Prof. Dr. Murat Türkeş’le kar hakkında bilmeniz gerekenler

Gastro Eko olarak gezegenimizde oluşan doğal süreç ve olayların bilimsel arka planını öğrenmenin, ekolojik farkındalık oluşturmanın önemli bir adımı olduğunu düşünüyoruz. Bu minvalde “Uzmanıyla Soru Cevap” köşemiz, okurlarımızın kafasındaki basit sorulara anlaşılır cevaplar sunma amacı taşıyor.

Sevgili Prof. Dr. Murat Türkeş hocamıza daha önce sis oluşumu ve çevre/tarıma etkisini sormuştuk. Kış aylarında yeryüzünü beyaza bürüyerek yediden yetmişe pek çok insanın en sevdiği, doğanın ise yüklü miktarda suya kavuştuğu en bereketli doğa olaylarından kar yağışı hakkında merak edilenleri de yine kendisine sorduk.

Türkeş, niçin kar yağdığında ortalık daha sessiz olur ve gökyüzü pembemsi bir renk alır? Kar yağdığında gök gürler mi? Kar nasıl oluşur ve iklim değişikliği ile şehirlerdeki betonlaşmanın kar yağışlarına etkisi gibi temel sorulara verdiği anlaşılır cevaplarıyla hem bu alanda çalışanlar hem de konuya ilgisi olanlar tarafından her zaman okunabilecek rehber niteliğinde bir söyleşiyi sizinle buluşturmamızı sağladı. Kendisine teşekkür ederiz.

Söyleşi: Batuhan Sarıcan (info@gastroeko.com)

Kar nedir? Hangi hava koşulları olgunlaştığında yağış başlıyor?

Kar, “0 °C’nin çok altındaki yüzey hava sıcaklıklarında çeşitli buz kristalleri biçiminde, 0 °C’ye yakın sıcaklıklarda ise buz kristallerinin toplanmasıyla kuşbaşı büyüklüğünde yağan katı yağışa” verilen addır. Kar yağışı, çoğunlukla yılın soğuk döneminde, atmosferin yüzeye kadar soğuk olduğu ve özellikle yüzeydeki hava sıcaklığının 0 santigrat derece (°C) dolayında ya da altında olduğu kış aylarında orta enlem siklonlarının soğuk ve sıcak cepheleriyle, daha az sıklıkla oklüzyon cepheleriyle bağlantılı olarak oluşuyor.

Kar kristalleri niçin kendine özgü şekillere sahip oluyor?

Çeşitli biçemlerde olmakla birlikte, kar genellikle yıldız biçimli altıgen katı yağış çeşididir. Kar tanelerinin boyutu, biçimi ve yoğunluğu, temel olarak oluştuğu atmosferin ya da hava kütlesinin sıcaklık profiline çok yakından bağlı. Kar tanelerinin çapı 2 cm’ye ulaşabiliyor. Kar, hava sıcaklıkları düşük olduğunda ve atmosferde küçük buz kristalleri şeklinde nem olduğunda, bulutlardaki küçük buz kristallerinin kar taneleri oluşturmak için birbirine yapışmasıyla oluşuyor. Yeterince kristal birbirine yapışırsa, yere düşecek kadar ağır hale geliyorlar. 0 °C’den biraz daha sıcak olan nemli havanın içinden aşağı inen kar taneleri, kenarlarda eriyecek ve büyük pullar oluşturmak için birbirine yapışacaktır. Soğuk, kuru havadan düşen kar taneleriyse, birbirine yapışmayan toz kar üretiyor. Yüksek atmosferdeki -çeşitli termodinamik ve dinamik süreçlerle (cephesel yükselme, adyabatik soğuma, yoğunlaşma, bulut oluşumu, vb.) oluşan- sıvı su damlacıklarının buz kristallerine dönüşebilmesi için hava sıcaklıklarının sıfır santigrat derecenin oldukça altında olması gerekiyor. Buz kristalleri, bulut sıcaklıkları yaklaşık -10 °C ya da altına ulaştığında oluşmaya başlıyor. Kar kristali tanecikleri ağırlaştıkça düşen daha büyük simetrik kar kristalleri oluşturmak için birbirleriyle çarpışarak büyüyor. 0 ila 2 °C arasındaki hava genellikle en kuvvetli kar yağışını getiriyor. Kristaller düştükçe karşılaştıkları sıcaklıklara bağlı olarak şekil değiştiriyor, ancak her kol aynı koşullarla karşılaştığı için bu koşullarda oluşan altı kenarlı bir şekli koruyor.

Kar nasıl tutuyor?

Atmosferik ve meteorolojik koşullar uygun olmak koşuluyla, kar oluşumu için yüzey ve yüzeye yakın sıcaklıklar önemli. Kar genel olarak yüzey ve yüzeye yakın hava sıcaklığı 3 °C’nin altında olduğunda oluşuyor ve yerde tutuyor.

Büyük şehirlerde kar yağmasına engel olduğu bilinen “ısı adacıkları” ne anlama geliyor? Isı adacıkları dışında da kar yağışını engelleyen faktörler var mı?

Kentsel ısı adası, genel olarak beton, tuğla, briket, asfalt ve kaldırım yüzeylerinde ısı enerjisinin emilmesi ve yüksek binaların konvektif soğumayı azaltmasının yanı sıra buharlaşma yoluyla soğumanın azalması nedeniyle, kentsel alanlarda oluşan ve kırsal/yarı kırsal çevreye ve bina-beton-asfalt yoğunluğunun kent merkezine göre daha az olduğu yarı kentsel alanlara kıyasla daha yüksek hava sıcaklıklarıyla nitelenen insan kaynaklı yerel iklim koşulları olarak tanımlanabilir. Isı adasının şiddeti, büyük ölçüde bina yoğunluğunun ve toplam bitki örtüsünün bir fonksiyonudur ve bu durum enerji açısından beklenen bir sonuçtur. Kentin büyüklüğü ya da nüfus yoğunluğu ve ısı adasının şiddeti arasında genel bir ilişki var. Boyutları farklı olsa bile, genellikle tüm kentler ve kentleşen (betonlaşan, bina yoğunluğu artan) alanlar bir kentsel ısı adası özelliği sergiliyor.

İnsan sağlığı ve iklim tasarımı açısından, kentsel sıcaklıktaki bu artışın istenmeyen (olumsuz) yönleri, uzun süreli sıcak hava dalgaları boyunca ısı stresinin şiddetlenmesini ya da yerel konvektif kararsızlığı kuvvetlendirerek şiddetli sağanak ve gök gürültülü sağanak yağışların ve dolu fırtınalarının ve bunlara bağlı kentsel sel ve taşkınların daha sık ve şiddetli oluşmasını (afetlere maruz kalma derecesinin ve etkilenebilirliğin artması vb.) içeriyor. Bu noktada, kent iklimlerinin, kendi içerisinde bağlantılı bir mikro iklimler dizisinden oluştuğunu da söylemek gerekiyor. Kentsel ısı adasının yarattığı çevresine göre daha sıcak yerel iklim koşulları ve kentlerdeki asfalt, beton ve kiremitten oluşan yapay yüzeyler, hem kar yağışlarının yeryüzüne doğrudan kar olarak düşmesine engel oluyor ya da bu nedenlerle kentlerde daha az kar yağışı gerçekleşebiliyor hem de yağan karın yerde kalış süresini azaltarak hızla erimesine yol açıyor.

Çocukluğumda kış aylarında daha fazla ve yoğun kar yağdığını, karın uzun süre yerde kaldığını ve büyüdükçe kar yağışlarının eski etkisini yitirdiğini düşünüyorum. Bunu iklim değişikliğine bağlamak doğru mu? Tam aksine iklim değişikliğinin kar yağışlarını artırdığına dair birçok bilimsel çalışma da mevcut. Siz bu konuda ne düşünüyorsunuz? İki zıt kutbun da gerçekleşmesi, hidrolojik dengenin bozulması gibi aynı nedenlere bağlı olabilir mi?

Oldukça karmaşık bir konu bu. Öncelikle Dünya’nın pek çok orta enlem ve soğuk iklim bölgelerinde olduğu gibi Türkiye’de de kar yağışlı gün sayısı, kar kalınlığı ve kalın yerde kalma süresinde belirgin bir azalma eğilimi gözlendiğini hatırlatmakta yarar görüyorum. Başka bir deyişle çocukluğunuza göre günümüzde kar yağışlarının azaldığı ve etkisini yitirdiğine ilişkin anılarınız ve karşılaştırmanız doğru. Tüm bunlar, bölgesel ve zamansal farklılıklar ya da değişimler olmakla birlikte, kar yağışlarındaki azalmanın büyük olasılıkla insan kaynaklı iklim değişikliği ve küresel ısınmayla bağlantılı olduğunu gösteriyor. Kar yağışının nasıl oluştuğuna ilişkin birinci sorunuzu yanıtlarken açıkladığım atmosferik ve meteorolojik düzenekler hatırlanırsa, bu bağlantının oldukça yüksek olasılıkla gerçek olduğu anlaşılabilir. İnsan kaynaklı iklim değişikliği ve küresel ısınma koşullarında sub-boreal ve özellikle orta enlemlerde yağışlarda günümüzde genel olarak artış gözlenirken ve gelecekte de artış beklenmesine karşın, daha sıcak bir iklimde kar yağışlarının artmasını beklemek fiziksel olarak da doğru değil. 

Kar yağarken gökyüzünün pembemsi bir renk almasının nedenlerini merak ediyoruz.

Kar yağarken gökyüzünün pembemsi bir renk alması, bir optik olayla, ışığın yansımasıyla ilişkili. Görünür ışığın dalga boylarını ölçen bir spektrum ölçeğinde, kırmızı ışığın dalga boyu daha uzundur (bkz. Şekil). Bu da kırmızının, mavi ve yeşil gibi renkler kadar kolay dağılmasına izin vermez. Bu nedenle gün batımları tipik olarak turuncu ve kırmızıdır. Karın hareket ettiğinin göründüğü gökyüzüne gelince, ışık bulutlardan yansır ve atmosferik parçacıklar dağılır ve gördüğümüz renk olarak daha uzun dalga boylarını bırakır. Kısaca, kar yağdığında, aynı ışık tüm farklı kar tanelerinden yansır ve gökyüzüne pembe bir ton verir.

Kar yağarken derin bir sessizlik yaşanmasının nedeni nedir?

Bir kar yağışından sonra yeni keşfedilen sessizliğin bir kısmı mantıklı. İnsanlar kar fırtınası sırasında evde kalma eğiliminde oluyor, bu da dışarıda daha az insan olduğu ve yolda çok fazla araba olmadığı anlamına geliyor. Ayrıca kuşlar ve pek çok hayvan şiddetli havalarda çömelme eğiliminde oluyor, bu nedenle kar fırtınası sırasında da daha sessizler. Ancak sessizliğin arkasında da bilim var. Bunun nedeni, genel olarak gözenekli ve gevşek bir dokuda olan karın sesi emmesidir. Başka bir deyişle, yeni kar örtüsü araziyi kapladığında ses dalgalarının çoğunu emiyor ve dış ortamın daha sessiz olmasını sağlıyor. Bazı çalışmalara göre, ses emilimi 0 ila 1 arasında derecelendirildiğine, örneğin ses emme derecesi 0.5 olan bir cisim, sesin % 50’sini emiyor. Bu kapsama, karın ses emme derecesi 0.5 ile 0.9 arasında bir yere düşüyor. Başka bir deyişle bu, karın özelliğine bağlı olarak karın ortamdaki sesin yarıdan fazlasını, % 50 ila % 90’ını emdiği anlamına geliyor.

“Kar yağarken şimşek çakmaz, gök gürlemez” diye bir inanış vardır. Bunun bilimsel bir karşılığı var mı?

“Kar yağarken şimşek çakmaz, gök gürlemez” bilimsel olarak doğru bir önerme ya da doğru bir bilgi değil. Çok genel olarak açıklamak gerekirse, kışın görece nemli ve soğuk ya da çok soğuk hava kütlesi ile nemli ılıman hava kütlesinin karşılaşmasıyla oluşan cephesel orta enlem ya da Akdeniz kökenli kararsız cephesel alçak basınçlarda gökgürültülü şimşekli ve kar fırtınalı hava olayları oluşabilir. Konuyu örnek bir hava durumu tipiyle açıklamak istiyorum. Eğer yüksek atmosferde, örneğin ortalama 5.500 metre yükseltideki 500 hPa standart basınç düzeyinde Marmara üstünde hava sıcaklığı -35 ila -40 °C dolayında, yüzey hava sıcaklığıysa yaklaşık 0°C olursa ve Karadeniz’den nemli çok soğuk bir hava kütlesi, Ege’den ılıman ya da görece sıcak ve nemli hava kütlesi, Trakya ve İstanbul üstünde bir soğuk cephe yüzeyi boyunca karşılaşırsa, bir çeşit cephesel kararsızlık oluşuyor. Bu da hem kuvvetli yer yer şiddetli ve uzun süreli kar yağışına, hem de oluşan özel cephesel kararsızlık yüzünden kümülonimbüs bulutlarından gökgürültülü şimşekli kar ve belki deniz üstünde karla karışık sağanak yağmur yağışına neden olabiliyor. Benzer sinoptik meteorolojik koşullarda, sıcaklık gradyanının kuvvetli olduğu nemli/çok nemli hava kütlelerinin karşılaştığı cephesel orta enlem siklonlarında aynı gün içinde hem kar hem de gökgürültülü şimşekli dolu ve sağanak yağışlı hava koşulları da yaşanabiliyor.

Unutamadığınız, yoğun karlı bir kış sezonu (yılı) var mı? Belki sizin için en önemli olanını detaylarıyla paylaşmak istersiniz.

Aslında çok var, hem Ankara’da 1980’li ve 1990’lı yıllarda, hem de Çanakkale’de 2004, 2007, 2016 (Aralık), 2017 (Ocak, Aralık), 2020 (Şubat) ve 2021 (Ocak, Şubat), 2022 (Ocak) yıllarında… Bunların içinde 14-15 Şubat 2021 günleri yağan etkili kar yağışı son yıllarda hayatımda en önemli olandı. Bunun nedeni, 2020 Kasım ayının başında olduğum ağır by-pass ameliyatından sonra henüz tam iyileşmeden yağan bu kuvvetli ve etkili kar yağışının olumsuz sonuçlarından Çanakkale’nin Yapıldak Köyü’nün bir mahallesinde beslediğim güvercinlerimi koruyabilmek için verdiğim savaşımın, çok ivedi ve yaşamsal bir önemde olmasıydı. Bu deneyimime ilişkin olarak 15 Şubat 2021 günü Facebook hesabımda şunları yazmış ve fotoğrafları paylaşmıştım:

“Kar, soğuk ve fırtına tahminlerimizi, ‘insan ve tüm canlılar için afete neden olmaması dileğiyle’ yaptık. Şimdi herkes gibi ben de sonuçlarıyla uğraşıyor, güvercinlerim ve diğer kuşlar için bu günleri sağlıkla atlatmaları için çabalıyorum. Dün de yazmıştım ama dün gece boyunca etkili olan kar ve kar fırtınası kümeslerimin önünü yaklaşık 1 metre kalınlığında karla kaplamış. Bu sabah uzun uğraşılarla kümeslerimin önünü 2 metre kadar açtım ve yabani kuşlar için bahçemizin değişik yerlerine temiz-kuru yem bıraktım. Soğuklar en az bir hafta 10 gün daha etkili olacak. Yabani ve kentlerdeki sokak hayvanlarına uygun yem ve su desteğimizi hava ısınıncaya kadar sürdürmemiz, onların hayatta kalması ve daha az zarar görmeleri-kayıp vermelerinin sağlanması açısından çok önemli.”