağıdaki şekilde rüzgar oluşumu basitçe gösterilmiştir;

Bu basınç farkının oluşmasına neden olan şey ise genellikle Güneş’tir

Gün içinde güneş ışınları atmosferde çok düzgün bir dağılımla soğurulmaz

Kimi bölgeler daha çok enerji alırken kimi bölgeler daha az alabilir

Ve böylece atmosferde farklı sıcaklık bölgeleri oluşur

Yukarıdaki resimde gördüğünüz şekilde soğuk bölgede aşağı doğru mavi oklar bulunmakta

Bu oklar soğuyan havanın alçalma eğiliminde olduğunu göstermektedir

Yani soğuk hava daha yoğun olup yere doğru çökmektedir

Bu durumda bu bölgede yüksek bir basın oluşur

Sıcak bölgedeki yukarı doğru kırmızı oklar ise yükselmekte olan havayı temsil etmektedir

Isınan hava yükselir ve bölgedeki basınç düşer

Böylece yüksek hava basıncının olduğu soğuk bölgeden sıcak bölgeye doğru hava akımı başlar

Bu olayda rüzgar olarak adlandırılır

Rüzgar yönünü üzerinde dünyanın dönme hareketinin etkisi de vardır

Fakat olayları daha karışık hale getirmemek için bu konuya burada girmiyorum

Bu etki hakkında daha çok bilgi için “Coriolis kuvveti”ni araştırabilirsiniz

Rüzgar yönüne diğer bir etki ise “sürtünme” kuvvetidir

Sürtünme kuvveti hakkında de

08-16-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Rüzgar Nasıl Oluşur - Rüzgar Türbinin Hareketi Rüzgar ısı değişikliğine uğrayan hava katmanlarının hareketiyle oluşur Yeryüzüne yakın hava katmanı ısınarak öz kütlesi düşer ve yukarı doğru yükselir Yükselen bu sıcak havanın yerine atmosferin üst tapakalarında soğuyan hava kütleleri hareket eder Oluşan bu hava akımı rüzgar türbinlerinin hareket etesini sağlamaktadır Dünyâ yüzeyine yakın ve atmosfer içerisinde havanın tabiî yatay hareketleri Hava hareketlerinin temel prensibi mevcut atmosfer basıncının bölgeler arasında değişmesidir Rüzgâr alçak basınçla yüksek basınç bölgesi arasında yer değiştiren hava akımıdır Rüzgâr dâimâ yüksek basınç alanından alçak basınç alanına doğru gider İki bölge arasındaki basınç farkı ne kadar büyük olursa hava akım hızı o kadar fazla olur Rüzgâr sâhip olduğu hıza göre fırtına hortum gibi isimler alır Rüzgârın yönü rüzgâr gülü hızı ise anemometre ile ölçülür Anemometre; pervânenin dönüş hızından rüzgâr hızını gösteren basit bir ölçü âletidir Yükseklerdeki rüzgârlar balonlar yardımı ile ölçülmektedir Bunun için yükselme hızı bilinen balonlar belli yüksekliğe gelince rüzgâr hızından yol almaya başlar Balonun birim zamanda kat ettiği yoldan trigonometrik hesaplarla hızı bulunur Daha hassas ölçmeler için balon ya radarla tâkip edilir veya balona bir telsiz vericisi monte edilir Okyanuslardaki akımların ve dalgaların meydana gelmesinde rüzgârların büyük rolü vardır Rüzgârlar karaların şekillerinin değişmesine de sebep olur Bilhassa çöllerde kimi tepeler rüzgârlar sebebiyle devamlı değişir Rüzgârların bitki sporlarını sağa sola taşıyarak çiçeklerin döllenmesine sebep olması bitki neslinin devamı yönünden çok mühimdir Rüzgâr gücünden yeldeğirmeni yelkenli gemi işletmesinde istifâde edilir Rüzgâr orman yangınlarında menfi etki yapar Rüzgârın meydana geliş sebepleri: Rüzgârlar yüksek basınç alanından alçak basınç alanına akarken; 1) Dünyânın dönüşü 2) Yüzey sürtünmeleri 3) Yerel ısı yayılması 4) Rüzgâr önünde başka atmosferik hâdiselerin oluşu 5) Toprağın topografik yapısı sebebiyle şekillenir Rüzgâr alçak (siklon) ve yüksek (antisiklon) alanlarda farklı özellikler taşır Siklon içerisinde; 1) Basınç radyal olarak içe 2) Doğru santrifüj kuvvetler dışa doğru 3) Koriolis kuvvet dışa doğru etki eder Antisiklon içerisinde ise; 1) Basınç değişmesi radyal olarak dışarıya doğru 2) Santrifüj kuvvet dışarıya doğru 3) Kariolus kuvvet içe doğru etki eder Bütün bunların etkisi sonucunda rüzgâr eşit basınç noktalarında yoluna devam eder Bu hatların bir harita üzerinde çizilmesiyle meteoroloji haritaları elde edilir Yüzey sürtünmeleri rüzgârın yönünü alçak basınç yönüne doğru çevirir Denizlerde bu açı 20° karalarda ise 30° ile 45° arasında değişir Atmosferin alt tabakalarında meydana gelen rüzgârlar yerin ısı ve mekanik özelliklerinden dolayı türbülans meydana getirir Türbülans meydana getirmeden basınç alanları arasında dolaşan rüzgârlara meyilli rüzgârlar denir Eğer rüzgâr hafif meyilli karadan denize doğru eserse logaritmik olarak alçalan bir spiral hat çizerek ilerler Kuzey yarım kürede bu spiralin dönüş yönü saat ibresinin dönüş yönüdür Atmosferin üst tabakalarında rüzgâr hızı saatte 400 km�ye kadar çıkabilir Rüzgarın oluşumu nasıl gerçekleşir ve bunun fizikle alakası nedir ? Bu soruların cevapları… Rüzgar en basit şekilde hareketli olan hava olarak tanımlıyoruz genel olarak Daha basitcesi ise bir yerden bir yere giden hava olarak tanımlarız Bu rüzgarın yönü genel netice olarak yatay olarak sergilenir Rüzgar oluşumunda çokça yer edinen fiziksel kavramlardan birisi “basınç” kavramıdır Basınç birim yüzeye etki eden kuvvet olarak tanımlanmakta ve birimi kuvvet birimi/alan birimi (Newton/metre – N/m) olarak verilmektedir Rüzgar’ın temel sebebi atmosfer basıncı farklılıklarıdır Atmosfer basıncının yüksek olduğu bölgeden düşük olduğu bölgeye doğru bir hava hareketi olur İşte bahsi geçen bu hareket rüzgardır Aşağıdaki şekilde rüzgar oluşumu basitçe gösterilmiştir; Bu basınç farkının oluşmasına neden olan şey ise genellikle Güneş’tir Gün içinde güneş ışınları atmosferde çok düzgün bir dağılımla soğurulmaz Kimi bölgeler daha çok enerji alırken kimi bölgeler daha az alabilir Ve böylece atmosferde farklı sıcaklık bölgeleri oluşur Yukarıdaki resimde gördüğünüz şekilde soğuk bölgede aşağı doğru mavi oklar bulunmakta Bu oklar soğuyan havanın alçalma eğiliminde olduğunu göstermektedir Yani soğuk hava daha yoğun olup yere doğru çökmektedir Bu durumda bu bölgede yüksek bir basın oluşur Sıcak bölgedeki yukarı doğru kırmızı oklar ise yükselmekte olan havayı temsil etmektedir Isınan hava yükselir ve bölgedeki basınç düşer Böylece yüksek hava basıncının olduğu soğuk bölgeden sıcak bölgeye doğru hava akımı başlar Bu olayda rüzgar olarak adlandırılır Rüzgar yönünü üzerinde dünyanın dönme hareketinin etkisi de vardır Fakat olayları daha karışık hale getirmemek için bu konuya burada girmiyorum Bu etki hakkında daha çok bilgi için “Coriolis kuvveti”ni araştırabilirsiniz Rüzgar yönüne diğer bir etki ise “sürtünme” kuvvetidir Sürtünme kuvveti hakkında de