Atmosfer Fiziği Ve Standart Atmosfer

İnsanlar tarih boyunca; gerek dinî inanışları sebebiyle gerek tarımsal faaliyetler için, bazen sadece meraktan dolayı hava olaylarını merak etmişler ve anlamlandırmaya çalışmışlardır. Bu süreç geçmişten günümüze devam etmiş ve edindiğimiz bilgiler bugün uçabilmemizi sağlamaktadır.

Atmosferi oluşturan gazların yaklaşık %99’u oksijen ve nitrojenden oluşmaktadır (%21 Oksijen, %78 Nitrojen).

Havadaki oranı %1 ile %4 arasında bulunan su buharı; sis, yağmur, bulut, dolu gibi havacılığı etkileyen olayların başrolünde bulunduğu için önemlidir.

Atmosferin genel özelliklerine kısaca değinirsek güneş ışınlarının yer yüzeyi tarafından soğurulması, havaya göre daha fazla olduğu için, atmosferin sıcaklığı yerden yukarıya doğru çıkıldıkça azalır. Sıcaklığın azalmasına bağlı olarak da basınç düşer, yoğunluk azalır.

Troposfer, sivil havacılık açısından atmosferin en önemli tabakasıdır; çünkü uçuşların büyük bir çoğunluğu bu tabakada yapılmaktadır ve bilinen tüm hava olayları bu tabakada gerçekleşmektedir.

Mevcut sıcaklıkta alabileceği maksimum nemi almış olan bir hava kütlesi ısınırsa daha fazla nem taşıma kapasitesine sahip olur, soğuması durumunda ise taşıyabileceği nem miktarı azaldığı ve hâlihazırda maksimum kapasitede olduğu için, yağış gerçekleşecektir.

Rüzgâr, yüksek basınç sahasındaki havanın alçak basınç sahasına kaymasıdır. Rüzgâr, etkileri bakımından; hızı, yönü ve frekansı olmak üzere 3 belirgin özelliğe sahip bir hava olayıdır ve havacılık açısından da bu özellikleri çok önemlidir. Zira uçakların kullanacağı pistten, havalimanının inşasına kadar çok geniş etki alanları mevcuttur.

Hâlihazırda çeşitli standart atmosfer çeşitleri bulunsa da havacılıkta kullanılan tip, ülkemizin de üyesi bulunduğu ICAO (International Civil Aviation Organization / Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü) tarafından geliştirilmiş olan modeldir. Hava araçlarının tasarımlarındaki hesaplamalar, seyrüsefer cihazların kalibrasyonu, altimetrik basınç hesaplamaları, belirli durumlarda uçakların performansları ve genel davranışlarını belirlemek ve birbirleri ile mukayese edilebilmelerini sağlamak amacıyla ICAO tarafından, uzun yıllar boyunca yapılan rasatlardan elde edilen ortalama değerlere göre hazırlanarak yayınlanan değer ve tablolara Standart ICAO Atmosferi denir.

Hava aracının dikey mesafesi 4 farklı şekilde ifade edilebilir. Bunlar; hava aracının deniz seviyesine göre dikey mesafesi olan irtifa, hava aracının belirli bir referans noktasına olan dikey mesafesi olan yükseklik, yeryüzündeki bir nokta ya da belirli bir seviyenin deniz seviyesine olan yüksekliğini ifade eden rakım ve son olarak 1013.25 hPa’lık referans basınç yüzeyi ile sabitlenmiş ve uçuş seviyesidir (Flight Level, FL).

Bulutlar da atmosferdeki yoğuşmanın bir ürünüdür. Yükselen hava kütlelerinin yukarıda daha soğuk hava kütleleri ile karşılaşıp yoğuşması sonrasında oluşurlar.

Bulut türleri oluşumlarına göre ve yüksekliklerine göre 2 ayrı şekilde sınıflandırılabilirler. Oluşumlarına göre yapılan sınıflandırmanın havacılıkta kullanımı olmadığı için biz yüksekliklerine göre yapılan sınıflandırmaya odaklanacağız. Yüksekliklerine göre bulutlar; Yüksek irtifa bulutları, orta irtifa bulutları, alçak irtifa bulutları ve dikey gelişimli bulutlar olmak üzere 4'e ayrılır.

Stratus bulutunun üzerinde görüş gayet iyidir ama yukarıdan bakışla tabanını kestirmek mümkün olamayacağı için doğru meteorolojik rasat alınmadan ve uygun altimetrik veriler olmadan bulut içerisinde alçalmak son derece tehlikelidir.

Alçak irtifa bulutlarının diğeri ise nimbostratus (Nb) bulutudur. Koyu gri renkli ve dikey gelişim gösteren bu bulutun tabanı genellikle yere çok yakındır. Yağış ve sis sebebiyle bulutun altında ve içinde görüş çok kötüdür. Orta dereceye kadar türbülansa ve kaba buzlanmaya sebep olabilir.

Dikey gelişimli bulutlar için, tabanlarının yerden yüksekliği 500 feet veya daha az olan bu bulutların içlerindeki şiddetli türbülans, şiddetli buzlanma ve düşük görüş şartları sebebiyle havacılıktaki en önemli bulut türleridir diyebiliriz.

Cumulus bulutu üzerindeki durum uçuş için uygun şartlar sunsa da bulut kalınlığının 8000 feet e ulaşabildiği bilindiği için, hava araçları genellikle bulutun içinden uçmak yerine kaçınma yaparak bulutun etrafından dolaştırılırlar.

Cb bulutunun en önemli özelliği, çok şiddetli dikine akımlara ve hamleli (değişken yönlü ve değişken hızlı) rüzgârlara sahip olmasıdır.

Hava aracının kumanda yüzeylerinde ve kanatlarda oluşan buzlanma, uçağın aerodinamik yapısını bozabileceği için fazlasıyla tehlikeli olabilir.