Meteorolojik Aletler

Konusu 'Güncel Konular' forumundadır ve BaRıŞ tarafından 9 Haziran 2012 başlatılmıştır.

  1. BaRıŞ Well-Known Member


    Meteorolojik Aletler Nelerdir Tanıtımı
    Meteorolojik Aletler, Meteorolojik Aletler Hakkında Bilgi

    Basınç Ölçen Aletler
    Basıncın Tanımı ve Basınç Ölçme Metotları
    Basınç, meteorolojik elemanların en önemlilerinden biridir. Bir yüzeyin birim alanına bu yüzey üzerindeki hava sütununun yapmış olduğu etkiye basınç kuvveti denir.
    Basınç (P)= Kuvvet (F) / Yüzey (A)

    Atmosferik basıncın ölçülmesinde üç ana metot vardır. Atmosferik sütunun, bir sıvı sütunu ile dengesini kullanmaktır. Sıvı olarak alçak buhar basıncına sahip civa kullanılır. En sıhhatli ölçüm bu metotla yapılır. Bir zarın veya bir metal levhanın bir tarafındaki basınç, diğer taraftakinden farklı ise zarın şekli değişir. Bu metotdan yararlanarak Aneroid (Metal) Barometreler ve barograflar yapılmıştır.

    Sıvıların kaynama noktaları yüzeyleri üzerindeki basınca bağlıdır. Sıvı üzerindeki buhar basıncı, üzerinde duran atmosferin basıncına eşit olunca buharlaşma başlar. Sıvının kaynama noktası ölçülerek barometrik basınç bulunur. Müfettiş barometresi olarak kullanılan hipsometreler bu metotdan yararlanarak yapılmışlardır.
    Civalı barometreye göre basınç ölçümü standarttır. Diğer aletler civalı barometreye göre ayarlanır.

    Atmosferik Basınç Birimleri
    Basıncın Ölçülmesinde muhtelif birimler kullanılmaktadır. Meteorolojik amaçlarla basınç ölçülmesinde kullanılan eski birim milibardır. Ancak, WMO tarafından 1 milibara eşit olan hektopaskal (hPa), yeni basınç birimi olarak kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca cıvalı barometrelerden bazıları standart şartlar altında «mm» veya «inç» olarak taksimatlandırılmışlardır. Bu standart şartlar altında 760 mm. lik gerçek ıskala yüksekliğine sahip olan civa sütunu 1013,250 hektopaskallık bir basınç meydana getirir.

    Sıcaklık Ölçen Aletler
    Sıcaklık ve ısı kavramları, genellikle birbirleriyle karıştırılan ve aynı manada kullanılan, farklı manalar taşıyan iki değişik kavramdır. Isı bir enerji çeşididir. Sıcaklık ise ısı alan maddenin halini tarif eden özelliktir. İki değişik madde birbiri ile temas halinde olduğu zaman bunların özelliklerinde hiç bir değişiklik meydana gelmezse bu iki cisim aynı sıcaklıkta denir.

    Isı, iki sistem arasındaki sıcaklık farkından dolayı birbirinden diğerine geçen akım veya enerjidir. Hacminin değişmesi ile kendi sıcaklığı hakkında bilgi veren cisimlere termometre denir. Meteorolojik gayeler için aşağıdaki sıcaklık ölçümleri yapılır.
    - Yeryüzeyine yakın hava sıcaklığı : Yerden 1.25 m. ile 2 m. arasındaki havanın sıcaklığıdır.
    - Yüksek hava sıcaklığı (O hPa'a kadar ölçülen sıcaklık)
    - Muhtelif derinliklerdeki toprak sıcaklığı : Standart derinlikler, yerden 5, 10, 20, 50 ve 100 cm. dir.
    - Nehir, göl ve deniz yüzeyi sıcaklıkları

    Meteorolojik gayeler için kullanılan termometreler, değişik maddelerin ısı karşısında gösterdikleri özelliklerden yararlanılarak yapılmışlardır. Yapılışları aşağıdaki özelliklerden birine dayanır.
    - Isı karşısında genleşme,
    - Su buharının sıcaklığa bağlı oluşu,
    - Isınma ile iletkenlerin dirençlerinin değişmesi,
    - Termoelektrik etki.
    - Termometrelerin Sınıflandırılması

    Çeşitli prensiplerden yararlanılarak yapılan termometreleri 6 sınıfta toplayabiliriz.

    1. Normal Termometreler
    Herhangi bir anda bulunduğu yerin sıcaklığını gösteren termometrelerdir. Sıcaklığın yükseldiği anda, civanın kılcal boruda yükselmesi, düştüğü anda ise civanın hazneye tekrar dönmesi esasına göre yapılmıştır.
    2. Toprak Termometreleri
    Muhtelif derinliklerdeki toprak sıcaklığı özel şekilde yapılan civalı termometreler ile ölçülür. Toprak sıcaklığı için standart derinlikler 5, 10, 20, 50 ve 100 cm. derinliklerdir.
    3. Deniz Termometresi
    Deniz termometreleri de bir normal termometre olup, muhtelif tipleri vardır. Yalnız termometrenin sudan çıkarıldığı zaman, sıcaklığının hemen değişmemesi için, haznenin etrafında, içinde bir miktar su bulunduracak şekilde delikli bir çanak olması gerekir. Bu termometrenin de haznesi, toprak termometreleri gibi büyük olup, sıcaklık değişikliklerinden geç etkilenir.
    4. Azami Termometre
    Günün en yüksek sıcaklığını ölçmeye yarayan termometrelerdir. Iskala sıcaklığın artması ile haznedeki civanın kılcal boruda yükselmesi ve hava sıcaklığının düşmeye başladığı andan itibaren ise, civanın kendiliğinden tekrar hazneye dönememesi esaslarına göre yapılmıştır.
    5. Bellani Termometresi
    Günün en yüksek ve en düşük sıcaklıkları bir arada gösteren termometrelerdir.
    6. Asgari Termometre
    Günün en düşük sıcaklığını ölçmeye yarayan termometrelerdir. Çok daha düşük sıcaklıkları ölçebilmek için kılcal boruda civa yerine alkol kullanılmıştır.

    Termograf
    Sıcaklığı bir diyagram üzerine devamlı olarak kaydeden aletlere termograf denir.

    Termograf Kontrol ve Kalibre Cihazı
    Zamanla termografların hassas kısımları özelliğini kaybeder. Termografın bu hassas kısımları değiştirildikten sonra, bu cihazda gerekli ortamlar oluşturulup alt ve üst limitlerde doğru değer gösterinceye kadar denenmek suretiyle ayarı yapılır.

    Nem Ölçen Aletler
    Nisbi Nem
    Herhangi bir sıcaklıktaki havanın taşıdığı su buharının, aynı sıcaklıkta taşıyabileceği azami su buharına oranına nisbi nem denir. Mutlak Nem ( Su buharı yoğunluğu ) Su buharı basıncı 1 m3 havanın ihtiva ettiği su buharının ağırlığına bağlıdır. 1m3 havanın içindeki su buharının ağırlığına mutlak nem denir.

    Nem ölçmede kullanılan metotlar
    Psikrometrik ölçümler
    Higrogkopik maddelerin boyutlarının değişmesi esasına dayanan metot (saçlı higrometre ve benzeri metotlar)
    Piskrometre Çeşitleri
    Psikrometreleri, havalandırma şekline göre iki kısma ayırabiliriz.
    Basit psikrometreler (tabi vantilasyonlu tip) : Bir kuru ve bir ıslak termometrenin meydana getirdiği takıma psikrometre denir.
    Suni havalandırılmalı psikrometreler : Bu tip psikrometrelerin, basit psikrometrelerden farkı, suni havalandırma kaynağına sahip olmalarıdır. Sabit kasa tipi psikrometreye, aspiratör denilen hava akımı temin eden cihaz takılarak bu psikrometreler elde edilir.
    Saçlı Higrometreler
    Havanın nisbi nemini doğrudan doğruya gösteren aletlere higrometre denir. Bir saç demetinin, havadaki nisbi nem oranına göre uzayıp, kısalması esasına dayanarak saçlı higrometre aleti yapılmıştır.

    Higrograf
    Bulunduğu yerin nisbi nemini devamlı olarak kaydeden aletlere higrograf denir.
    İşba dolabı
    Bu dolabın hacmi takriben 0,25 m3'dür. Bu metal dolabın içerisi nem emecek cinsten çuhayla kaplanmış olup, nemi aynı oranda etrafa dağıtabilmek için dolabın köşesine küçük bir vantilatör yerleştirilmiştir. Bu dolapta tutulan aletin de % 96 nispetim göstermesi lazımdır, değilse ayar edilir.

    Rüzgar Ölçen Aletler
    Rüzgâr, yatay veya yataya yakın yönde yer değiştiren bir hava kütlesinin hareketidir. Rüzgâr vektörel bir kuvvet olup, yön ve hız olmak üzere iki faktör halinde ölçülür. Meteorolojik amaçlı rüzgar ölçümleri aşağıdaki aletlerle yapılır.
    Sabit Anemometre : Rüzgarın hızını ve yönünü direkt olarak ölçmeye yarar.
    El Anemometresi : El Anemometresi seyyar olarak ölçülmesi istenen rüzgâr hızını veyönünü direkt olarak Ölçme işinde kullanılır. Alet olarak sabit anemometreye benzemekte olup daha küçük ebadlıdır.
    Anemograf ile : Mekanik anemograf, rüzgârın yönünü, saatte ortalama hızını ve rüzgâr hızındaki dalgalanmaları, yani hamleyi yazarak ölçen bir alettir.
    Rüzgâr Kanalı (Tüneli)
    Sabit anemometre, anemograf ve el anemometresi gibi çeşitli rüzgâr aletlerini kontrol ve kalibre edebilecek bu cihaz gerek klimatolojik maksatlarla yapılan rasatlarda, gerekse uçuş emniyeti bakımından havacılık İçin çok önemli olan rüzgârın gerçek değerini tesbit etme yönünden rüzgâr aletlerinde gerekli düzeltmeleri sağlayabilmektedir.

    Yağış Ölçen Aletler
    Su buharının atmosferde yoğunlaşarak yerçekimi etkisi sonucunda, yeryüzeyine muhtelif şekillerde düşen ve toprak üzerinde belirli miktarda su veren hadiselere yağış denir.

    Memleketimizde yağış aşağıdaki aletlerle ölçülür.
    Plüviyometre : Atmosferden yeryüzeyine düşen yağışı direkt olarak ölçen alettir.
    Plüviyograf : Atmosferden yeryüzeyine düşen yağışı diyagram üzerine kaydeden alettir.
    Su toplama kabında toplanan yağış, mihber denilen taksimatlı yağış ölçeğiyle mm cinsinden ölçülür.

    Buharlaşma Ölçen Aletler
    Buharlaşma, suyun sıvı halden, su buharı haline gelmesi şeklinde tarif olunur. Buharlaşmayı Ölçen aletleri iki gurupta inceleyebiliriz.

    Gölgedeki buharlaşmayı ölçen aletler (Piş (Piche) evaporimetresi) : Alete su konulduğunda, su seviyesi hangi değeri gösteriyorsa o değer kaydedilir. Buharlaşma ile alet içerisindeki su miktarı azalır. Rasat anında ikinci okunuş yapılarak, ilk değerden çıkarılır. Böylece buharlaşma mm. cinsinden ölçülmüş olunur.

    Açık su yüzeyindeki buharlaşmayı ölçen aletler (Yuvarlak buharlaşma havuzları): Alete işaretlenen yere kadar su konur. Buharlaşma ile alet içerisindeki su miktarı azalır. Rasat anında ikinci okunuş yapılarak, ilk değerden çıkarılır. Böylece buharlaşma mm. cinsinden ölçülmüş olunur.

    Radyasyon Ölçen Aletler
    Meteorolojik amaçlı radyasyon ölçümü Aktinograf aleti ile ölçülür. Aktinograf aleti, yatay bir yüzeye gelen toplam radyasyon şiddetini kalori cinsinden diyagram üzerine kaydeden alettir.

    Güneşlenme Müddetini Ölçen Aletler
    Güneş ışınlarının süresini veya günün ne kadar kısmının güneşli geçtiğini kaydeden aletlere Helyograf denir. Helyograf aleti, güneşten gelen direkt güneş ışınlarını bir diyagram üzerine kaydeder.

    Otomatik Gözlem İstasyonu
    Otomatik meteoroloji istasyonları; meteorolojik parametrelerdeki değişimlere duyarlı ve bu değişimlerin miktarını ölçen sensörlerden oluşmaktadır.
    Ayrıca, bu sensörlerin ürettiği mühendislik birimlerini (volt, amper, frekans gibi) meteorolojik bilgilere ve birimlere dönüştürmek için gerekli hesaplamaları ve çevirmeleri yapan ana işlem ünitesi, bu bilgilerin çeşitli yerlerde görüntülenmesini sağlayan görüntüleme üniteleri ile üretilen bilgi ve meteorolojik kodların ilgili merkezlere iletilmesini sağlayan haberleşme üniteleri de otomatik istasyon bünyesinde yer almaktadır.
    Otomatik istasyonlar, ölçülen ve hesaplanan çeşitli meteorolojik parametrelerin belirli formatlarda meteorolojik mesajlara dönüştürülmesi işlemini yaptıkları gibi, yine bu bilgilerin belirli formatlarda saklanması, grafiklere dönüştürülmesi ve yazıcılarda kaydedilmesi işlerini de yaparlar. Böylece, herhangi bir bilgi kaybı olmaksızın, meteorolojik parametrelerin sürekli olarak ve en doğru şekilde elde edilmesi sağlanmış olur.

    Otomatik gözlem istasyonları aşağıdaki ünitelerden oluşmaktadır:
    - Sensörler ve sensör ara yüzleri
    - Veri toplama ünitesi
    - Merkezi kontrol ve işlem ünitesi
    - Görüntüleme ünitesi
    - İletişim ara yüzleri
    - Güç kaynakları
    - Otomatik Gözlem Sisteminin Avantajları
    - Gözlemlere bir standart getirir
    - Parametrelerin gündüz ve gece sürekli ölçülebilir
    - Daha fazla doğruluk
    - Daha fazla güvenirlik
    - Meteorolojik verilerin görüntülenmesi
    - Data arşivine lokal ve uzaktan erişme
    - Çevre şartlarından etkilenmeme

    Yüksek Atmosfer Ölçümünde Kullanılan Aletler

    Ravinsonde Rasatları
    Tarihçe: 1920 lerin başlarında Fransız bilim adamları BUREU ve İDRAC ile onlardan ayrı çalışan Rus bilim adamı MOLTCHANOV atmosferin çeşitli seviyelerindeki hava koşulları hakkındaki bilgileri, radyo dalgaları aracılığıyla toplamak ve yayınlamak için bir cihaz üzerinde çalışmaya başladılar. 1930 yılında Rus MOLTCHANOV bu günkü radiosonde cihazının atası denilebilecek ilk radiosonde cihazını geliştirmeyi başardı.

    Tanıtım: Ravinsonde rasatları, radiosonde cihazı denilen ve balonla birlikte serbest atmosfere gönderilen rasat aletleri yardımıyla yapılır. Radiosonde cihazı, balonun yardımıyla serbest atmosferde yukarı çıkarken meteorolojik bilgileri eş zamanlı olarak ölçen ve istasyona gönderen alettir. Radiosonde cihazı, basınç, sıcaklık, nem değerlerini ölçen sensörlerden meydana gelmektedir. Bu sensörler yardımıyla elde edilen bilgiler, önceden belirlenmiş olan bir sıralama dahilinde ve belirlenmiş kısa zaman aralığında alıcı yer istasyonuna gönderilir. Rüzgar bilgileri ise radiosonde cihazının serbest atmosferdeki konumuna bağlı olarak elde edilen açı değerlerinden elde edilir. Ravinsonde rasatları, basıncın, sıcaklığın, nemin, rüzgar yön ve şiddetinin, yerden uçuşun son bulduğu yüksekliğe kadar yüksekliğin bir fonksiyonu olarak elde edildiği gözlemlerdir. Ravinsonde sistemi, bir balonu taşıdığı radiosonde cihazı, cihazdan gelen sinyalleri alan ve cihazı izleyen yer ekipmanı ve bilgileri işlemek için bilgisayar ünitesinden ibarettir.
    "Ravinsonde" kelimesi tam olarak, atmosferde yükseklikle, basınç, sıcaklık, nem ve rüzgar bilgilerinin elde edilmesini ifade eder. "Radiosonde" kelimesi ise atmosferde yükseklikle, basınç, sıcaklık ve nem bilgilerini ifade eder. Dikkat edileceği üzere bu iki kelimenin tek farkı rüzgar bilgileridir. Şu halde eğer bir istasyonda atmosferde yükseklikle, sıcaklık, basınç, nem ve rüzgar değerleri elde ediliyorsa bu rasatlara "Ravinsonde Rasatları" demek daha doğru olacaktır.

    Türk Ravinsonde İstasyon Şebekesi
    Ülkemizde 7 adet ravinsonde istasyonu bulunmaktadır. Bunlar, SAMSUN (41.20 N, 36.15E), İSTANBUL (40.58 N, 29.05 E), ANKARA (39.57 N, 32.53 E), İZMİR (38.26 N, 27.10 E), ISPARTA (37.45 N, 30.33 E), DİYARBAKIR (37.55 N, 40.12 E), ADANA (37.03 N, 35.21 E) dir. Bu istasyonlar, yukarıda açıklandığı üzere, Türkiye'yi etkileyen hava kütleleri ve ulusal ihtiyaçlar göze alınarak tesis edilmiştir. WMO geniş kara bölgeleri üzerinde ravinsonde istasyonlarının 250 km, sık nüfuslu olmayan yerlerde ve okyanuslarda ise 1000 km olarak tavsiye eder. Bu kriterler dikkate alındığında Türk ravinsonde istasyonları bu kriterlere uymaktadır. Aradaki mesafe ortalama olarak 500 km civarındadır. WMO günde bu istasyonların 4 defa rasat yapmasını tavsiye eder. Fakat istasyonlarımız bütün dünya genelinde uygulandığı gibi, 00 UTC ve 12 UTC olmak üzere günde iki defa rasat yapmaktadır.

    Türk Ravinsonde İstasyonları ve WMO Numaraları
    Sistem ve Ekipman
    Uçuş Sistemleri (Uçuş Takımı)
    Uçuş sistemleri veya uçuş takımı, bir balon, uçuşa yardımcı birimler ve radiosonde cihazından ibarettir. Balon, radiosondeyi serbest atmosferde istenilen bir yükselme oranında, istenilen yüksekliğe çıkarmak için kullanılır. Radiosonde cihazını balona bağlayan sistem, paraşüt, ışıklandırma birimi, bazı radiosonde cihazlarıyla birlikte kullanılan reflökterler uçuşa yardımcı birimler olarak adlandırılmaktadır. Radiosonde ise, istenilen meteorolojik değişkenleri ölçebilecek birimlerden (sensörler) ve elde edilen bu bilgileri istasyona gönderecek vericilerden ibarettir.

    Balonlar
    Meteorolojik amaçlı balonlar, doğal kauçuk hammaddesinden (lateks) veya sentetik kauçuktan (neopren) yapılmıştır. Lateks balonlar, neopren balonlara göre, şiştikleri zaman daha küresel bir görünüm arzederler ve aşağı atmosferde daha süratli ve muntazam bir yükselme oranına sahiptirler. Neopren balonlar şişirildiklerinde dikey gerilmeye müsaittir ve serbest atmosferde yükselirken balonun tepesi yassılaşır. Bu yüzden balon yavaşlar ve hantallaşır. Lateks balonlara oranla daha az muntazam yükselme oranına sahip olurlar. Neopren balonları rüzgarlı havalarda fırlatmak oldukça zordur. Ayrıca kötü hava koşulları için özel üretilmiş balonlar vardır.

    Balonlar gerek pilot balon rasatları gerekse ravinsonde rasatları için farklı hacim ve ağırlıklarda yapılmıştır. Genel olarak, pilot balon rasatlarında, 30 ve 100 gramlık balonlar kullanılır. Ravinsonde rasatları için de radiosonde cihazının ağırlığına göre, 600 ila 1500 gram arasında balonlar kullanılmaktadır. Bu balonlar çeşitli boyutlarda olabilir. Pilot balon rasatlarında, balonun 15-20 km ye kadar çıkması esastır. Ravinsonde rasatlarında ise balonlar kullanılacak radiosonde cihazına göre tayin edilmelidir ve 30-35 km lik bir yükseklik bu rasatlar için esastır. Balonun ağırlığı arttıkça, (belirli bir ağırlığa kadar) çıkabileceği yükseklik de artar.

    Balon Şişirme Gazları
    Balonların şişirilmesinde havadan hafif gazlar kullanılmaktadır. Bu gazlar, Hidrojen, Helyum ve doğal gazdır. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü'nde ravinsonde rasatlarında hidrojen gazı kullanılmaktadır. Pilot balon rasatlarında ise duruma bağlı olarak bazen helyum gazı kullanılabilmektedir.

    Genellikle ravinsonde yer istasyonlarında pratikliği ve bir parça ucuzluğu sebebiyle hidrojen gazı kullanılmaktadır. Fakat hidrojen yüksek parlayıcılık oranına sahip bir gazdır. Bu tarafı da hidrojenin dezavantajını oluşturmaktadır. Hidrojen gazı, bir üretici tarafından imal edilip tüpler vasıtasıyla kullanılmaktadır ya da hidrojen jeneratörü tarafından üretilip kullanılmaktadır. Ülkemizde hidrojen jeneratörler yardımıyla üretilmektedir.
    Helyum hidrojenden daha hareketsiz yani durağan bir gazdır. Aynı zamanda hidrojenden daha güvenli bir gazdır. Helyumun daha güvenli olası nedeniyle dünyada güvenlik açısından hassas bölgelerde, gemilerde ve mobil operasyonlarda helyum kullanılmaktadır. Helyum genellikle tüplerde kullanılır. Bazen sıvı helyum da operasyon özelliğine yer avantajı sağlamak amacıyla kullanılabilir.

    Doğal gaz dünyada özellikle kutup bölgelerinde kullanılır. Çünkü kutuplarda hazır elde edilebilirlik avantajı vardır ve uzak bölgelerde bu yüzden hidrojen ve helyuma göre daha ucuzdur. Doğal gaz hidrojenden daha fazla yanıcılığı, parlayıcılığı ve birim hacim başına düşen kaldırma kuvvetinin diğer iki gazdan daha az olması nedeniyle kutuplar dışında daha az kullanılmaktadır.

    Uçuşa Yardımcı Birimler
    Uçuşun gerçekleştirilebilmesi ve rasat açısından uçuşun güvenli hale getirilebilmesi için uçuşa yardımcı birimler tasarlanmıştır. Bunlar paraşüt, ışıklandırma birimidir.
    Paraşütler
    Balon patladıktan sonra serbest düşmeye geçtiği zaman, yerde, özellikle yerleşim yerlerinde hasara sebep olabilir. İstasyonlarımız şehir merkezine yakın bölgelerde bulunduğu için can ve mal emniyeti bakımından mutlaka paraşüt kullanılmalıdır. Kullanılacak paraşütler gök yüzü fonlarından ayırt edilebilecek parlak renklerde olmalıdır.

    Işıklandırma Birimleri
    Antenin, uçuş başlangıcında, manuel olarak radiosondeye kilitlenmesi gereken sistemlerde, gece yapılan fırlatmalarda, ışıklandırma birimi kullanılmaktadır. Salıvermenin 5. dakikasına kadar, ışıklandırma birimi gece şartlarında operatöre büyük kolaylık sağlamaktadır.

    Radiosonde Cihazları
    Radiosonde cihazı, radyo dalgaları aracılığıyla, herhangi bir yer alıcı istasyonuna basınç(P), sıcaklık(T) ve nem(U) değerlerini otomatik olarak gönderen ve balon yardımıyla taşınan, enerji kaynağı olarak ta pili kullanan meteorolojik ölçüm cihazıdır.
    Radiosondeler dünyada pek çok ülke, firma ve acentalar tarafından üretilmektedir. Fakat tıpkı otomobil üretiminde olduğu gibi radiosondelerde de belirli bir standart vardır ve hepsinin çalışma prensibi aynıdır. Radiosonde cihazlarının temel parçaları, meteorolojik sensörler, elektronik bilgi kodlayıcıları ve telemetrik (radyo dalgalarını kullanan) transmitter (gönderici) dir. Ölçülen basınç, sıcaklık ve nem bilgileri kullanılarak, jeopotansiyel yükseklik ve işba sıcaklığı değerleri elde edilir. Bazı radiosondelerde bu parçalara ek olarak, rüzgar elde etme metotlarında, VLF, LORAN-C Sistemi ve GPS Sistemi (Küresel Konumlama Sistemi) gibi sistemleri desteklemek amacıyla NAVAID sensör ve translatör (çevirici) kullanılmaktadır

    Meteorolojik Sensörler
    Radiosonde cihazlarında kullanılan meteorolojik sensörler, atmosferde, yüksekliğin bir fonksiyonu olarak, basınç, sıcaklık ve nispi nem değerlerini ölçerler. Sensörler fabrikalarda kalibre edilmişlerdir. Kalibrasyon değerleri uçuş öncesi hazırlıkları yapılırken tamamen kontrol edilmelidir. Böylece, salıverme öncesinde, tüm radiosonde parçalarının uygun şekilde çalıştığı test ve kontrol edilmiş olur.

    Basınç sensörü, uçuşun başlangıcından itibaren balonun patlamasına kadar geçen sürede, yüksekliğin bir fonksiyonu olarak basınç değerlerini uçuş şartlarında ölçer. Bu sensör, genellikle içi boşaltılmış bir anaroid barometredir. Sensör basınçtaki değişmelerde esneyen bir parça içerir. Parçadaki esneme, basınçta meydana gelen değişiklikle orantılıdır. Esnemedeki bu değişiklik kapasidans olarak ya da bir elektronik düzeneği dengeleyecek denge voltajı olarak rapor edilir. Buradan şu anlam çıkmaktadır; basınçtaki değişim bir barometre tarafından, barometrenin basınca duyarlı parçası tarafından algılanır ve bir takım elektronik birimler tarafından elektrik akımına çevrilir. Böylece basınç bilgilerine ait elektronik işaretler (sinyaller) elde edilmiş olur. Basınç sensörleri genellikle +50 ve -90 0C arasındaki sıcaklık değerlerindeki basınç değerlerini ölçmek amacıyla dizayn edilmişlerdir.

    Sıcaklık sensörü, uçuşun başlangıcından itibaren balonun patlamasına kadar geçen sürede, yüksekliğin bir fonksiyonu olarak sıcaklık değerlerini uçuş şartlarında ölçer. Bu sensör, resistans ve kapasitanstaki meydana gelen sıcaklık değişimlerini elektronik işarete çevirir. Sıcaklık sensörleri kısa ve uzun boylu radyasyonlardan etkilenebilir.

    Nem sensörü, uçuşun başlangıcından itibaren balonun patlamasına kadar geçen sürede, yüksekliğin bir fonksiyonu olarak nem değerlerini uçuş şartlarında ölçer. Günümüz radiosondelerinde, nem sensörü olarak karbon elemente ve ince zar kapasitansına sahip elektriksel sensörler kullanılmaktadır.

    Navaid Sinyalleri İle Rüzgar Elde Etme Metodu
    Dünyada bazı radiosonde cihazları, daha önce bahsedildiği gibi, NAVAID sensörleri ile yerde kurulu veya uydudaki sabit verici merkezleri yardımıyla rüzgar bilgilerini elde etmektedir. Yeryüzünde kurulmuş bulunan sabit istasyonlardan LORAN veya VLF sinyalleri ile radiosonde cihazlarında bulunan NAVAID sensörüyle bilgi alışverişi yapılarak rüzgar değerleri elde edilmektedir. Uzayda bulunan uydulardan yararlanılarak GPS Sistemi (Küresel Konumlama Sistemi) aracılığıyla yine radiosonde cihazında bulunan NAVAID sensörü ile birlikte rüzgar değerleri elde edilmektedir. Gerek LORAN ve VLF sabit istasyonları gerekse GPS uydularının kullanılma sebebi balonun serbest atmosferdeki pozisyonunun tespit edilmesi içindir. Uydu-VLF, LORAN istasyonları ve ravinsonde istasyonu arasında, cihazdan gelen sinyaller doğrultusunda açı değerleri elde edilmektedir. Aşağıda GPS, LORAN ve VLF sistemlerinden bahsedilmiştir.

    GPS (Küresel Konumlama) Sistemi
    GPS Sistemi 24 adet uydu takımından oluşmaktadır. Bu uydu takımının her birisi 1575.41 (L1) ve 1227.60 (L2) MHZ lik frekanslara sahip olmak üzere sinyalleri nakletmektedir. L1 Bandı, sivil konumlandırma amacıyla ayrılmıştır. 2 MHZ lik taşıyıcı frekans genliğine sahiptir. GPS Sistemi yardımıyla 0.5 m/sn doğruluğunda rüzgar değerleri elde edilmektedir. Ülkemizde halihazırda GPS sistemi kullanılarak rasatlar yapılmaktadır.

    LORAN-C Sistemi
    LORAN-C istasyonları, sinyalleri 100 KHZ lik taşıyıcı frekans üzerinden nakleder. Radiosonde cihazı üzerinde bulunan sensör yardımıyla LORAN sabit istasyonlarından bilgi alışverişi olmaktadır ve bu işleme de LORAN çevrimi adı verilir. LORAN-C sistemi küresel bazda değildir ve bölgesel olarak sınırlandırılmıştır. Ayrıca, nakletme güçlüğü, uzay dalgaları kirliliği ve geometrik nedenler bir dezavantajdır. LORAN-C Sistemi yardımıyla 0.5 m/sn doğruluğunda rüzgar değerleri elde edilmektedir.

    VLF Sistemi
    Dünyada çok yaygın olmayan bu sistem aracılığıyla 3 m/sn doğruluğunda rüzgar değerleri elde edilmektedir.

    Radiosonde Cihazında Bilgilerin Elektronik Olarak Şifrelenmesi
    Radiosonde cihazında çeşitli sensörler yardımıyla elde edilen basınç, sıcaklık ve nem bilgileri, radiosonde cihazı tarafından elektronik olarak şifrelenerek gönderilmektedir. Bu olaya bilgi şifreleme elektroniği adı verilir. Bilgi şifreleme elektroniği, çeşitli sensörleri örnek olarak dener, sensör sinyallerini elektronik işarete çevirir (şifreler) ve işaretleri radiosonde cihazının taşıyıcı frekansı üzerinden alıcıya gönderir. Her ölçüm için örnekleme oranı, gönderilecek bilgiden çıkarılabilen ve atmosferik şartları temsil eden bir oran olmalıdır. Genel olarak radiosondelerin örnekleme oranları 1 den 6 ya kadar ikincil sıradadır. Elde edilen bilgiler, digital veya analog formlarda, radiosondenin taşıyıcı frekansı üzerinden AM (genliksel modül) veya FM (frekans modülasyonu) üzerinden gönderilebilir. Digital (sayısal) radiosondede sensör sinyalleri digitize (sayısallaştırma) edilir. NAVAID sensör içeren radiosondelerde ise, elektronik radiosondenin taşıyıcı frekansı ile NAVAID sinyalleri birleştirilir.

    Yeraltı Sistemleri
    Ravinsonde rasatlarında, dünyada kullanılan farklı yer sistemleri bulunmaktadır. Bu yüzden istasyonlarımızda bulunan yer sistemlerinin ayrıntılarına girilmeyecektir. Çünkü bu sistemler gelişen ve değişen teknolojiye göre hızla yenilenmekte ve gereksiz ayrıntılar yok edilmektedir. Yer sistemleri tipik olarak izleme, bilgi alma, sinyal ve bilgi işleme fonksiyonlarını yerine getirmektedir.

    Antenler
    Yer sistemlerinin antenleri, radiosonde cihazlarının sinyallerini arar, onun yardımıyla sinyal amplifikasyonu sağlarlar ve antenler yönsel ise radiosondelerin izlenmesine olanak sağlar. Eğer yön bulma rüzgar arama için faydalı ise, anten fonksiyonu sinyal şiddetinden çok daha önemlidir.

    RDF Rüzgar Anteni (Radioteodolit)
    Bir Radyo Sinyal Arama (RDF) anteni, 1680 MHZ lik Meteorolojik Yardımlar Bandında bilgi nakleden bir radiosonde vericisini izlemek amacıyla tasarlanmıştır. Anten pozisyonu bilgisi, (yani, azimut ve elivasyon açıları) uçuş sırasında radiosonde pozisyonundaki değişmeleri belirlemek için, radiosondenin yükseklik hesaplamalarıyla birlikte elde edilmiştir. RDF antenleri bu açı değerlerini saptar. Pozisyondaki bu değişmeler uçuş sırasındaki karşılaşılan rüzgarın temsili olarak alınırlar. RDF anteni radioteodolit olarak ta adlandırılır. Bir parabolik çanak anten, 0.05 dereceye kadar azimut ve elivasyon açılarını tespit edebilir. Daha yeni jenerasyon RDF antenleri aynı doğrulukta açıları elde edebilir ve daha az hareketli parçaya sahiptir. Elverişli anten yükselme (elevation) açılarıyla RDF sistemleri 1 m/sn ye doğrulukta rüzgar unsuru sağlar.
    Diğer Antenler
    RDF olamayan rüzgar bulma antenleri, radiosondenin telemetrik sinyalini yalnızca sezmeye ve genişletmeye ihtiyaç duyarlar. Şimdiki NAVAID işlem üniteleri, LORAN-C, VLF ve GPS sistemleri için kullanılmaktadırlar.

    Veri İşleme Sistemleri
    Radiosonde cihazı aracılığıyla elde edilen sinyaller, elektronik ortamda bilgisayara veri yani meteorolojik bilgiye dönüştürülür. Veri işleme üniteleri bilgisayarlar, uygun rasat programları ve yardımcı donanımlardan oluşmaktadır. Bu sistemlerin, rasatları inceleme, yayın yapma ve gözlem sonuçlarının kopyasını yapabilme gibi özelliklere sahip olması gerekmektedir. Gözlemler sonucunda oluşturulan en temel veri WMO standartlarına göre oluşturulan, Temp Kodu'dur. Ayrıca veri işleme sistemleri, devam eden rasadın gidişatı hakkında operatöre yardımcı olmalıdır. Bu amaca uygun olarak, SkewT-LogP diyagramı, Termodinamik diyagramlar ve rüzgar diyagramları rasat programında yer almalıdır. Ayrıca veri tabanı özelliğine de sahip olmalıdır.

    Ravinsonde Rasatlarının Kullanıldığı Alanlar
    Ravinsonde rasatlarının en temel amacı hava tahmini ve analizidir. Standart izobarik seviyelere ait yükseklik, basınç, sıcaklık, nem ve rüzgar bilgileri haritalara işlenerek hava tahmin ve analiz çalışmaları yapılır. Ravinsonde rasatları, günümüzde sayısal hava tahmin modellerinin en temel verilerindendir. Ayrıca sivil ve askeri amaçlı her türlü havacılık amaçları için ravinsonde rasatları çok önemlidir. Özellikle SkewT-LogP diyagramı lokal hava durumunun ravinsonde rasatları yardımıyla analizinde çok önemli bir işleve sahiptir. Hava kirliği tahmin, model ve analizi aşamalarında ravinsonde rasatları kullanılmaktadır.

    Kaynak: Meteoroloji Genel Müdürlüğü
     



Sayfayı Paylaş