Fizik

Uçak Yolculuğunda Gidiş Dönüş Süreleri Neden Farklıdır? Doğudan Batıya Uçmak Neden Daha Uzun Sürüyor?

Uçakla sık yolculuk yapan bir kişiyseniz bir şeyi fark etmiş olmalısınız. Doğudan batıya olan uçuşlar, batıdan doğuya olan uçuşlardan daha uzun sürer. Sonucunda A noktasından B noktasına gitmenin, B noktasından A noktasına gitme ile aynı süreyi alacağını düşünmek mantıklıdır. Ancak söz konusu olan bir uçak yolculuğu olduğu zaman işin içine başka şeyler de karışacaktır. Uçak gidiş dönüş süresi arası fark dünyanın dönmesi ve jet akımlarının bir sonucudur.

Uçak Yolculuğunda Gidiş Dönüş Süreleri Neden Farklıdır

Jet Akımları Nedir?

Bir nehir gibi Dünya’nın çevresinde batıdan doğuya doğru ortalama 250 km (92 km-398 km) hızla esen hava akımlarına jet akıntısı adı verilir. Jet akıntıları, atmosferin 8-12 km yükseklikteki troposfer ve stratosfer tabakalarının sınırında oluşur. Troposferde yükseklikle beraber sıcaklık düşerken stratosferde bunun tersi olur. Yani yükseklikle beraber sıcaklık artar. Akıntıların buradaki sıcaklık farkı nedeniyle oluştuğu düşünülmektedir. Bu rüzgarlar aşağıdaki görselde gördüğünüz gibi kendi içinde gruplara ayrılır.

Jet Akımları Nedir?
Yerden 7-12 km yüksekte esen, güçlü polar jet akımları, 10-16 km’de esen tropikaltı jet rüzgârları, 40-200 m yükseklikte esen vadi jet rüzgârları, dağların zirvelerinde esen bariyer jet akıntıları ve Doğu Afrika jet akımı gibi, yere yakın yerlerde esen hava akımları vardır. Güney yarımkürede ise Kuzey’deki kadar olmasa da ve 60. boylamlar arasında jet akıntıları oluşur.

Jet akıntıları genellikle Dünya’nın etrafında batıdan doğuya doğru eser ve genellikle tıpkı karadaki bir nehir gibi kıvrımlı, kavisli bir yol izler. Kış aylarında daha güçlü yaz aylarında ise daha hafif rüzgârlar oluşur. Bu dev hava akıntıları havanın temizlenmesinde, sıcak ve soğuk hava kütlelerinin karışmasında, iklim ve hava şartlarının oluşmasında önemli görevler yerine getirirler. Peki tüm bunların uçaklar ile ne ilgisi vardır?

Jet Akımları Gidiş Dönüş Süresi Üzerinde Etkilidir

Bir uçak Dünya üzerinde belirli bir noktadan havalandığında, o noktada zaten Dünya’nın dönüş hızıyla halihazırda hareket eder durumdadır. Uçak Dünya’nın dönüşünden etkilenir ama bu tam olarak da düşündüğümüz gibi olmaz.

Jet Akımları Nedir?
Dünya batıdan doğuya doğru döner. Ancak bu dönüş tek başına uçak gidiş dönüş süresini etkilemez. İçin işine başka faktörler de dahil olur.

Bu noktada tamamen hatalı bir akıl yürütme sonucunda doğudan batıya yapacağınız bir yolculuğun sizi hedefinize daha hızlı ulaştıracağını varsayabilirsiniz. Sonuçta siz batıya doğru giderken, uçağın altında kalan yeryüzü de doğuya doğru hareket etmektedir. Bu da varacağınız yer ile aradaki mesafeyi azaltacaktır. Ancak dediğimiz gibi bu düşünce hatalıdır. Doğudan batıya yani Dünya’nın döndüğü yönün aksine uçmak daha yavaştır. Batıdan doğuya yani Dünya’nın döndüğü yönde uçmak ise daha hızlıdır.

Bunun nedenlerinden biri yukarıda ele aldığımız ve batıdan doğuya doğru esen jet akımlarıdır. Batıya doğru uçan uçaklar, bu güçlü rüzgarı arkadan aldıkları için daha hızlı yol alacaklardır. Bu nedenle pilotlar uçuşlarının rotasını planlarken, jet akımlarını dikkate alır. Doğudan batıya uçarken de bu rüzgarlardan kaçınmaya çalışırlar. İyi bir plan hem yakıttan hem de zamandan tasarruf edilmesine yardımcı olur.

Uçak Yolculuğunda Gidiş Dönüş Süreleri Neden Farklıdır? Doğudan Batıya Uçmak Neden Daha Uzun Sürüyor?
Uçak gidiş dönüş süresi hesaplamasını gösteren bir çizim. Uçaklar doğudan batıya doğru uçarken jet akımlarından kaçınırken tam tersi rotada jet akımlarını yakalamaya çalışır.

Bahsedilen faktörler, yıllar içinde rekor kıran havacılık başarılarını duymamızın nedenlerinden biridir. Örneğin, Concorde New York’tan Londra’ya sadece iki saat, 52 dakika ve 59 saniyede uçtuğunda, 281 km/saatlik arka rüzgarlar süpersonik uçağın Atlantik Okyanusu’nu geçmesine yardımcı olmuştu. Ancak hatırlatalım. Çok uzun mesafelerde seyahat ederken uçağın hızını artırmak için bu rüzgarlardan yararlanmak mümkündür. Kısa mesafelerde jet akımları uçakların hızlanmasına ya da yavaşlamasına neden olmayacaktır.

Dünyanın Dönüşü İle Uçak Gidiş Dönüş Süresi Arasındaki İlişki Nedir?

Dünyanın dönüşü elbette bir biçimde uçuş süresini etkiler. Dünya dönmeseydi Coriolis etkisi ve jet akıntıları oluşmazdı. Coriolis etkisiyle bir de Rossby dalgaları oluşur. 1939 da İsveçli Carl-Gustaf Arvid Rossby tarafından keşfedilen Rossby rüzgârları jet akıntılarının rehberleridir. Önden giderek hava nehirlerine yol gösterir, kılavuz kaptanlık ederler.

Uçak Yolculuğunda Gidiş Dönüş Süreleri Neden Farklıdır? Doğudan Batıya Uçmak Neden Daha Uzun Sürüyor?
“Gezegensel dalgalar” olarak da adlandırılan bu dalgaların atmosferimiz ve okyanuslarımız üzerinde büyük etkisi vardır. Dünya dönmeseydi Coriolis etkisi de, jet akıntıları da bu rüzgarlar da oluşmazdı.

Coriolis etkisi, Dünya’nın dönmesi sonucu oluşan ve kütleye etki eden saptırıcı güçtür. Coriolis etkisi en çok aşağıdaki görseldeki gibi diklemesine hareket eden bir nesnenin yolunda belirgindir. Dünya’da, kuzey-güney doğrultusunda veya uzunlamasına bir çizgi boyunca hareket eden bir nesne, Kuzey Yarımküre’de sağa ve Güney Yarımküre ’de sola doğru belirgin bir sapmaya uğrayacaktır.

coralious
Nesne aslında yolundan sapmaz, ancak koordinat sisteminin hareketi nedeniyle sapıyormuş gibi görünür. Bu etki olmasaydı, rüzgarlar yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına düz eserdi. Rüzgar yönü, aslında, alçak basınç çekimi ile Coriolis sapması arasında bir dengedir.

Coriolis etkisi, Dünya yüzeyindeki nesnelerin ekvatorun üstünde veya altında olmasına bağlı olarak farklı yönlerde sapmalarına neden olur. Etki kutupların yakınında en güçlü ve ekvatorda en zayıftır. Bu sapma rüzgarlar, okyanuslardaki akıntılar gibi doğal olayları etkiler. Uçak rotalarının hesaplanmasında Coriolis etkisi önemlidir.

Kars’tan Edirne’ye uçak yolculuğu yaptığımızı düşünelim. Dünya dönmeseydi, pilot rotayı dosdoğru hedefine ulaşacak şekilde belirlerdi. Ancak dönme ile oluşan Coriolis etkisi sebebiyle, pilotun rotayı altında dönen Dünya’ya göre ayarlaması gerekir. Bunu yapmadığı takdirde yolcular kendilerini Edirne yerine Muğla’da bulabilir.

Sonuç olarak

Okulda şöyle öğrenmiştik. Atmosfer Dünya’nın çevresini sarmalayan bir gaz tabakasıdır. Yaklaşık % 78’i azottan, % 20,5’i oksijenden, % 0,93’ü argondan, % 1’i su buharından, kalan kısmı da başka bazı gazların karışımından oluşur. Ancak teknolojik gelişmeler sayesinde şunu gördük ki işbu kadar da basit değil. Havakürenin birçok tabakası, bu tabakalar arasında da karmaşık ilişkiler vardır. Bu ilişkileri doğru anlamak önemlidir. Küçük bir dengesizlik bir çok sorunu da beraberinde sürükleyecektir.


Kaynaklar ve ileri okumalar

  •  Why does it take longer to fly from east to west on an airplane?. Yayınlanma tarihi: Kaynak site: Conversation. Bağlantı: Why does it take longer to fly from east to west on an airplane?
  • Archer, Cristina & Caldeira, Ken. (2008). Historical trends in the jet streams. Geophysical Research Letters – GEOPHYS RES LETT. 35. 10.1029/2008GL033614.
  • Ren, Xuejuan & Zhang, Yaocun & Xiang, Yang. (2008). Connections between wintertime jet stream variability, oceanic surface heating, and transient eddy activity in the North Pacific. Journal of Geophysical Research (Atmospheres). 113. 21119-. 10.1029/2007JD009464.

Size Bir Mesajımız Var!

Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.

Matematiksel

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu