Şimşek ve Yıldırım Nedir? Şimşek ve Yıldırımların Oluşumu Hakkında

ŞİMŞEK VE YILDIRIM
şimşek Elektrik yüklü bir bulut ile diğer bir bulut arasındaki elektrik boşalmasıdır. önceden tahmin edilmesi oldukça zordur. fakat belli Hava koşullarında meydana gelir.
yıldırım ; bulut ile yeryüzü arasındaki elektrik boşalmaları olarak tanımlanır. yıldırım, zigzaklı bir yol takip ederek kollar halinde aşağı doğru iner. genellikle şiddetli bir yağmurla birlikte görülür.

nasıl oluşur
yıldırım, hava iyi bir elektrik iletkeni olmadığından hemen gerçekleşmez. yalıtılmış havanın direncini yenmek için Pozitif ve Negatif yükler arasında yeterli fark oluşuncaya kadar bekler. Atmosfer içerisinde bir yörüngede birkaç çift başlangıç çarpması oluşur ve ondan sonra yerden buluta doğru pozitif yüklü yıldırım takip eder.

ısınan alçak hava, gelen soğuk bir ön cephe tarafından yukarı itilir ve bulutlar içindeki pozitif ve negatif yükler birbirinden ayrılır. yüklerin bu ayrılması, bulutun tabanında toplanan negatif yüklerin, karadaki veya denizdeki pozitif yükleri çekmesine neden olur. bu etkileşim gerçekleştiğinde ise; pozitif yük ışığın üçte biri hızla yukarı doğru fırlar ve neon parlaklığında bir ışık oluşur.

şimşek ve yıldırım, elektriksel direnci en küçük olan yolu izler ve arka arkaya 40'ın üzerinde zigzag çakışlardan oluşur. yakında çakan şimşekler kuru Ağaç dalları gibi çatallı görünüştedir. bulut tepesinden stratosfere doğru boşalan şimşek ”roket şimşek” olarak adlandırılır.

şimşek saniyede 90.000 mil (144.810 km.) yani neredeyde yarı ışık hızıyla hareket eder ve bir şimşeği başlangıcından sonuna kadar izlemek zordur. hemen hemen aynı anda başlar ve sona erer. gürleme sesi ise 3 saniyede yaklaşık 1 km. (5 saniyede 1 mil) hareket eder. şimşek sesten 100.000 defa daha hızlıdır. gökgürültüsünün şimşek görüldükten sonra işitilmesinin sebebi de bundandır. bu nedenle şimşek çakması görüldüğünde, gürültüyü duymadan önce saniyeleri sayarak, fırtınanın kabaca ne kadar uzaklıkta olduğu tahmin edilebilir.

bilindiği gibi, insan yaşamını tehdit eden doğa afetlerinden biri de yıldırım çarpmasıdır. bu tehlike günümüzde giderek artan bir ivme kazanmaktadır.

yıldırım çarpmalarının çoğu açık alanlarda gerçekleşmektedir. konutlardaki yıldırım çarpmaları ise daha çok Telefon görüşmeleri sırasında yaşanmaktadır. yıldırım çarpmaları çoğunlukla ölümle veya sakat kalmayla sonuçlandığı gibi işitme kaybı, yanma ve şiddetli elektrik çarpması da diğer etkileri arasında yer almaktadır.

dünyanın şimşek başkenti florida olarak bilinmektedir. abd'de her yıl 800'ü aşkın insan yıldırım çarpması sonucu hayatını kaybetmektedir.

ülkemizde de yılda tahminen 100'ü aşkın kişi yıldırım çarpmaları sonucu ölmektedir. özellikle karadeniz bölgesi şimşekleri, yıldırımları ve gökgürültüleri ile ünlüdür. çok yeşil alana sahip olması ve bol yağmur alan bölge olması, karadeniz'i ülkemizin yıldırım ve şimşek bölgelerinden biri haline getirmiştir. bunu Akdeniz ve güneydoğu anadolu bölgeleri izlemektedir.

özellikleri nelerdir
yıldırımın elektrik akımı olduğu 1752 yılında ben franklin tarafından keşfedilmiştir.
yüksek binalar büyük akımların toprağa güvenlikle geçişini sağlayan paratonerlerle yıldırımdan korunurlar. yıldırımsavar diye de adlandırılan paratoneri franklin icat etmiştir.
çoğu yıldırım vakası yaz aylarında ve öğle ile ikindi arasında meydana gelir.
ortalama bir şimşek çakışı üç aydan daha fazla bir zaman için 100 wattlık bir ampulü yakabilir.
yıldırım tarafından çarpılma şansınız 600.000'de 1 olarak tahmin edilmektedir.

bir şimşek çakmasıyla bunun yakınındaki hava 50.000 fahrenayt'a kadar ısınır ki, bu güneş yüzeyindeki sıcaklıktan üç kat daha fazladır. hızı saniyede 90.000 mil'dir. şimşeğin ortalama kalınlığı 1-2 inç (2,5-5 cm.) dir.

• yıldırım aynı yere birden fazla düşebilir.
• dünyada her yılın her saniyesinde yaklaşık 100 yıldırım çarpması meydana gelmektedir.
• şimşek sık sık sağanak yağışların dışında da çakabilir.
• kauçuk tabanlı ayakkabı ve lastik tekerlek çemberi yıldırımdan korunmayı sağlamaz.
• yıldırım çarpmasından ölme riski, maruz kalan her insan için 1:28.500'dür.

yıldırım tarafından çarpılan her 10 kişiden 9'u hala yaşamaktadır. fakat kurtulanların yaklaşık %25'i uzun vadede psikolojik ve fizyolojik etkilere maruz kalır.
yıldırımın durdurabileceği veya önlenebileceğini söylemek yanlıştır. tamamen fevri ve önceden bilinmeyen bir olaydır.
şimşek, Bitki yetişmesi için önemli olan nitrojen bileşikler üretir. ilk insanın ateş kaynağı olmuştur.
ortalama şimşek çakması 200.000 Amper elektriksel güç içerir. 20 miliamperden fazla akım, göğüs kaslarınızı büzerek nefes alıp vermenizin durmasına neden olabilir.
bir fırtına sırasında uzun ağaçların altına sığınmaktan kaçının. ağaçlar nem içeriğinin %20'lik bir parçasını tutabilir. biz insanlar ise nem içeriğinin %65'ine sahibiz. ağaçtan aşağıya doğru inen yıldırım en az dayanıklı bir yol izlemek ister.

alınan darbe bazı garip olaylara neden olabilir; tavukları tüysüz bırakabilir, kafanızdan saçlarınızı yok edebilir ve sızlayan ayaklarınızı incitmeksizin ayakkabılarınızı çıkarabilir.

yakın geçmişte insanlar şu işleri yaparlarken yıldırım çarpması neticesinde hayatlarını kaybettiler; sandalla giderken, yüzerken, Golf oynarken, bisiklete binerken, bir ağacın altında dururken, çim biçme makinası kullanırken, telefonda konuşurken, bir kamyonu yüklerken, futbol oynarken, bir bot içerisinde balık avlarken ve dağa tırmanırken.

yıldırımın göstergesi olan şimşek ve gökgürültüsünün olduğu durumlarda ne gibi önlemler alınabilir

açık alanda

1. sağlam, dayanıklı tavana sahip binalar ile kesinlikle sert metal tavana sahip araçlar içerisine sığınılması gerekmektedir. küçük yapılardan, çadırlardan, üzeri tenteli araçlardan, üstü açık araçlardan ve ayrı kümelenmiş, küçük gruplar halindeki koruluk ve çalılıklardan uzak durunuz.
2. eğer yerleşim yeri veya binadan uzak iseniz, çömeliniz. çömelmek için mutlaka çukur olan yerleri seçiniz, mümkünse Ayak parmaklarınızın ucuyla yere basınız, başınızı bacaklarınıza doğru eğerek, kulaklarınızı tıkayınız. yere yüzü koyun yatmayınız. başınız ve vücudunuzdaki tüm metal objeleri kendinizden uzaklaştırınız.
3. saçlarınızda bir dikleşme veya etrafınızda bulunan kaya ve çit gibi nesnelerde vızıltı gibi sesler gelmeye başlarsa hemen yerinizi değiştiriniz ve başka uygun bir yerde yeniden pozisyon alınız.
4. bu sürede uçurtma ile uzaktan kumandalı model uçak türü şeyler uçurmayınız.
5. açık alanlarda golf sopası, şemsiye veya balık oltası türü uzun ve metal objelere dokunmayınız.
6. metal yapılar, çitler ve metal objelere yakın durmayınız ve dokunmayınız.
7. üstü açık Araba sürmeyiniz, ata ve bisiklete binmeyiniz.
8. eğer araba kullanıyor iseniz hızınızı azaltınız. arabanızı yüksek ağaçlar ile güç kaynaklarından uzak tutunuz. tehlike süresince tavanı metal ve sağlam olan bir araba ve karavan içinde kalınız ama araç içerisinde metal parçalara dokunmayınız.
9. Su içindeyseniz hemen sudan çıkıp kendinize uygun bir sığınak bulunuz.
10. eğer botta iseniz hemen kıyıya ulaşınız.
11. üzerinde olduğunuz botun yeterince sağlam « topraklanmış » olduğundan emin olunuz.
12. ağaçlar, bayrak, telefon ve posta direkleri gibi uzun objelerden güvenli bir uzaklıkta durunuz.
13. çamaşır iplerinden, metal borulardan, raylardan ve bunlara benzer hayli uzak mesafeden yıldırımı size taşıyabilecek metalik devrelerden uzak durunuz.
14. ormanda iseniz, gelişmiş küçük ağaçlar altında alçak bir alanda barınak bulmaya çalışınız. barınak ararken de sağanak yağışların sebep oldukları seylap için uyanık olunuz.
15. bir tepe üstünde, herhangi bir açık alanda veya plajda durmayınız.
16. bir grupla dışarıda iseniz, insanları birbirinden oldukça uzak tutacak şekilde dağılınız.

binaların yoğun olarak bulunduğu yerler ile kapalı alanlarda

1. gerekli olmadıkça kesinlikle dışarı çıkmayınız.
2. kapılardan, pencerelerden, şöminelerden, radyatörlerden, sobalar, lavabolar ve metal borular gibi elektrik iletebilecek herşeyden uzak durunuz.
3. kapalı yere (ev, oda, bina, vs.) dışardan gelen elektrik, anten, Radyo ve tv vericisi bağlantılarını kesiniz. bilgisayar modemi ile güç kaynaklarını kapatınız. bu tür aletlerden uzak durunuz.
4. telefon kullanmaktan uzak durunuz. eğer acil olarak telefon görüşmesi yapılması gerekiyorsa görüşmenin kısa tutulması gerekmektedir.
5. banyo, duş almayınız.

elektronik aletlerin çalışmasına yardımcı olmak amacıyla kurulmuş Anten sistemlerinin bulunduğu yerlerde:

1. anten ve Elektronik aletlerin elektrik bağlantılarının sağlıklı olarak topraklanmasının yapılması gerekmektedir.
2. bu tür alanlarda çalışanların gerekmediği durumlarda açık alana çıkmamaları gerekir.
3. eğer açık alana çıkmaları zorunlu ise topraklama hatlarından, metal uzantılardan, antenden veya yıldırımı çekebilecek sivri metal objelerden uzak durulmalıdır.
4. mümkünse tehlikeli hava geçene kadar sistemin elektrik devresi kapatılmalıdır.

yıldırım düşme ıhtımalı olan hava koşullarının özellıklerı

• aşırı ve bunaltıcı bir sıcak hava.
• öğleden sonar dikey olarak gelişen, pamuk yığınını andıran ve giderek gelişen bulut kümeleri.
• aniden artan rüzgar.
• yağışa kadar iyi görüş, yağış anında daralan görüş mesafesi.
• duyulan gökgürültüsü veya görülen şimşek.
• tek hücreli orajlar yarım ile bir Saat arası, çok hücreli orajlar (gökgürültülü sağanak yağış) 2 ile 4 saat arası etkisini sürdürebilmektedir. ülkemizde meydana gelen orajların %85'inin süresi yarım saattir.

yıldırım düşme ıhtımalı olan hava koşullarının hava tahmın raporlarından öğrenılmesı:

• sağanak ve gökgürültülü sağanak yağış.
• dolu.
• “kararsız hava koşullarının etkisinde“ gibi ifadelerle yıldırım düşme ihtimali olup olmadığı tahmin edilebilir.

sonuç
en güvenli bölgeler
a. camları açık veya tam kapalı metal araçlar.
b. sağlam ve kalıcı binalar.

güvensiz bölgeler
a. kulübe & yağmur sığınakları gibi küçük yapılar.
b. çitler, geçitler, aygıtlar, elektriksel aletler, kablolar ve elektrik direkleri gibi metal nesnelerin yakınları.
c. aynı zamanda ağaçlardan – sudan - açık alanlardan - telefon veya kulaklık (sert kablolu) kullanımından kaçının.

yıldırım düşmelerine karşı nasıl güvenlik sağlanacağı kişisel bir karardır. şimşeğin ya da gökgürültüsünün ilk işaretlerinde sığınak arayın, iyi sığınaklar büyük binalar ve tamamı kapalı metal araçlardır. sığınakta son gözlemlediğiniz gök gürültüsü, şimşek ya da yıldırımdan sonra 30 Dakika boyunca kalınması öneriliyor.
eğer onu duyabılıyorsan uzaklaş, eğer onu görebılıyorsan kaç

Biz, yerine göre farklı terimleri kullanıyoruz ama, "yıldırım", bir ışık olayı olan "şimşek" ve bir ses olayı olan "gök gürültüsü"nün birleşmesine verilen ad... Her saniye 100 yıldırım korkunç bir gürültüyle ve ışıklar saçarak dünyamızı aydınlatıyor. Gökyüzünde oluşup yere kadar uzanan bu elektrik yüklü uzantılar, ulaştıkları her şeyi 30.000 dereceye yakın bir sıcaklıkla yakıp kavuruyorlar...

Eski inançlarda YILDIRIM

Yüzyıllar boyu, insan yıldırıma karşı son derece savunmasız yaşadı. Kendisini ve evini yıldırımdan koruyabilmek için yapabileceği hiçbir şey yoktu. Bu nedenle Yunanlılar ve özellikle Romalılar, yıldırıma büyük önem verdiler ve ona bakarak kehanetlerde bulundular. Yıldırım, bazı Brahman ve Buddha'cı Hint tanrılarının da sembolü oldu. İndra'nın silahı "vajra", Rudra'nın silahı "triçula" (üç dişli mızrak) yıldırımdı. Slavlar da, yıldırımı "Tanrı Perun" biçiminde kişileştirmişlerdi.

18. yüzyıla kadar insan, yıldırımın aynı yeri birçok kez vurabileceği konusunda da acı tecrübeler edindi. Örneğin, 1388 ile 1762 yılları arasında, Venedik'teki ünlü San
Marco Kulesi'ne 9 kez yıldırım düşmüş ve yapı her seferinde ağır hasar görmüştü. Bu nedenle, eski kültürlerin yıldırım düşmesini "tanrıların bir öfkesi" olarak nitelendirmelerine şaşmamak gerekiyor.

Benjamin Franklin paratoneri icat etti…

Tanrı'nın işine karıştığı için karşı çıkanlar oldu.

1753 yılında, Amerikalı ünlü devlet ve bilimadamı Benjamin Franklin, "paratoner"i icat ettiğini açıkladı. Buluşundan önceki yıllarda yıldırımla yaptığı cesur deneyler, bu doğa olayına neyin neden olduğunu anlamasına yardımcı olmuştu. Böylesine ilginç bir buluş, özellikle çok sık yıldırım çeken anavatanı İngiltere'de ciddiye alınmadı. Bazıları, Franklin'in Tanrı'nın işine karıştığını bile iddia ettiler. Tüm karşı görüşlere rağmen, paratonerlerin, kiliselerin, katedrallerin, fener kulelerinin ve yıldırım isabet eden diğer yüksek yapıların çatılarında yer alması fazla zaman almadı...

Franklin, yüksek elektrik yükü taşıyan çalkantılı fırtına bulutlarının, havanın doğal yalıtımının ortadan kalkmasına neden olduğunu farketmişti. Böylece, yer ile bulut arasında bir kıvılcım sıçraması oluyordu. Şimşek, havayı akkor haline getiren temel bir elektrik boşalmasıyla ikinci derecedeki boşalmaları içeriyordu ve bu olay saniyenin yarısı kadar bir sürede oluyordu. Yıldırım düşmesi de, ışık ışınları ve morötesi ışınlarla birlikte metalleri eritecek ve yangınlara yol açacak güçte önemli bir sıcaklık yaratıyordu.

Böylesine korkunç bir güce karşı koyabilen bu yeni buluş, ucundan elektron yayıyordu. Fırtına sırasında paratoner, çevresindeki potansiyel düşmeyi azaltan, böylelikle elektrik boşalımı tehlikesini küçülten elektrik­sel yayılım yapıyordu. Franklin'in pa­ratonerinin ucunda bulunan karşıt elektrik yükü, geçmekte olan bulutlar­da oluşan yıldırımın doğrudan parato­nere çarpmasını sağlıyordu. Elektrik gücü, buradan hiçbir şeye zarar ver­meden toprağa iletiliyordu.

Paratoner bü­yük bir faciayı önledi...
1777 yılının mayıs ayında, Londra yakınlarındaki Purfleet'teki bir cepha­ne deposuna yıldırım düştü. Normal­de, cephaneliğin olduğu gibi havaya uçması beklenirdi, ama depoya, daha önce, Franklin'in de üye olduğu saygın bir bilimadamı grubunun önerileriyle paratoner yerleştirilmişti. Buluş, bü­yük bir faciayı önledi...

Yıldırımlı fırtınaların nasıl oluştuğu hâlâ tam olarak bilinmiyor

Statik elektrik kuralları 250 yıldan beri bilinmesine olmasına rağmen, at­mosferde olup bitenleri anlama konu­sunda günümüzde bile pek fazla iler­leme kaydedilmedi... Bugün, yıldırımlı fırtınaların nasıl oluştuğu hâlâ tam olarak bilinmiyor. Birçok bilimadamı­nın vardığı ortak kanı ise şöyle:

Hava, fırtına bulutlarında yüksel­dikçe soğuyor ve su damlacıkları buz haline dönüşüyor. Sonra, bu buz par­çacıkları yerçekiminin etkisi altında kalarak yere düşmeye başladıkça, bu­lutun içindeki su damlacıklarına çarpı­yorlar. Böylelikle, negatif bir elektrik yükü ile dolan buz parçacıkları daha sonra bulurun alt kısmında toplanıyor­lar. Zamanla, yer ve bulutun dip kısmı arasında yüz milyonlarca voltluk yük farkı oluşuyor. Bir süre sonra, bulutun altındaki hava, bu farkın neden olduğu gerginliğe dayanamıyor ve elektrik boşalması meydana geliyor. "Yıldı­rım" adı verilen bu olay sırasında, bu­lut ve yer arasındaki elektrik yükü far­kı eşitlenmiş oluyor.
Bu boşalma o kadar çabuk oluyor ki, bunu görüntüleyebilmek için özel teknikler gerekiyor. İki döner objektif ile sabit bir fotoğraf camı bulunan "Boys" fotoğraf makinesiyle elde edi­len fotoğraflar, hemen hemen görün­mez olan elektrik boşalmasının çentik­li adımlarla yere doğru ilerleyen bir "şimşek" olduğunu ortaya koyuyor

Yüksek binalarda ve dağlarda şimşek yukarıya doğru da çakabiliyor

Bir şimşek, saniyenin 100'de biri ara­lıklarla kesilmiş kısmi boşalmalardan meydana geliyor.
Aşağı doğru olan boşalım, yere 50 metre yaklaştığında çok daha parlak bir vuruşla geri dönüyor. Bu ışık seli sayesinde bulut, yer ile birleşmiş olu­yor. Yüz milyon voltluk bu fark, yu­karıya doğru yükselen onbinlerce am­perlik akım, hareketli bir alevle açığa çıkıyor. Açığa çıkan bu enerji, nesne­leri buharlaştıracak kadar şiddetli bir etki gösteriyor. Şimşeğin en parlak kısmı, yerden yukarıya doğru yükseli­yor. Yüksek binalarda ve dağlarda şimşek yukarıya doğru da çakabiliyor.

Fırtına bulutlarının buzlu üst kısım­larında güçlü pozitif yük olduğundan, bulutların içinde yıldırım oluşabiliyor. Böylelikle, bulutun içindeki yük farkı dengelenmiş oluyor. Bu, genelde her tarafa ışık saçan, ancak gürültüsü du­yulmayan şimşeklerle kendini gösteri­yor. Yıldırımın bir başka özelliği de, içinde sıkışmış hava bulunan şok dal­galan yaratması... Bu dalgalar genişle­yip, çoğumuzu yerinden sıçratan güç­lü gökgürültülerine dönüşüyor.

Kapalı mekanlarda yaşam yıldırımdan ölen sayısını azalttı

Günümüzde yıldırımın etkilerinden korunabilmek, eskiden olduğundan daha büyük önem taşıyor. Elektronik teknolojisinin kullanımında ki artış, yıldırımın yol açabileceği tehlikeleri de arttırıyor kuşkusuz... Örneğin; her donanımı elektronik sistemlere bağlı olan bir hastaneye yıldırım düşmesi, umulanın çok üstünde kayıplara neden olabiliyor.

1800'lü yıllarda yıldırım çarpması sonucunda ölenlerin sayısı günümüz­den çok daha fazlaydı. Ölü sayısının bugün az olması, tabii ki fırtınaların azalması değil; çünkü böyle bir azal­ma söz konusu olmadı... Değişen tek şey, artık insanların daha çok kapalı mekanlarda yaşıyor olmaları... İnsan­ların iş ortamları kapalı alanlara taşın­dıkça, yıldırım çarpma olasılığı da gi­derek ortadan kalkıyor...

Nijerya'da her iki günde bir fır­tına kopuyor ve yıldırım düşüyor...

Yıldırım çarpan insanların öyküsü, yılda en az bir-iki kez gazete haberi olan öykülerden...
Türkiye'de de böy­le, dünyanın diğer ülkelerinde de... Ül­kemizde fırtınalar genellikle sonbahar ve kış aylarında koptuğundan, bu tür olaylar da aynı mevsimlerde artıyor. Ama fırtınaların ve yıldırımların çok daha sık ve farklı mevsimlerde görül­düğü ülkeler de var. Örneğin; Ekvato­ra yakın ülkelerde çok sık fırtına yaşa­nıyor; Nijerya'da her iki günde bir fır­tına kopuyor ve yıldırım düşüyor...

Bir insanı yıldırım kaç kere çarpar? Bir… İki… Üç…

Genel olarak, yıldırım çarpan insan­ların dörtte biri hayatını kaybediyor. Bu genellemelere bakılırsa, bir erke­ğin yıldırıma hedef olma şansı kadın­ların altı katı kadar... Bu konuda elin­de rekor olan kişi ise, ABD'nin Virginia Eyaleti'nde emekli bir park bekçisi olan Roy Sullivan... İlk kez 1942 yılın­da yıldırım çarpmasına hedef olan Sul­livan, ilk seferinde sadece ayak tırnağı­nı kaybetmişti... Bunu izleyen 1969, 1970, 1972 ve 1973 yıllarındaki yıldı­rımlar ona fazla hasar vermedi. Ancak, 1976'daki yıldırımda ayak bileğini in­citen Sullivan'ın, 1977'de göğsü ve karnı yandı. Bunca rastlantıdan sonra ölümünün de yıldırımdan olacağına inanmış dostları, Sullivan'ın 1983 yı­lında intihar ederek ölmesine çok şaşır­dılar...

En çok golfçular çarpılıyor

Yıldırım çarpmasından en çok etki­lenen kişiler, hiç kuşkusuz golf oyun­cuları... Dünyada her yıl çok sayıda golf meraklısını yıldırım çarpıyor. 1975 yılında birlikte golf oynayan Lee Trevino, Bobby Nichols ve Jerr Heard adlı üç iş adamı, yakınlarındaki bir gö­le düşen yıldırımın golf sopalarına sıç­ramasıyla neye uğradıklarını şaşırmışlardı. 30.000 derecelik sıcaklık, Trevino'nun omuriliğindeki suyu bir anda buharlaştırmıştı...

Bu tür nedenlerle, son yıllarda sade­ce yıldırım hakkında bilgi veren özel hava raporları kullanılmaya başlandı. 1988 yılında İngiliz Meteoroloji Büro­su, kendi "Varış Zamanı Farkı" siste­mini kurdu ve Avrupa'da çakan şim­şekleri izlemeye koyuldu. Cebelitarık, Kıbrıs ve İngiltere'deki dış istasyonlar, yıldırımın ürettiği 30 kilometre uzun­luğunda kısa radyo frekanslarını bile alabiliyordu. Artık, bu radyo dalgaları­nın her bir dış istasyona varış zamanı arasındaki gecikme ölçülüyor ve böy­lece Avrupa, fırtınaları gelmeden önce haber alabiliyor. Bu bilgi alındıktan sonra, havayolları ve bölgede bulunan diğer ilgililer uyarılıyor.

Fırtınaları izleme işini en ciddiye alan ülkelerden biri de Amerika Birle­şik Devletleri...

Çok yıkıcı fırtınalar sahne olan bu ülkedeki bilimadamları, uydular ve yer istasyonları aracılığıyla güçlü fırtınalarla sonuçlanabilecek ha­va şablonlarını sürekli olarak izliyor­lar. Fırtına belirdiğinde, risk altodaki bölgede bulunan gözlemci ekiplerden, sürekli olarak fırtınanın yeri ve nereye gittiği hakkında bilgi vermeleri isteniyor. Gerek Avrupa, gerekse ABD'de yüksek yapılarda muhakkak paratoner kullanılıyor. Geniş çatılı uzunlamasına binalar da "hava sınır ağ örgüsü"yle korunuyor. Çatı, metal iletken ağlarla kaplanıyor; bunlar da duvarların içindeki metallerle toprağa bağlanıyor. İçinde patlayıcı bulunan binalar ve yüksek risk altındaki yapılar ise, uzun iletken direklerin yanı sıra, üstlerinden sarkıtılan iletkenlerle donatılıyor. Bu gibi binaların içinde bulunan hassas cihazlar, bilgisayarları besleyen güç ve bilgi hatları, telefon ve bilgisayar terminalleri ve daha birçok elektronik sistem, voltaj ayarlayıcı regülatörlerle destekleniyor. Böylece, yıldırım düş­mesinde elektrik akımında meydana gelebilecek voltaj sıçramalarının bu cihazlara zarar vermesi önleniyor.

Apollo 12 kalkış sırasında iki kez yıldırıma hedef olmuş

Çabuk ateş alan yakıtlarla çalışan ve havada kalabilmeleri bilgisayarlara bağlı uçak ve roket gibi araçlar da fır­tınalardan ve onun getirdiği yıldırım­lardan korunmak zorunda... 1969 yı­lında Apollo 12, kalkış sırasında iki kez yıldırıma hedef olmuş, ama yıldı­rımların çok güçlü olmaması nede­niyle pek zarar görmemişti. Günü­müz uçaklarının fırtına bulutlarının çok üzerinde uçmalarının başlıca ne­denlerinden biri de bu yıldırımlardan uzak durmak... Çünkü, uçağın burnu, kanat uçları ve yakıt depoları yıldı­rımdan kolayca etkilenebiliyor. Bun­ların korunması ise, özel olarak yapıl­mış iletkenlerle sağlanıyor. Bu ilet­kenler, yıldırımın etkisini yayıyor ve sıcak noktaların oluşmasını önleyip, uçak gövdesinin zarar görmesini en­gelliyor. Elektrik akımında meydana gelebilecek iniş-çıkışları önlemek için de uçak içindeki cihazlarda özel par­çalar bulunduruluyor. Bu sistem öyle­sine gelişmiş durumda ki, günümüzde bir uçağın yıldırım çarpma sonucunda kötü bir yara alma şansı neredeyse yok gibi...

HALA AÇIKLANAMAYAN BİLİMSEL BİR BİLMECE…
YILDIRIM TOPLARI – IŞIK TOPU

Yıldırım topunun açıklanamayan görüntüleri...

Yıldırım topları, açıklanamayan bilimsel bilmecelerin başında geliyor. Bazı uzmanlar, bunun son­suz bir güç kaynağı olduğunu savu­nurken, kimileri de bir illüzyon oldu­ğunu söyleyerek varlığını kabul et­miyorlar.

Ancak, içlerinde bilimadamları­nın da bulunduğu pek çok kişi yıldı­rım topları gördüğünü iddia ediyor ve varlığından şüphe etmediğinde ısrar ediyor. William Morris, 1936 yılındaki bir fırtına sırasında gör­düklerini şöyle anlatıyor: "Kırmızı, sıcak bir ateş topunun gökyüzünden aşağıya doğru süzüldüğünü gör­düm. Evimize çarptı, telefon hatları­nı kesti, pencerenin çerçevesini yaktı ve kendini alttaki sıcak su fıçı­sının içine gömdü. Su bir süre daha kaynamaya devam etti. Yeterince soğuduğunda ise içinde hiçbir şey bulamadım..." Yıldırım düşmesini gören diğer
insanlar, 15 santimetre genişliğinde portakal kırmızısı ya da beyaz top­ların gökyüzünde kaydığından, ıslık sesi çıkardığından ve keskin bir ko­ku yaydığından söz ederken, bu topların bazılarının patladığını, di­ğerlerininse yok olup gittiğini anlatı­yorlar.

Sırlarla dolu yıldırım toplarıyla il­gili ilk ipucu 1991 yılında elde edildi.
Japon bilimadamları, parlayan ışık toplarının, mikrodalga enerjinin bir metal kutu içine hapsedildiği zaman oluştuğunu bildirdiler. Bu da, yıldı­rım toplarının, kısa dalga radyo dal­gaları birbirine karıştığında ortaya çıkan sıcak, iyonlaşmış gaz yığınları olduğu teorisini destekliyor...

Yıldırımdan nasıl korunabilirsiniz?

• Saçlarınız havaya kalktığında, yıldırımın hemen tepenizde olduğundan kuşkunuz olmasın. Uzaktaki fırtınaların oluşturduğu radyo parazitlerini fark ederek gelen fırtınaları haber veren uyarı cihazları spor malzemeleri satan dükkanlarda bulunuyor.
• Bir fırtınaya yakalandığınızda uzak durmanız gereken en belirgin cisim, geniş bir alanda tek başına duran uzun bir ağaç... Çünkü, böyle bir ağaç yıldırım sırasında tıpkı bir paratoner görevi görüyor, Böyle anlarda mümkünse ev ya da araba gibi Faraday kafesi görevi yapacak kapalı mekanlara girmeye bakın. Açık arazideyseniz, yıldırımdan korunabileceğiniz en ideal yerler alçak vadiler ya da dere yataklarıdır. Tel örgü gibi metal cisimlere sakın yaklaşmayın. Üzerinizde olan tüm metallerden de bir an önce kurtulmaya bakın. Kalabalıksanız, hemen dağılın ve birbirinizden uzaklasın.
• Eğer her şey ters gidip de saçınız havalanmaya başlarsa, ellerinizi dizlerinize koyarak çömelin. Kesinlikle yere uzanmayın...
• Bazen kapalı mekanlarda bulunmak bile tehlikeli olabilir. 1982 Temmuzunda camın önünde oturan bir kadın, pencereden içeri giren yıldırımla çarpılmıştı. Yıldırım, elinde tuttuğu çay süzgecine vurmuş, bu güçlü darbe, kadının mutfakta yere yuvarlanmasına neden olmuştu.
• Bazen havada hiç bulut yokken de yıldırım çarpabilir. 1966 Eylülü'nde Arizona'daki 30 tarla işçisi masmavi gökyüzünden gelen bir yıldırımın hışmına uğradılar, üçü öldü. 1976 yılının Haziran ayında ise Avustralya'da Myrtleford'daki evlerin üzerine düşen yıldırım bir televizyonun patlamasına, telefonların kesilmesine ve güç hatlarının yıkılmasına neden olmuştu. Bu davetsiz misafirin ardındaki sır gizemini hâlâ koruyor...

Şimşeklerin ve Yıldırımların Oluşumu

Yıldırım, gök gürültüsü ve şimşekle görülen, gökyüzü ile yer arasındaki boşalması. elektrik Şimşek, bir bulutun tabanı ile yer arasında, iki bulut arasında veya bir bulut içinde elektrik boşalırken oluşan kırık çizgi biçimindeki geçici ışığa denir. Gök gürültüsü ise, şimşek çakması ya da yıldırım düşmesi esnasında duyulan, patlamaya benzer çok yüksek sestir.

Oluşumu
Havanın iyi bir iletken olmaması bünyesinde elektrik yükleri bulunduran bulutları oluşturur. Fiziksel nedenlerden ötürü, bulutun yüklenmesi sırasında yere yakın olan kısmında %70-%90 olasılıkla negatif elektrik yükleri yer alır. Bu durumda yer de bulutun negatif yüklerine bakan bölümünde pozitif yükler toplanır. Bazı koşullarda bunun tersi yüklenme de olabilmektedir (%10-%30 olasılıkla). Fırtınanın, hava akımlarının artmasıyla buluttaki negatif yük oranı ve buna bağlı olarak da yerdeki pozitif yük toplanması hızlanarak devam eder. Bulutla yer arasındaki potansiyel farkı arttıkça aradaki havanın da delinmesi kolaylaşır ve belli bir değerden sonra havanın delinmesiyle oluşan iletken kanal boyunca buluttan yere veya yerden buluta elektriksel boşalma başlar.

Yıldırımın oluşması için öncelikle elektriksel olarak yüklenmiş yıldırım bulutunun oluşması gerekir. Günümüzde yıldırım bulutunun oluşumu rahatlıkla açıklanabilse de bu bulutun elektriksel olarak nasıl yüklendiği konusunda kesin bilgiler yoktur. Ancak bu durum bazı teoriler ile açıklanabilmektedir.

Yıldırım boşalmasının çıkış noktası, atmosferde yüksek miktarda nem bulunması ve sıcak hava akımları yardımıyla yüklü bulutların oluşmasıdır. Hava akımları, yere yakın hava tabakalarının iyice ısınması ile oluşur. Çok büyük yüksekliklerden aşağı inen soğuk hava ile bu hava tabakası yer değiştirir. Nem ise yüksek sıcaklıkta buharlaşma ile meydana gelir. Hava, yukarı çıkışı sırasında soğur ve belirli bir yükseklikte su buharına doyacağı bir sıcaklığa erişir. Daha fazla yükselmesi yoğuşmaya sebep olur ve bulut oluşur.
Yıldırım bulutunun oluşumunda üç aşama söz konusudur:

• Gençlik
• Olgunluk
• Yaşlılık

Gençlik aşamasında aşağıdan yukarı doğru ve kenarlardan ortaya doğru hava akımları artar. Bu durum yaklaşık 10 - 15 dakika sürer.

Olgunluk aşamasında yağmurlar oluşur. Sıfıra yakın sıcaklık derecelerinde iyice azalan bulut kaldırma kuvveti şiddetli yağmurlara sebep olur. Bu sırada yukarıdan aşağıya hareket eden soğuk rüzgarlar görülür. Bunlar yere ulaştıklarında kısa süreli, şiddetli fırtınalara sebep olurlar. Bu aşama yaklaşık 15 – 30 dakika sürer.

Yaşlılık aşamasında ise hava akımları artık son bulmuştur. Yaklaşık 30 dakika sürer.
Yıldırım bulutlarında elektrik yüklerinin nasıl oluştuğu henüz net bir şekilde bilinmemektedir. Tarih boyunca bu konuda çeşitli teorilerle bulutların yüklenmesi açıklanmaya çalışılmıştır. Bu teorilerden biri Simpson ve Lomonosow’ un teorisidir. Bu iki araştırmacıya göre bulutlardaki yükler hava akımı yardımıyla oluşmaktadır. Sıcak ve soğuk havanın yer değiştirmesi sonucunda oluşan hava akımı bulutlardaki su damlacıklarını harekete geçirir. Hareket halindeki su damlacıkları, birbirleriyle sürtünmesiyle, elektriksel olarak yüklenirler.

Bulutlardaki hava akımları su damlacıklarının dağılmasına ve tekrar birleşmesine sebep olurlar. Yapılan labaratuvar çalışmalarında dağılan su damlacıklarından küçük damlacıkların negatif, büyük damlacıkların ise pozitif olarak yüklendiği gözlenmiştir. Bu bilgilere göre büyük su damlacıkları yani pozitif yüklü damlacıklar bulutun alt kademelerinde ve rüzgar hızının büyük olduğu bölümlerde olmalılar. Küçük, negatif yüklü, su damlacıkları ise rüzgar tarafından itilmeli ve bulutun daha yukarı kısımlarında dağılmalılar.

Yıldırım bulutundaki yüklerin bu şekilde meydana geldiği kabul edilecek olursa bulutun alt kısımları pozitif yüklü olacağından yıldırım boşalması da pozitif kutbiyette olacaktır. Yapılan gözlemler pozitif kutbiyetteki yıldırım boşalmalarının %5-20 civarında olduğunu, boşalmaların yaklaşık %70-95’inin negatif kutbiyette olduğunu göstermektedir. Dolayısıyla Simpson ve Lomonosow’un teorileri yıldırım bulutlarındaki elektrik yüklerinin meydana gelişini tam olarak açıklayamamaktadır.
Bu konuda ikinci bir teori de Elster ve Geitel tarafından ortaya konulmuştur. Onlara göre bulutların yüklenmesi tesirle elektriklenme ile açıklanmaktadır.

Dünya yüzeyindeki elektrik yükü –5x10^5 C kabul edilirse bu yükün içinde bulunan su damlacıkları alt uçları pozitif ve üst uçları negatif olmak üzere kutuplanırlar. Yerçekimi etkisiyle aşağıya doğru düşen büyük su damlacıkları havanın oldukça yavaş hareket eden iyonlarına yaklaşırlar ve bu sırada su damlacığının pozitif alt ucu havanın negatif iyonunu tutarken pozitif iyonu da iter. Böylece ağır su damlacıkları negatif elektrikli parçacıklar haline gelir. Aynı şekilde kutuplanan küçük su damlacıkları yukarıya doğru hareket ederken havanın pozitif iyonlarını çekerler ve negatif iyonları iterler. Böylece hafif su damlacıkları da pozitif elektrikli parçacıklar haline gelirler.

Bu teoriye göre bulutun alt kısımlarında negatif yükler bulunmaktadır. Teori negatif kutbiyetteki yıldırım boşalmalarını açıklayabilmektedir gibi gözükse de aslında eksik yanları bulunmaktadır.

Bir yıldırım bulutunun su damlacıklarından çok buz kristalleri ve kar parçacıklarından oluştuğu düşünülürse, bu buz kristalleri ve kar parçacıklarının dünyanın elektrik alanı ile kutuplanma olasılıkları oldukça düşüktür.
Bu konu üzerine üçüncü bir teori de J. I. Frenkel tarafından ortaya atılmıştır. Frenkel’e göre havada her iki işaretli iyonlar var olduğundan, dünyanın negatif elektrik yükleri kaçmaya ve iyonosferin pozitif elektrik yükleri ile birleşmeye yatkındır. Dolayısıyla dünyanın azalan elektrik yükünü sürekli olarak besleyecek bir olayın olması gerekmektedir.

Dünyanın elektrik yükünün sabit kalmasında en önemli rolü negatif yıldırım boşalmaları sağlayacaktır. Bu teoriye göre her iki işaretli iyonlardan oluşan hava ile küçük su damlacıkları veya buz kristallerinden meydana gelen bir ortam göz önüne alınır ve havanın negatif iyonlarının daha küçük su damlacıklarına veya buz kristallerine konduğu var sayılır. Buna göre bulut, negatif elektrikli su damlacıkları ve pozitif iyonlu havadan oluşur. (negatif iyonlar su damlacıkları tarafından tutulmuştur

Şimşek ve Yıldırımın İnanılmaz Gücü

Şimşek çakmasıyla ortaya çıkan elektriksel gücün yaklaşık 200 bin amper olduğu, bu elektriksel gücün bir milisaniyede şimşek kanalını güneş yüzey sıcaklığının 3 katı olan yaklaşık 28 bin santigrat dereceye kadar ısıtabildiği belirtildi.

Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü'nün internet sayfasında şimşek ve yıldırım ile ortaya çıkan inanılmaz güç hakkında bilgilere yer verildi.

Buna göre, bir tek şimşek çakmasındaki elektrik güç yaklaşık 200 bin amper. Bu elektriksel güç bir milisaniye veya daha az sürede şimşek kanalını Güneş yüzey sıcaklığının 3 katı olan yaklaşık 28 bin santigrat dereceye kadar ısıtabiliyor.
Şimşek saniyede 90 bin mil (144 bin 810 kilometre) yani yaklaşık yarı ışık hızıyla hareket ediyor ve bu nedenle bir şimşeği başlangıcından sonuna kadar izlemek zor. Şimşeğin ortalama kalınlığı ise 2.5-5 santimetre.

İLGİNÇ VERİLER

Ortalama bir şimşek çakışı ile ortaya çıkan enerji, 100 Wattlık bir ampulü üç aydan daha fazla yakma gücüne sahip. Yıldırım tarafından çarpılma olasılığı 600.000'de 1 olarak tahmin ediliyor. Yıldırım çarpmasından ölme riski, maruz kalan her insan için 28500'de 1.

Dünyada her saniyede yaklaşık 100 yıldırım çarpması meydana geliyor. Şimşek, sık sık sağanak yağışların dışında da çakıyor ve herhangi bir yağıştan 10 mil (yaklaşık 16 kilometre) uzaklıkta da meydana gelebiliyor. Yıldırım aynı yere birden fazla düşebiliyor. Şimşek arka arkaya 40'ın üzerinde zigzag çakışlardan oluşuyor. Şimşek bitki yetişmesi için önemli olan nitrojen bileşiklerini üretiyor.

ŞİMŞEK VE YILDIRIM NASIL OLUŞUYOR

Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü uzmanlarından Yüksel Özalp'in ''Şimşek ve Yıldırım'' konulu yaptığı çalışmaya göre, bir bulut içerisinde yağmur zerrecikleri, kar taneleri, dolu gibi parçacıklar (hidrometeor) çarpışma sayesinde yükleniyor. Daha büyük parçacıklar daha fazla negatif yük kazanırken, daha küçük parçacıklar daha fazla pozitif yük kazanıyor. Bu parçacıklar, bulutun yukarı bölümünün tamamen pozitif yük kazanması ve bulutun aşağı kesimlerinin negatif olarak yüklenmesine kadar, dikey hareketler ve yer çekiminin etkisiyle ayrılıyor. Bu yük ayrılması, hem bulut içerisinde hem de bulut ile yer arasında çok büyük bir elektrik potansiyeli oluşturuyor. Şimşek çakması bu potansiyelin havadaki elektriksel direnci bozması sonucu meydana geliyor.

ŞİMŞEK TÜRLERİ

En tehlikeli ve hasar verici olan şimşek, Bulut-Yer arasında (yıldırım) oluşan şimşek türü.
Bulut içi şimşek de en yaygın yük boşalma tiplerinden biri. Bulutlararası Şimşek ise iki farklı bulutun yük merkezleri arasında meydana geliyor. Gökgürültüsü, elektriksel boşalma ile Güneş yüzey sıcaklığının üç katına varan sıcaklık ile atmosferin ısıtılması sonucu şimşek kanalları boyunca oluşuyor. Bu şok dalgası, çevredeki açık havayı sıkıştırıyor ve ardından da şimşek kanallarından dışarı doğru yayılırken akustik dalgaya dönüşüyor.

Yıldırım nasıl düşüyor?

Gökyüzünde yılda 3 milyar şimşek veya yıldırım oluşmaktadır. Bir değişle yılın herhangi bir zamanında dünyanın üstünde 2 bin yıldırım bulutu vardır ve dünyamıza her saniyede 100 yıldırım düşmektedir. Güçlü bir fırtına, Hiroşima’ya atılan atom bombasından 100 kat daha fazla enerji açığa çıkarmaktadır. Kim bilir? Belki bir gün gelecek yıldırımları da enerji kaynağı olarak kullanmayı öğranaceğiz.

Bu gök olayı insanlığın ilk tarihlerinden itibaren ilahi bir işaret olarak görülmüştür. Yıldırım düşmesi insanlar için tehlikeli olmasın rağmen insan yaşamına faydası da vardır. Yıldırımlar yeryüzündeki bitkiler için faydalı maddeler olan nitratlar ve oksijenin de yeryüzüne inmesine neden olurlar.

Her şey güneş ışıkları ile yeryüzünde ısınan havanın yükselmesi ile başlıyor. Tabii içinde buharlaşan suyu da yukarı taşıyarak. Bu yükselen hava yaklaşık 2-3 kilometreye ulaşınca havanın soğuk katmanlarına rast geliyor. Soğuk havalarda nefes verince nefesimiz nasıl buharlaşıyorsa aynen o şekilde buharlaşıyor ve gördüğümüz bulutu oluşturuyor. Bu bulutlar daha sonra hava akımları ile 20 bin metreye kadar tırmanabiliyorlar.Aslı tam bilinmemesine rağmen bulutların bu yükselişleri sırasında içlerinde oluşan buz kristallerinin birbirlerine sürtünerek bir statik elektrik enerjisi açığa çıkardıkları öne sürülüyor. Bu elektrik enerjisi bulutların üst katmanlarında pozitif (+), alt katmanlarında ise negatif (-) yüklü olarak birikiyor. Bulutun içindeki yük havayı iyonize edecek güce ulaştığında şimşek oluşuyor.

Yağmur bulutlarının alt yüzeylerindeki büyük negatif yük içindeki elektronları iterek oarayı da pozitif yüklü hale getiriyor ve bu yük saniyede bin kilometre hızla toprağa iniyor, yani kısa devre yapıyor. Yıldırımın bu andaki ısısı 30 bni derece olup güneşin yüzeyindeki ısının 5 katı kadardır.

Yıldırım düşerken çok şaşırtıcı bir şey oluyor. Yerden de buluta doğru bir boşalma oluyor. Yerden 100 metre yükseklikte bu iki akım birleşiyor ve iletkenliği çok fazla olan bir koridor oluşuyor. İşte bundan sonra yıldırımı hiçbir şey durduramaz, pozitif yük hızla buluta doğru onu nötr hale getirmek için yükselir. İşte yıldırımın havadan yere mi, yoksa yeren havaya mı oluştuğunu yaratan soru bu.

Bu koridordan yerden göğe doğru neredeyse ışık hızının üçte biri hızla yükselen akım yıldırımın göze gelen şiddetli ışığını da yaratır. Ardından yine yukarıdan yere iner ve iki taraf arasındaki potansiyel farkı sıfırlanana kadar bu olay 10-12 kez tekrarlanabilir.

Yıldırım Nedir ?

Havanın iyi bir iletken olmaması bünyesinde yüksek gerilimli bulutları oluşturur. Fiziki sebeplerden ötürü, bulutun yüklenmesi sırasında yere yakın olan kısmı negatif değerle şarj olmuştur (%85 ihtimal). Bu sırada yer de bulut boyunca pozitif yüklenir. Bazı koşullarda bunun tersi yüklenme de olabilmektedir (%15 ihtimal). Fırtınanın artmasıyla buluttaki negatif yük oranı ve buna bağlı olarak da yerdeki pozitif yük ayrışması hızlanarak devam eder. Bulutla yer arasındaki potansiyel fark arttıkça aradaki havanın da delinmesi kolaylaşır ve belli bir değerden sonra havanın delinmesiyle oluşan iletken kanal boyunca buluttan toprağa veya topraktan buluta deşarj başlar. Bulutla bulut arasında olan deşarja şimşek ve bulut – toprak deşarjına ise yıldırım denir.

Yıldırımın Oluşumu:

Yıldırımın oluşması için öncelikle yıldırım bulutunun oluşması ve sonrasında bu bulutun elektriksel olarak yüklenmesi gerekmektedir. Günümüzde yıldırım bulutunun oluşumu rahatlıkla açıklanabilse de bu bulutun elektriksel olarak nasıl yüklendiği konusunda kesin bilgiler yoktur. Ancak bu durum bazı teoriler ile açıklanabilmektedir.

Yıldırım boşalmasının çıkış noktası, atmosferde yüksek miktarda nem bulunması ve sıcak hava akımları yardımıyla yüklü bulutların oluşmasıdır. Hava akımları, yere yakın hava tabakalarının iyice ısınması ile oluşur. Çok büyük yüksekliklerden aşağı inen soğuk hava ile bu hava tabakası yer değiştirir. Nem ise yüksek sıcaklıkta buharlaşma ile meydana gelir. Hava, yukarı çıkışı sırasında soğur ve belirli bir yükseklikte su buharına doyacağı bir sıcaklığa erişir. Daha fazla yükselmesi kondenzasyona sebep olur ve bulut oluşur. Yıldırım bulutunun oluşumunda üç asama söz konusudur.

Gençlik - Olgunluk - Yaşlılık

• Gençlik aşamasında aşağıdan yukarı doğru ve kenarlardan ortaya doğru hava akımları artar. Bu durum yaklaşık 10 - 15 dakika sürer.
• Olgunluk aşamasında yağmurlar oluşur. Sıfıra yakın sıcaklık derecelerinde iyice azalan bulut kaldırma kuvveti şiddetli yağmurlara sebep olur. Bu sırada yukarıdan aşağıya hareket eden soğuk rüzgarlar görülür. Bunlar yere ulaştıklarında kısa süreli, şiddetli fırtınalara sebep olurlar. Bu asama yaklaşık 15 – 30 dakika sürer.
• Yaşlılık aşamasında ise hava akımları artık son bulmuştur. Yaklaşık 30 dakika sürer.

Simpson ve Lomonosow iki araştırmacıya göre bulutlardaki yükler hava akimi yardımıyla oluşmaktadır. Sıcak ve soğuk havanın yer değiştirmesi sonucunda oluşan hava akimi bulutlardaki su damlacıklarını harekete geçirir. Hareket halindeki su damlacıkları, birbirleriyle sürtünmesiyle, yüklü hale geçerler. Bulutlardaki hava akımları su damlacıklarının dağılmasına ve tekrar birleşmesine sebep olurlar. Yapılan laboratuar çalışmalarında dağılan su damlacıklarından küçük damlacıkların negatif, büyük damlacıkların ise pozitif olarak yüklendiği gözlenmiştir.

Bu bilgilere göre büyük su damlacıkları yani pozitif yüklü damlacıklar bulutun alt kademelerinde ve rüzgar hızının büyük olduğu bölümlerde olmalılar. Küçük, negatif yüklü, su damlacıkları ise rüzgar tarafından itilmeli ve bulutun daha yukarı kısımlarında dağılmalılar. Yıldırım bulutundaki yüklerin bu şekilde meydana geldiği kabul edilecek olursa bulutun alt kısımları pozitif yüklü olacağından yıldırım deşarjı da pozitif kutsiyette olacaktır. Yapılan gözlemler pozitif kutsiyetteki yıldırım deşarjlarının %5-20 civarında olduğunu, deşarjların yaklaşık %80- 95′ inin negatif kutsiyette olduğunu göstermektedir. Dolayısıyla Simpson ve Lomonosow’ un teorileri yıldırım bulutlarındaki elektrik yüklerinin meydana gelişini tam olarak açıklayamamaktadır. Bu konuda ikinci bir teori de Elster ve Geitel tarafından ortaya konulmuştur. Onlara göre bulutların yüklenmesi tesirle elektriklenme ile açıklanmaktadır

Dünya yüzeyindeki elektrik yükü –5×105 C kabul edilirse bu yükün içinde bulunan su damlacıkları alt uçları pozitif ve üst uçları negatif olmak üzere kutuplanırlar. Yerçekimi etkisiyle aşağıya doğru düsen büyük su damlacıkları havanın oldukça yavaş hareket eden iyonlarına yaklaşırlar ve bu sırada su damlacığının pozitif alt ucu havanın negatif iyonunu absorbe ederken pozitif iyonu da iter. Böylece ağır su damlacıkları negatif elektrikli parçacıklar haline gelir. Ayni şekilde kutuplanan küçük su damlacıkları yukarıya doğru hareket ederken havanın pozitif iyonlarını absorbe ederler ve negatif iyonları iterler. Böylece hafif su damlacıkları da pozitif elektrikli parçacıklar haline gelirler. Bu teoriye göre bulutun alt kısımlarında negatif yükler bulunmaktadır. Teori negatif kutsiyetteki yıldırım deşarjlarını açıklayabilmektedir gibi gözükse de aslında eksik yanları mevcuttur.

Bir yıldırım bulutunun su damlacıklarından çok buz kristalleri ve kar parçacıklarından oluştuğu düşünülürse, bu buz kristalleri ve kar parçacıklarının dünyanın elektrik alanı ile kutuplanma olasılıkları oldukça düşüktür. Bu konu üzerine üçüncü bir teori de J. I. Frenkel tarafından ortaya atılmıştır. Frenkel’ e göre havada her iki işaretli iyonlar var olduğundan, dünyanın negatif elektrik yükleri kaçmaya ve iyonosferin pozitif elektrik yükleri ile birleşmeye yatkındır. Dolayısıyla dünyanın azalan elektrik yükünü sürekli olarak takviye edecek bir olayın olması gerekmektedir. Dünyanın elektrik yükünün sabit kalmasında en önemli rolü negatif yıldırım deşarjları sağlayacaktır. Bu teoriye göre her iki işaretli iyonlardan oluşan hava ile küçük su damlacıkları veya buz kristallerinden meydana gelen bir ortam göz önüne alınır ve havanın negatif iyonlarının daha küçük su damlacıklarına veya buz kristallerine konduğu var sayılır. Buna göre bulut, negatif elektrikli su damlacıkları ve pozitif iyonlu havadan oluşur. (negatif iyonlar su damlacıkları tarafından yutulmuştur).

Bir yıldırım boşalmasının oluşabilmesi için elektrik alan şiddetinin 2500kV/m değerine ulaşması gerekmektedir. Buluttaki elektrik alan şiddeti değeri yeterince arttığında bulut – bulut veya bulut – yeryüzü deşarjı görülür. Eğer yeryüzündeki alan çeşitli sebeplerden ötürü (yüksek kuleler, gökdelenler, v.b.) bozulmuşsa bu takdirde de yeryüzü bulut deşarjı görülebilmektedir. Bulut yeryüzü deşarjı, bulutun pozitif veya negatif yüklü bölgelerinden aşağıya veya yeryüzündeki pozitif veya negatif yüklü sivri uçlarından yukarıya başlayabildiği için, dört çeşitte olabilir .

• Yukarıya Çıkan Yıldırım Bu tip yıldırımlar genelde yerin pozitif yüklü sivri bölgelerinden, bulutun negatif yüklü bölgesine başlayan ön boşalmalar seklinde görülür. Deşarjlar genelde düzgün araziler üz erindeki çok yüksek yapılardan (GSM kuleleri), veya yeryüzünün yüksek dağlık kesimlerinden başlarlar. Bu yüksek kesimlerin sivri uçlarından buluta doğru ön boşalmalar baslar. Bu sırada 1 ila 10kA arasında değişen akımlar görülür. Deşarj tam olgunlaştığında akim değeri 10kA’ i bulur.
• Aşağıya İnen Yıldırım Bir bulutun alt kısmındaki enerji yeterli seviyeye geldiği zaman toprağa doğru bir elektron demeti harekete geçer. Birinci demet 10 ile 50 metrelik mesafeyi 50 000 – 60 000 km/sn arasındaki hızla kat eder. 30 ile 100 mikron saniye süren bir aradan sonra ikinci bir deşarj birinci deşarjın yolunu izler ve birinciden 30 ile 50 metre arası daha ileri gider. Daha sonra üçüncü deşarj ardından dördüncü deşarj meydana gelir. Her bir deşarj öncekinden 30 ile 50 metre ileri giderek şimşeğin ucunun yeryüzüne yaklaşmasını sağlar. Ön boşalma yere yaklaştıkça elektrik alanı havanın delinme dayanımı üzerine çıkacak kadar artar. Böylece yeryüzünün sivri bir noktasından bir boşalma yukarıya doğru ilerleyerek ön boşalma ile birleşir. Yaklaşık 50.000km/sn’ lik bir hızla aşağıdan yukarıya doğru iyonizasyonlu ve kanalda depo edilen yükü toprağa boşaltır. Bu deşarj esnasında 200 000 ampere kadar çıkan akim 100 milyon voltluk bir gerilim ile toprağa akar.

Yıldırımın ana etkileri aşağıdaki gibidir :

• Temel Etkileri: Bu etkiler , yıldırım çarpması sırasında içerdiği yük miktarıyla bağlantılıdır.özgül direncin yüksek olduğu materyaller için, etki bölgelerinde çeşitli erime noktalarına neden olmaktadır. Az iletken materyaller üzerinde yüksek miktarda ısı şeklinde bir enerji açığa çıkmaktadır.İçerdikleri nem, patlamayla sonuçlanabilecek ani bir yüksek basınca neden olmaktadır.
• Yıldırıma Bağlı Etkileri: Toprağın özgül direnci topraklamayı dirençli bir duruma getirmekte ve bu nedenle yıldırım akımının içinden geçtiği zaman tesisin potansiyelindeki ani bir artışı önlemede yetersiz olmaktadır.Bu da çeşitli metal parçaları arasındaki potansiyelde farklılıklar yaratmaktadır. Bundan dolayı metal parçaları arasındatopraklama ve bağlantıların çok dikkatli bir şekilde tasarlanması ve alt iletkenlere bağlantısının yapılması gerekmektedir.
• Elektrodinamik Etkileri : Bu etkiler , yıldırım akımının geçtiği yolun bir kısmının diğer bir kısmın manyetik alanı içinde olduğu durumlarda ortaya çıkmaktadır.Bu , yıldırımın birbirlerine çok yakın olarak konulmamış iletkenler arasından geçti zamanlarda itme ve çekme kuvvetleri oluşmaktadır.
• Elektrokimyasal Etkileri : Bu etkiler göz ardı edilebilir niteliktedir ve topraklama (topraktaki stray akımlar ile karşılaştırıldığında) üzerinde herhangi bir etkisi yoktur.
• Akustik Etkileri – Gök gürültüsü : Gök gürültüsü , yıldırımın çarpması sırasında elektrodinamik kuvvetlere maruz kalan boşalma kanalındaki ani basınç artışlarına (2-3 atmosfer ) bağlı olarak gerçekleşmektedir.Şok dalgalarıyla meydana gelen örtüşen bileşenlerin yayılımı, yüksek frekanslar için kanala dik açı yapacak şekilde düşük frekanslar için her istikamette olmaktadır. Bunun sonucu olarak, gözlemcinin yıldırım kanallarına olan mesafesi ve kanalların izlediği yöne göre farklılık gösteren bir dizi gümbürtü ve çatırdama meydana gelmektedir.
• İndüksiyon Etkiler : İndüksiyon etkileri genellikle korunma sistemleri için en zorlu mücadeleyi gerektiren etkiler olmaktadır. Yıldırım bir yere yaklaştığı ve buranın iletkenleri arasından geçtiği zaman , yüksek ve bazen de yıkıcı indüklenmiş gerilim üreterek manyetik bir değişim yaratmaktadır.Yıldırım iletkeni aşağı anterlinleri ve elektrik devreleri arasında elektromanyetik luplar oluşturabilmektedir. Bu nedenle korunma sistemlerinin çok dikkatlice tasarlanmış olmalı ve gerekli her ek korunma araçlarını ihtiva etmelidir.
• Işık Etkileri : Yıldırım çarpması , bunu gözlemleyen kişinin retinasında bir imge yaratmakta ve görüşünü tekrar kazanmasından önceki birkaç saniyelik bir süre boyunca gözünün kamaşmasına neden olmaktadır.
• Dolaylı Etkileri: Ofset potansiyel veya tempo gerilimi. Topraktaki yıldırım akımlarının dağılımı arazinin yapısına bağlı olmaktadır.Heterojen bir toprak , komşu iki nokta arasında tehlikeli potansiyel farkları oluşturabilmektedir.

Bir Şimşek ABD’den daha çok elektrik üretiyor!

Şimşek, sağanak yağmurda, atmosferdeki elektriğin boşalması esnasında oluşan parlak ışıktır. Peki bu parlak ışık ne zaman oluşur? Şimşek, atmosferin iki ayrı noktasında, yani bulut ve yer ya da iki bulut arasında oluşabileceği gibi, tek bulut içindeki elektrik geriliminin yüksek bir değere ulaştığı zaman da meydana gelebilmektedir.

Yıldırım en az iki çakma şeklinde gerçekleşir. İlk elektrik boşalmasında, buluttan yere eksi yük (-) akar. Bu çok parlak bir çakma değildir. Ve genellikle ana kanaldan dışarı doğru saçılan bir çok dal görülür. Bu ilk çakma yere yaklaştıkça, çarpacağı noktada oluşan zıt bir yük ve aynı kanalın içinde yerden buluta doğru artı yük taşıyan ikinci bir akım oluşturur. İki çakma genellikle yerden 50 m yükseklikte karşılaşır. Birleşme noktasında bulut ile yer arasında kısa devre oluşur ve bunun sonucunda kanalın içinden buluta doğru yönelen çok parlak yüksek bir elektrik akımı gerçekleşir. Bu elektrik akımında, bulut ile yer arasındaki potansiyel farkı birkaç milyon voltun üzerindedir.

Binlerce Santralden Daha Fazla Elektrik Üretimi
Tek bir şimşeğin yaydığı enerji dahi Amerika’daki tüm elektrik santrallerinin ürettiği enerjiden daha fazladır. Şimşeğin oluştuğu kanaldaki sıcaklık 10.000 °C kadardır. Demiri eriten yüksek fırınlarda oluşan sıcaklık 1050-1100 °C arasındadır. En küçük şimşeğin ürettiği sıcaklık ise bunun 10 katıdır. Bu kavurucu sıcaklık şimşeğin dünyada bulunan elementleri kolaylıkla kavurup yok edebilmesi demektir. Bir başka karşılaştırma yapmamız gerekirse, güneşin yüzeyindeki sıcaklık 700.000 °C kadardır. Yani, şimşeğin sıcaklığı, güneşin yüzeyindeki sıcaklığının 1/70’idir. Şimşeğin yaydığı ışık ise 10 milyon tane 100 wattlık ampülün yaydığı ışıktan daha fazla aydınlık verir. Örneklendirmek gerekirse; İstanbul’daki her evde bir ampul yansa, çakan tek bir şimşek etrafı bunlardan daha fazla aydınlatır. Allah, Kuran’da şimşeğin bu harika parıltısına şöyle dikkat çeker:

“... şimşeğinin parıltısı neredeyse gözleri kamaştırıp götürüverecektir.” (Nur Suresi, 43)

Oluşan yıldırım ise yere son derece hızlı düşer. Bir yıldırım, saatte 96.000 km hızla iner. İlk çakma birleşme noktasına ya da yüzeye 20 milisaniyede, dönüş çakması ise buluta 70 mikrosaniyede ulaşır. Şimşek toplam yarım saniye kadar sürer.

Şimşek sırasında oluşan gök gürültüsünün nedeni ise, şimşek kanalının çevresindeki havanın bir anda ısınmasından kaynaklanır. Bunun sonucunda hava ses üstü hızla genleşir ama birkaç metre sonra şok dalgası normal bir ses dalgasına dönüşür. Ses dalgaları daha sonra ortamdaki hava ve yüzey şekillerince biçimlenir. Birbirini izleyen patlama ve çatırdamaların sebebi de budur

Şimşek ve Yıldırım

Fırtına sırasında elektrik boşalmasının yol açtığı ışık olayı. Düşey yönde hareket eden bulutlar, atmosferin çeşitli noktalarında büyük elektrik yüklerinin birikmesine neden olurlar. Bu bulutların tabanı ile yer arasındaki ya da iki bulut arasındaki veya bir bulut içindeki elektrik boşalmalarına yıldırım, bu olayın ışıklı görüntüsüne şimşek denir. Çeşitli değişik tipler gösteren şimşek olayı sırasında açığa çıkan enerji, milyarlarca Joule'u bulur, canlıları öldürür, yapıları yıkar.

Atmosferde Doğal Elektriklenme; Şimşek ve Yıldırım
Çevremizde gözlemleyebildiğimiz en büyük elektrik olayı, şimşek ve yıldırımdır. Bulutları oluşturan su tanecikleri ve havadaki toz parçacıkları, rüzgâr nedeniyle sürtünme sonucu elektriklenir. Bulutların bir bölümü (–) yükle yüklenirken, bir bölümü (+) yükle yüklenir. Yüklü bulutlar birbirine yaklaştığında bir buluttan diğerine yük akışı olur. Bu olaya şimşek denir. Bazen aynı bulutun alt ve üst kısımları zıt yükle yüklendiği için şimşek aynı bulut içinde de oluşabilir. Elektrikle yüklü bir bulut, yere yeterince yakınsa, bulut üzerindeki yükler etki ile yeryüzünü elektrikler. Bunun sonucunda yerle bulut arasında yük boşalması olur. Bu olaya yıldırım denir. Şimşek ve yıldırım sonrasında şiddetli bir patlama duyulur. Buna gök gürültüsü denir. Bunun nedeni, elektrik boşalması sırasında havanın anîden aşırı derece ısınıp genleşmesidir. Işık, sesten çok daha hızlı olduğu için, önce ışık görülür daha sonra gürültü duyulur.

Yıldırım, gök gürültüsü ve şimşekle görülen, gökyüzü ile yer arasındaki elektrik Bboşalmasıdır. Şimşek, bir bulutun tabanı ile yer arasında, iki bulut arasındabir bulut içinde elektrik boşalırken oluşan kırık çizgi biçimindeki geçici ışığa denir.
Gök gürültüsü ise, şimşek çakması ya da yıldırım düşmesinden yaklaşık 5 6 saniye sonra duyulan, patlamaya benzer çok yüksek sestir. Çünkü ışık hızı ses hızından fazladır. Volkanik patlamalar ve kum fırtınaları esnasında da, toz veya kül bulutu içerisindeki statik elektrik nedeniyle yıldırım oluşabilir.

Yıldırım düşmesi sırasında peşinde yüklü elektrik molekülleri, yani iyonlardan oluşmuş bir iz bırakır. Düşebileceği yerde oluşabilecek hasarı önlemek amacıyla paratonerler kullanılır.

Şimşek: Elektrik yüklü bir bulut ile diğer bir bulut arasındaki elektrik boşalmasına ‘şimşek’ denir. Şimşeklerin önceden tahmin edilmesi oldukça zordur.
Yıldırım: Bulut ve yeryüzü arasındaki elektrik boşalmalarına ‘yıldırım’ denir. Yıldırım, zikzaklı bir yol takip ederek kollar halinde aşağı doğru iner. Genellikle şiddetli bir yağmurla birlikte görülür.
Şimşekte ve yıldırımda oldukça belirgin bir kıvılcım atlaması görülür ve gök gürültüsü işitilebilir.

1. Eksi yüklü elektronlar aşağı doğru zikzak yapmaya başlarlar.
2. Artı yüklü parçacıklar da bulutun tabanında toplanır.
3. Bulut yeryüzüne iyice yaklaşınca gözle görülemeyen öncü eksi yükler yere inerek bir yol açarlar ve sonra da yerden buluta doğru elektrik akımı başlar.
4. Artı yükler saniyede 100 000 kilometreyi aşan bir hızla buluta akar.

Hava iyi bir elektrik iletkeni olmadığından yıldırım hemen gerçekleşmez. Yıldırımın oluşması için, yalıtılmış havanın direncinin kırılması ve bunun için de pozitif ve negatif yükler arasında yeterli fark oluşması gerekir. Eğer atmosfer içerisinde bir yörüngede birkaç çarpma oluşursa, yerden buluta doğru pozitif yüklü yıldırım oluşur.

Şimşek ve yıldırım, elektriksel direnci en küçük olan yolu izler ve arka arkaya 40’ın üzerinde zikzak çakışlardan oluşur. Yakında çakan şimşekler kuru ağaç dalları gibi çatallı görünüştedir. Bulut tepesinden stratosfere doğru boşalan şimşeğe ‘Roket Şimşek’ denir.

Şimşek saniyede 144.810 km. yani neredeyse yarı ışık hızıyla hareket eder. Bu nedenle bir şimşeği başlangıcından sonuna kadar izlemek zordur. Hemen hemen aynı anda başlar ve sona erer. Gürleme sesi ise, 3 saniyede yaklaşık 1 km. hareket eder. Şimşek sesten 100.000 defa daha hızlıdır. Gök gürültüsünün şimşek görüldükten sonra işitilmesinin sebebi de bundandır. Bu nedenle şimşek çakması görüldüğünde, gürültüyü duymadan önce saniyeleri sayarak, fırtınanın kabaca ne kadar uzaklıkta olduğu tahmin edebiliriz.

İnsan hayatını tehdit eden doğa afetlerinden biri de yıldırım çarpmasıdır. Bu tehlike günümüzde giderek artmaktadır.

Yıldırım çarpmalarının çoğu açık alanlarda gerçekleşmektedir. Konutlardaki yıldırım çarpmaları ise daha çok telefon görüşmeleri sırasında yaşanmaktadır. Yıldırım çarpmaları çoğunlukla ölümle veya sakat kalmayla sonuçlandığı gibi işitme kaybı, yanma ve şiddetli elektrik çarpması da diğer etkileri arasında yer almaktadır.

Yıldırımdan korunmak için binaların ve evlerin gökyüzüne yakın olan yerlerine ‘paratoner’ adı verilen aletler konulur. Bu aletler kısaca havadaki elektrik yükünü toprağa aktarmaya yarayan, toprağa bağlanmış demir çubuklardır. Topraklama sayesinde demir iletkene gelen yıldırım etkisiz hale getirilir.