Ünite 4: Havacılık Meteorolojisi

Hava Taşımacılığı İçin Meteoroloji Hizmetleri

Hava taşımacılığı için meteoroloji hizmet desteğinin sağlanmasındaki amaç; taşımacılığın emniyetli, düzenli ve etkin bir biçimde yürütülmesine katkıda bulunmaktır. Bu amaca ana işletmeciye, pilota, hava trafik ünitelerine, arama kurtarma kuruluşlarına, havaalanı işletmelerine ve taşımacılığın yürütülmesi ve geliştirilmesi için çalışan diğer kuruluşlara ihtiyaç duydukları meteorolojik bilgileri zamanında sağlamakla ulaşılabilir. Hava taşımacılığının ihtiyacı olan meteorolojik bilgiler ICAO’ya üye ülkelerin ICAO standart ve tavsiyelerine (Annex-3) göre kurulması öngörülen meteoroloji kuruluşları tarafından sağlanır. Bu kuruluşlar aşağıdaki şekilde sınıflandırılmışlardır:

• Dünya Bölgeler Hava Tahmin Merkezi
• Bölgesel Hava Tahmin Merkezleri
• Havaalanı Meteoroloji İstasyonları

Meteorolojik Gözlem İstasyonları Uçak işleticilerine sağlanan uçuş dokümanları arasında haritalar, tablolar, kesitler ve kısaltılmış konuşma dilinde hazırlanmış metinler de vardır. Yol boyunca karşılaşılacak hava olaylarına ait bilgilerin uçuş ekiplerine sağlanması durumunda haritaların geçerlilik süreleri kesin olarak belirtilmelidir.

Meteorolojik Gözlemler ve Raporlar

Meteorolojik olay ve parametrelerin günün belirli zamanlarında ölçülmesi ve değerlendirilmesi meteorolojik gözlemdir (rasat). Belirli bir zaman ve yerle ilgili olarak rasat edilen meteorolojik şartların ifade edilmesi ise meteoroloji raporudur. ICAO’ya üye her ülke, sorumlu olduğu hava sahası içinde havaalanlarında veya sivil havacılık açısından ülkesinin önemli görülen yerlerinde gözlemler yaparak meteoroloji raporları yayımlayacak sayıda meteoroloji istasyonu kurmakla yükümlüdür. Havacılıkta kullanılan meteorolojik raporlar çok çeşitli olmakla beraber bunlardan en çok kullanılanları METAR, SPECI, TAF ve SIGMET’tir. Yayımlanacak raporlar genelde iki başlık altında toplanır:

Düzenli gözlemler ve hava durum raporları: Havaalanlarında uçuş harekata meteoroloji desteği sağlamakla görevli meteoroloji istasyonları (AMO) gün boyu (24 saat) birer saat arayla düzenli olarak gözlemler yaparlar. Bölgesel gereksinimler veya anlaşmalar uyarınca gözlem aralıkları yarım saate indirilebilir. Düzenli gözlemlere dayanan hava durum raporları yerel olarak hava trafik ünitelerine, havayolu işletmelerine ve diğer kullanıcılara düzenli olarak dağıtılır.

Özel gözlemlere dayalı özel raporlar ve seçkin özel raporlar: Havaalanlarında düzenli olarak yapılan gözlemlere dayanılarak yayımlanan hava durum raporu elemanlarında saptanan kriterlere uygun değişikliklerin olması durumlarında özel gözlemler yapılır. Bu gözlemler ışığında ise özel raporlar ve seçilmiş özel raporlar yayımlanır. Özel gözlemlerin yapılması için kriterler; yerel meteoroloji ve hava trafik yetkilileri, havayolu işletmeleri ve diğer kullanıcılarla birlikte saptanır. Dünyada hava hukuku düzenlemeleri, Fransız Montgolfier kardeşlerin 5 Haziran 1783 tarihinde sıcak havayla doldurulmuş balonları ile Paris’ten havalanmalarından sonra başladığı hava hukuk tarihçileri tarafından yazılmaktadır. Wilbur ve Orville Wright kardeşlerin ilk olarak motorlu uçakla uçmalarından sonrada hava hukuku düzenlemeleri gündeme oturmuştur.

Tahmin (istidlal), uçuş yolu boyunca veya bir saha üzerinde yahut bir havaalanında beklenen meteorolojik şartların kısa ve öz ifadesidir. Yer ve zaman içinde meteorolojik elemanların değişiminden, tahmin tekniklerinin sınırlı olmasından, her meteorolojik elemanın bazı tanımlarının neden olduğu sınırlamalardan dolayı biz kullanıcılar, tahmin edilen herhangi bir meteorolojik elemanın değerini tahmin periyodu içerisinde olabilecek en muhtemel değer olarak anlamalıyız. Havacılık amaçlı tahminlerin doğruluğu, mevcut gözlemlerin zaman aralığı, gözlem sıklığı, tahmin periyodu, analiz ve tahmin teknikleriyle ilgili faktörlere bağlıdır.

Hava Olayları ve Uçak Operasyonlarına Etkileri

Meteorolojik bilgilerin önemi ve meteorolojik bilgilere duyulan ihtiyacı daha iyi anlayabilmek için uçak üzerine etki eden kuvvetlerin ve uçuşun temel teorisinin bilinmesi gerekir. Bir uçak uçuşunu dört kuvvetin etkisi altında gerçekleştirmektedir. Bunlar;

• Uçak ağırlığının sebep olduğu yerçekimi kuvveti (G: Gravity)
• Kanatlarının altından ve üstünden geçen hava akımının neden olduğu kaldırma kuvveti (L: Lift)
• Havanın neden olduğu sürtünme kuvveti (D: Drag)
• Uçak motorundan oluşan itme kuvvetidir (T: Thrust)

Bir uçağın uçuşunu kısaca üç safhaya ayırmak mümkündür. Bunlar; kalkış, düz uçuş (seyir) ve iniş safhalarıdır. Hava olayları ve uçaklar üzerindeki etkileri, özellikle kritik olan iniş ve kalkış safhaları için aşağıda belirtilmiştir.

Etkili Hava Olayları ve Uçak Operasyonu

Etkili hava olayları, uçuş harekatına bir dizi sınırlamalar getiren olumsuzluklardır. Operasyon hakkında karar verirken, hava olaylarının yoğunlukları ve etkinlikleriyle hava olaylarının gerektiği şekilde değerlendirebilmesi için uçak cihaz ve teçhizatının, kullanılan kolaylıkların sağladıkları olanaklar ve yetenekler dikkatten uzak tutulmamalıdır. Aşağıdaki hava olayları uçak operasyonu üzerinde diğer hava olaylarına göre daha etkilidir:

• Buzlanma
• Türbülans
• Volkanik kül
• Gök gürültülü fırtınalar

Havacılıkta buzlanma belli başlı meteorolojik tehlikelerden birisidir. Buzlanma çeşitleri;

• Şeffaf buzlanma (clear ice)
• Kar şeklinde buzlanma (rime ice)
• Şeffaf ve kar buzlanması karışımı (mixed clear and rime ice)
• Açık hava buzlanmasıdır (Frost: kırağı)

Uçak gövdesi üzerinde meydana gelen buzlanma uçağa etki eden kuvvetler nedeniyle uçak performansını etkiler. Uçak sistemlerinde meydana gelen buzlanmaları aşağıdaki gibi sınıflandırabiliriz:

Karbüratör Buzlanması: Uçağın motor gücünü azaltır. Önlemek için karbüratör ısısı fazla tutularak motora giden hava ve benzin karışımının buzlanmayı önleyecek durumda olması sağlanır.

Yakıt Buzlanması: Jet uçaklarında meydana gelen bir buzlanma türüdür. Yüksek seviyelerde, uzun süreli uçuşlarda çok düşük sühunet nedeniyle yakıtın su tutma özelliği azalır ve bir miktar su açığa çıkar. Açığa çıkan su donar ve buz oluşur. Bu buzlanma yakıt kanallarını kapatabilir ve motora yakıt gelmesini önleyebilir. Bunu engellemek için yakıt süzgece girmeden önce ısıtıcı sistem tarafından ısıtılır.

Hava Alığı Buzlanması (air intake icing): Bu durumda motordaki yanma odalarına yeterli hava gitmediği için motor hararet saatlerinden yükselmeler görülür. Neticede hız (true air speed) azalır, performans düşer, alçak irtifalarda tutunma süratine düşülür.

Karbüratör Buzlanması: Pitot tüpünün içinde ve dışında meydana gelebilir. Pitot tüpünde buzlanma, sürat göstergesi, varyometre ve altimetre göstergelerinin çalışmasında hatalara neden olabilir.

Buzlanmaya karşı önlemler, uçuş planlaması ve uçuşta buzlanma yapan bulutlardan kaçınmak suretiyle bir dereceye kadar alınabilir. Fakat bulutlardan kaçınmak, her zaman için tam bir çözüm sayılmaz. Bu nedenle uçağın uçuşunu zamanında gerçekleştirebilmesi için sistemler geliştirilmiştir. Bu hususta buzu yok etmek ve buza karşı koymak şeklinde iki temel yöntem mevcuttur. Buzu yok etme metodunda, düzgün aralıklarla otomatik ısıtıcılarla buzlanma olan kısımlara ısı verilir ve buzlanma olan yerler erimeye başlar. Buza karşı koyma yöntemi ise buzlanma durumuyla karşılaşılınca ıslak olarak veya kuru olarak buzla mücadele şeklinde yapılır. Islak olarak buzla mücadelede, uçak yüzeyi sadece buz oluşumunu önleyecek kadar ısıtılır. Kuru olarak yapılan işlemde ise uçak yüzeyine verilen ısı, yüzey üzerine düşen her türlü suyu buharlaştırmaya yeter seviyede tutulur. Tabii bu durumda fazla miktarda ısıya ihtiyaç vardır.

Uçakta buz ve karın temizlenmesinde aşağıdaki yöntemler uygulanabilir:

De-icing: Kırağı, buz ve karın uçak gövdesinden temizlenmesi usulüdür. Maksimum etkinin elde edilebilmesi için de-icing işleminin sıcak olarak uygulanması tercih sebebidir.

Anti-icing: Uçak gövdesinde kırağı, buz ve karın oluşmasına mani olan bir ihtiyat tedbiridir. Anti-icing işleminin soğuk olarak uygulanması tercih sebebidir. Fakat ısıtılmış olarak da uygulanabilir.

Tek aşamalı de/anti-icing (one step de/anti-icing) : Deicing ve anti-icing işleminin su ve anti-icing sıvısının karışımıyla aynı anda yapılması demektir. Bu karışımın oranını harici hava sühuneti ile hava şartları belirler. Bu karışım sıcak veya soğuk olarak uygulanabilir.

Çift aşamalı de/anti-icing (two step de/anti-icing): Deicing ve anti-icing işleminin ayrı ayrı uygulanması demektir. Önce uçak sadece sıcak su veya sıcak de-icing ve su karışımıyla işlemden geçirilir. Bu işlem tamamlandıktan sonra anti-icing sıvısı ve su veya sadece anti icing sıvısı uçak sathına tabaka halinde püskürtülür.

Türbülansın basitçe tarifini, rüzgarın beklenen süratinden farklı şekilde, aralıklarla ve beklenmeyen yönlerden gelen şiddetli hava akımı olarak yapabiliriz. Yani atmosferde normal hava akımı içinde düzensiz bir dağılım gösteren dikine, aşağı yukarı hareketlere veya anaforlara türbülans diyoruz. Türbülans birçok hava şartından meydana gelebilir ancak başlıca sebeplerini ve çeşitlerini şöyle sıralayabiliriz:

• Konvektif akımlar neticesi meydana gelen konvektif türbülans
• Yeryüzü şekillerinden dolayı meydana gelen mekanik türbülansRüzgar kesmesi (wind shear) sebebiyle meydana gelen türbülans
• Açık hava türbülansı (CAT: clear air turbulance)
• İz türbülansı (wake turbulance)

Uçak ve yolcuları dayanamayacakları ölçüde bir türbülansa maruz bırakmamak için gerekiyorsa uçuş ertelenebilir. Dayanılabilecek türbülansa ölçü vermek mümkün değildir. Yolcuyu korkutacak veya birkaç dakika sürmesi durumunda uçak tutmasına neden olacak kadar rahatsız edecek şiddette türbülansları dayanılamayacak türbülanslar olarak tanımlayabiliriz. Volkanik kül bulutları volkanik patlamalar sonrası oluşur ve yüzlerce, binlerce mil uzaklara kadar sürüklenerek geniş bir hava sahasını kaplayabilirler. Kül bulutları birçok ülkenin FIR sahası ve kontrol sahasına yayılabilir. Bu durum ise uçuş yollarından sapmalara, gecikmelere ve iptallere sebep olabilir. Volkanik aktivite sahalarının veya kül bulutlarının zararlı etkilerinden kaçınmanın önemli bir yolu volkanik kalıntıların etkilemiş olabileceği hava sahalarından veya uçuş koridorlarından olan uzaklığın bilinmesidir. Hava trafik ve uçak radarlarının günümüzde sahip oldukları sınırlamalar dikkate alınarak temiz bölgeler veya izlenecek temiz yolların bulunmadığı fırtınalarla kaplı bölgelere girilmemeli veya böyle bir bölgede uçuşa başlanmamalıdır.