Sis Nedir ve Nasıl Oluşur?

-

TANIMI

Sis, görüşü etkileyen önemli bir meteordur. Genel olarak yer yüzünü kaplayan stratüs (St) bulutu veya yere inmiş stratüs bulutu olarak tanımlanır. Uluslararası kabul edilen tanıma göre sis, yatay görüşü 1 km’nin altına düşüren yere yakın hava tabakasında yayılmış küçük su damlacıkları veya kristallerden oluşan sistemdir. İçinden geçerken nemlilik ve yapışkanlık hissedilir. Sis olayında yatay görüş mesafesi 1 km’nin üzerinde olur ise bu durum “Mist” diye adlandırılır.



Sisin oluşması için havadaki su buharının doymuş hale gelmesi gerekir. Yoğunlaşma çekirdeklerinin üzerinde yoğunlaşmayla oluşan sis damlacıklarının büyüklükleri 1 µm’den 50 µm – 60 µm’ ye kadar farklılıklar gösterir. Pozitif (+) sıcaklıklarda çoğu damlacıkların çapları 7 – 15 µm, negatif (-) sıcaklıklarda ise 2 – 5 µm arasında değişmektedir. Hafif siste damlacık sayısı 1cm³’te 50-100’e yakındır, yoğun siste ise 500-600 arasındadır. -20ºC sıcaklıkta sis genellikle soğumuş su damlacıklarından oluşur, daha düşük sıcaklıklarda ise buz kristallerine rastlanır. Sis durumunda havanın bağıl nemi %100’e yakındır, en sık da %95 ila %100 arasında olmaktadır.

Sis yeryüzeyi ile temasta olan bir bulut olduğundan gerek yeryüzünün topoğrafik yapısı, gerekse sis oluşumunu sağlayan arz yüzeyi ile temas eden havanın soğuma şekilleri ve yükseklikle sıcaklığın artması (enversiyon) sis oluşumu için önemli faktörlerdendir. Stratüs bulutları atmosferin alt tabakasının karakteristikleridir. Şayet orada iyi gelişmiş bir sıcaklık enversiyonu veya izotermal tabaka var ise ve bu oluşumda enversiyon tabanı toprağa çok yakın veya toprakta ise aşağılarda hava yeterince nemli bir stratüs tabakası oluşturacaktır. Stratüs tabakasının tepesi ise enversiyon tabanıdır. Bu nedenle sis oluşumu ile enversiyon olayını iç içe görmek mümkündür. Sis ve enversiyon olayının en önemli özelliği, dünya yüzeyi ile temas eden havanın soğuması sonucunda meydana gelmesidir. Böyle soğumalar:

1- Açık gecelerde giden radyasyondan dolayı yüzeyden ısı kaybı ile,
2- Farklı sıcaklıktaki iki hava kütlesinin temasında sıcak havanın daha soğuk bir yüzey üzerinde akmasıyla ya da soğuk havanın sıcak bir hava kütlesinin altına girmesi ile yer yüzeyine doğru meydana gelen ısı kaybıyla,
3- Eğimli bir arazi üzerinde yükselen havanın adyabatik genişlemesinden (yamaç sisi)dolayı meydana gelir.
Sisin oluşumunda ve devamında rüzgar ve sıcaklığın büyük etkisi vardır. Türbülanstan meydana gelen düşey karışım sis oluşumunu engelleyen önemli bir faktördür. Türbülans şiddeti , rüzgar şiddetiyle arttığından , rüzgar belli bir değerden daha fazla olduğunda, sis dağılabilir veya bir stratüs tabakası haline dönüşebilir. Ilımlı veya şiddetli rüzgar durumunda sis sadece , eğer yüzey tabakası hızlı soğursa oluşabilir. Genel olarak sis oluşumu için belli bir miktar rüzgar esastır.



Buz üzerindeki doyma basıncı su üzerindekinden daha küçük olduğundan kar yüzeyi üzerindeki şartlar su-damlacıklı sisin oluşumu için uygun değildir. Sıcaklık düştüğü zaman hava, kar yüzeyi üzerinde su üzerinden daha önce doymaya ulaşır. Bu durum su buharının havada sis damlacıkları halinde yoğunlaşmasına mani olur. Eğer kar yüzeyi üzerine gelmeden önce hava kütlesinde su-damlacıklı sis oluşmuşsa su buharının süblüme olması sisi dağıtır.

Kar üzerinde sis oluşumu için en uygun şart, sıcaklıkların sıfır dereceye yakın olmasıdır. Bu durumda, su ve buz üzerindeki doyma basınçları arasındaki fark küçüktür. Bu nedenle sisler, sıcaklığı sıfır dereceye yakın (5 ila -5°C) kar yüzeyleri üzerinde çok sık meydana gelirler. Hava sıcaklığı -10 ila -15°C’a eriştiğinde basınç farkı maksimum değerine yükselir, buna uygun olarak kuruma etkisi artar ve bu durumda kar yüzeyi çok kuvvetli bir dağıtıcı olarak etki yapar.

Kar üzerindeki hava sıcaklığı 0°C’dan yüksek olduğu zaman kar erir. Eriyen karla temasta olan hava 0°C’lık bir sıcaklığa ve bu sıcaklıktaki doymaya tekabül eden bir buhar basıncına sahiptir. Kar üzerinde havadaki buhar basıncı gradyanı, karın hemen üzerindeki bağıl neme bağlı olarak aşağı veya yukarı doğru olabilir. Eğer su buharı yükseklikle azalıyorsa eriyen kardan su buharlaşır ve eğer su buharı yükseklikle artıyorsa kar üzerinde su yoğunlaşır. Bahis konusu gradyan sıfır ise her iki yönde de akı olmayacaktır.

Hava sıcaklığı 0°C’ın çok üzerinde olduğu zaman sisler sadece ender durumlarda oluşabilir. Benzer olarak eriyen kar üzerine gelen sisler belirgin bir dağılma eğilimine sahiptir. Düşük sıcaklıklarda sisler genellikle su damlacıkları ve buz kristallerinin karışımından ibarettir. Buzun mevcudiyetinden dolayı dağılma etkisine tabi olan bu sisler normal olarak kısa sürelidirler. Aşağı yukarı -39°C’dan daha düşük sıcaklıklarda bütün sisler buz kristallerinden ibarettir. Bu sisler kar örtüsünden etkilenmezler. Meydana geldikleri zaman uzun süre kalabilirler. Böyle düşük sıcaklıklarda sıcaklığın günlük değişimi çok küçüktür ve sis birkaç gün devam edebilir.



Bir sis olayının günlük değişiminde önemli bir faktör ısınmadır. Bütün sis tipleri ısınmayla dağılmaya yönelirler. Bu nedenle sabahın erken saatlerinde bir maksimum ve öğleden sonra bir minimum olmak üzere sis frekanslarında belirgin bir günlük değişim vardır.

Adveksiyon sislerinin çoğu nispeten derindir ve derin olanlar (özellikle okyanuslar üzerinde) günlük ısınmayla kolayca dağılmazlar. Tipik radyasyon sisleri gayet sığdır ve günlük ısınmadan dolayı kolaylıkla dağılırlar. Kara üzerinde yüksek sıcaklıklarda günlük değişim fazla olduğundan (sıcak mevsimlerde) kara sisleri sabahları dağılma eğilimindedirler. Buna karşılık kara üzerinde düşük sıcaklıkların günlük değişimi az olduğundan (soğuk mevsimlerde) günlük ısınmanın sonucu kolayca dağılmazlar. Rüzgar ve günlük sıcaklık değişimleri sisin günlük dağılımında başlıca neden olmakla birlikte diğer meteorolojik değişkenlerdeki oynamalar ve topoğrafik yapılar, bir yerdeki sis oluşumunu ve devamını doğrudan ya da dolaylı olarak etkiliyebilir.

Yamaç sisleri genellikle çok derindir ve küçük bir günlük değişim gösterir.
Okyanuslar üzerinde günlük sıcaklık değişimi çok küçük olduğundan deniz sislerinin günlük değişimi azdır.



Oluşum şekillerine göre genelde sisler beş ana grupta toplanabilir:

I. Kütlesel Sisler (Soğuma Sisleri)

1- Radyasyon Sisi
2- Adveksiyon Sisi
3- Adveksiyon-Radyasyon Sisi
4- Adyabatik Yayılma Sisi (Yamaç Sisi)

II. Cephe Sisi

III. Buhar Sisleri

1- Göller, Irmaklar ve Bataklıklar Üzerindeki Sis

IV. Deniz Sisi

V. Şehir Sisi



I. Çok Yoğun Sis (Görüş mesafesi 50m.’ye kadar)
II. Yoğun Sis (Görüş mesafesi 50m.-200m. arasında)
III. Mutedil Sis (Görüş mesafesi 200m.-500m. arasında)
IV. Hafif Sis (Görüş mesafesi 500m.-1000m. arasında)



Radyasyon sisi:

Bu tip sisler, rüzgarın olmaması durumunda kara üzerinde gece havanın soğuması neticesinde oluşurlar. Yeni düşen yağış ve nemli toprak sisin oluşumunu kolaylaştırır. Radyasyon sisleri en sık sonbaharda gözlenirler. Çünkü bu mevsimde toprak daha nemli, buharlaşma fazla ve geceler uzun olduğundan hava epeyce soğuyabilir. Ancak, kışın da bu tip sisleri görmek mümkündür.

Radyasyon sislerinin oluşumlarında topoğrafik yapı da etken olur. Örneğin; çukur yerlerde (vadilerde) sıkça radyasyon sisi oluşur, çünkü gece boyunca civar yamaçlardan aşağıya doğru soğuk hava akımı olur. Bu tesir küçük derelerde bile gözlenebilir, ancak oluşan sisin yüksekliği insan boyunu geçmez.

Radyasyon sisleri daima enversiyonun varlığı ile bağlantılıdır. Yazın radyasyon sisinin kalınlığı 200m.’yi geçmez. Güneş doğduktan sonra güneş ışınları zor da olsa sisi delerek yer yüzeyini ısıtmaya başlar. Bu durumda enversiyon bozulmaya başlar, sis parçalanır ve rüzgar ise tamamen yok olmasını sağlar. Bunun yanı sıra, kışın havanın rüzgarsız ve bulutsuz olduğu antisiklonik durumlarda radyasyon sislerinin kalınlığı 1000m.’ye kadar ulaşır ve üst üste birkaç gün kalabilir. Dağılması hava kütlesinin değişimi ile olur. Radyasyon sislerinin oluşumu için şartlar şunlardır:

* Yüksek bağıl nem
* Bulutsuz gökyüzü
* Yükseklikle sabit veya artan bağıl nem
* Kararlı tabakalaşma ve zayıf rüzgar

Yüksek bağıl nem önemli bir faktör olduğundan radyasyon sisleri soğuk kıtalar üzerindeki denizsel kökenli durgun havada çok sık olarak meydana gelir.

Deniz sıcaklığının günlük değişimi karalara nazaran oldukça küçük olduğundan radyasyon sisleri normal olarak okyanuslar üzerinde oluşmaz.

Adveksiyon sisi:

Adveksiyon sisi soğuk yer yüzeyinin üzerinde sıcak ve nemli hava kütlesinin yerleşmesi ile oluşur. Soğuk tabana değdiğinde sıcak havanın alt katları üst katlarına nazaran daha çok soğur. Böylece etkisi sürekli artan bir sıcaklık enversiyonu oluşur. Yoğunlaşma ve sis oluşumu en alçak hava katlarından başlar. Adveksiyon sisinin oluşması için uygun şartlar şunlardır:

1- Hava kütlesi ile alttaki yüzey arasında büyük sıcaklık farkı,
2- Orta derecede rüzgar hızı şiddeti (2 – 7 m/sn),
3- Başlangıçta kararlı tabakalaşma,
4- Yükseklikle sabit kalan veya artan özgül nem.

Adveksiyon sisleri bazen binlerce km2.’lik bir alanda gözlenebilir. Bu tip sisler gün boyunca her an oluşabilir ve günlerce, bazen de haftalarca kalabilirler. Sisin dağılması için ısı alış-verişinin sona ermesi veya kuvvetli bir rüzgarın çıkması gerekir. Kara meltemleri etkisiyle kıyıdan uzaklaşır, rüzgar tersine dönünce deniz meltemleri ile yeniden kıyıya dönebilirler. Adveksiyon sislerinin frekansları kışın daha büyüktür ve etkiledikleri alan daha geniştir. Yurdumuzda özellikle Karadeniz bölgemizin kıyı şeridi ile Marmara’nın Karadeniz’e bakan kıyılarında ilkbahar aylarında sıkça görülür.

Adveksiyon-Radyasyon sisi:

Soğuma ve sisin oluşumu adveksiyona ve yayılmaya bağlı olduğunda meydana gelen sislere Adveksiyon-Radyasyon sisleri denir. Bu tip sisler yükseklik bakımından güçlü olup, geniş alanları kaplarlar ve havacılıkta büyük tehlike arzederler.

Adyabatik yayılma sisi (Yamaç sisi):

Sıcak ve nemli havanın yamaç boyunca yükselirken adyabatik olarak soğumasından dolayı oluşan bir sis türüdür. Dağ yamaçlarının rüzgar üstü taraflarında daha sıktır. Yamaç sisi sadece, doymuş havanın tabakalaşması kararlı olduğu zaman mevcut olabilir. Normal olarak yükseklikle sıcaklık düşer (pozitif lapse-rate). Hava ne kadar hızlı tepeye hareket ederse soğuma da hızlı olacaktır.

Cephe Sisi:

Cephe üzerinde, ön veya arka kısmında görülen sislerdir. Yağış anında soğuk hava içindeki sıcak yağmur damlacıklarının soğuyarak su buharını arttırması ve yoğunlaşarak sis haline dönüşmesi sonucu meydana gelir. Cephe sistemi ile birlikte hareket eder. Rüzgar hızlanınca sis dağılır ve parçalı bulutları (Fraktüs) meydana getirir.

Buhar Sisleri:

Soğuk havanın sıcaklığı hava sıcaklığından çok daha yüksek bir su yüzeyinden geçmesiyle meydana gelen bu tip sislere buhar sisi denir. Böyle durumlarda suyun sıcaklığına karşılık gelen doymuş buhar basıncı, havanın aktüel buhar basıncından çok çok büyüktür ve su hızla buharlaşıp sis oluşacaktır. Buhar sislerinin meydana gelebilmesi için ekstrem sıcaklık farkları gereklidir. Genelde buhar sisleri sığ olup su yüzeyi üzerinde dağınık duman kümeleri şeklindedir. Diğer taraftan, yüzey üzerinde belli bir yükseklikte bir enversiyon altındaki tabaka buhar ile dolduğunda, böyle sisler oldukça yoğun ve sürekli olabilir. Buhar sislerinin frekansı soğuk mevsim esnasında Arktik kıyılar boyunca oldukça büyüktür. Bu tip sisler daha çok sonbaharda görülürler.

Göller, ırmaklar ve bataklıklar üzerindeki sis:

Soğuk bir hava kütlesinin göller, ırmaklar ve bataklıkların herhangi birinin üzerine yerleşmesiyle oluşur. Seyrek de olsa, karalarda bu sis türü yağmurdan hemen sonra oluşabilir.

Deniz Sisi:

Daha ziyade Arktik denizlerde oluşurlar. Bu bölgelerde kar veya buz yüzeyinin sıcaklığı, su yüzeyinin sıcaklığından nispeten daha düşüktür. Hava kütlesi buradan su yüzeyine geçince, hızlı bir şekilde buharlaşma başlar ve sis oluşur.

Şehir Sisi:

Şehirlerde sis oluşma şartları çok elverişlidir. Endüstri kuruluşları tarafından atmosfere büyük miktarda yoğunlaşma çekirdekleri atılmaktadır. Bundan dolayı da sis, mutlak nemin f<%100 olması durumunda bile oluşabilmektedir. Yoğunlaşma çekirdeklerinin yanı sıra çeşitli yakıtların yanması sonucu atmosfere giden su buharının da şehir sislerinin oluşumunda katkısı vardır. Atmosferde ayrıca toz parçacıkları ve çeşitli partiküllerin bulunduğu da bilinmektedir. Bütün bunlar bir araya geldiğinde şehir sisinin karakterini oluşturmaktadırlar (Örneğin; Londra’da oluşan şehir sisi meşhurdur.).



Sisin dağılması, havadan su damlacıklarının kaldırılması demektir. Bunun için çeşitli yöntemler vardır, ancak büyük alanlar üzerindeki sisi dağıtmak pahalıya mal olur. Günümüzde, sisin lokal olarak dağıtılması konusunda başarılı çalışmalar yapılmaktadır.

Sisin lokal olarak dağıtılması, hava alanlarında uçakların iniş ve kalkışlarının güvenini sağlamak için kullanılmaktadır. Bu, limanlar için de geçerlidir. Dağıtma yöntemleri kısaca özetlenecek olursa:

1- Havayı sis damlacıklarını buharlaştıracak sıcaklığa kadar ısıtmak: Bu metod pahalı ve az efektiftir.
2- Kuvvetli higroskopik maddelerin (örneğin, CaCl2) sise püskürtülmesi: Bu higroskopik maddeler havadaki su buharını yutarlar, mutlak nem azalır, sisin damlacıkları buharlaşır ve kaybolur. Etrafa saçılan parçacıklar da yere düşmektedir.
3- Sisin mekanik temizlenmesi: Pahalı ve denenmiş bir metotdur. Maliyeti yüksek olduğu için tercih edilmemektedir.
4- Sisin içersine katı CO2 , AgI veya sıvı propanın püskürtülmesiyle: CO2 , AgI soğutulmuş bulutu buz parçacıklarından oluşan buluta çevirir. Bu buluttan yağış düşer, dağılır ve görüş artar. Uyarılma için AgI çekirdekli uçak jeneratörleri veya yerden fırlatılan özel roketler kullanılır. Soğutulmuş bulutta katı CO2 ile devamlı bir uyarılmada 0.3-0.5 km. kalınlığında saydam koridorlar oluşur. Görünürlüğün arttırılabilmesi için bugüne kadar yürütülen denemelerde; çok ince deniz tuzunun atmosfere püskürtülmesi, damlacıkları elektriklendirme, ses veya ses üstü hızlardaki akustik dalga yayımı, termik rampalar yardımı ile soğuk sıvı veya sıcak hava püskürtme gibi yöntemler uygulanmıştır. Bu son yöntemlerden biri olan propan püskürtme, sıcaklığın 0°C’dan düşük olduğu sisler için (cold fog-soğuk sis) iyi sonuçlar vermektedir. Diğer reaktörler veya püskürtücüler her türlü sis için kullanılırlar, fakat daha az etkilidirler. Masraf ve tesisat yönünden çok pahalıya mal olan bu yöntemler, uçağın kaza yapması sonucu meydana gelen zararlarla karşılaştırılınca bir dereceye kadar verimli kabul edilebilirler.