12. YILDIRIM

A. Genel Bilgiler

Yıldırım ve şimşek; bulut içinde, iki bulut arasında ve bulutla yer arasında olan bir elektriki boşalmadır. Ülkemizde bulutla yer arasındaki elektriksel bo­şalmaya yıldırım, diğer boşalma şekillerine (Atmosferde meydana gelen elekt­rik akışına) ise şimşek ad; verilmektedir. Elektrik akışı olayının %80'i bulut için­de (şimşek şeklinde) %20'si ise bulutla yer arasında (yıldırım şeklinde) oluşmak­tadır. Bu olaylar yıldırım düştü ve şimşek çaktı olarak da ifade edilmektedir.

Yıldırım, atmosferik elektriğin gözle görülebilen en dehşet verici ve en ya­kıcı şeklidir. Bunun için afete neden olan en tehlikeli ve en acımasız doğal olay­ların başında gelmektedir. Tek bir yıldırım 100.000 amper büyüklükte bir elekt­rik akımı oluşturabildiğinden, ciddî yaralanmalara ve ölümlere neden olabil­mektedir. Sadece ABD'de yılda ortalama 250 kişi yıldırımdan etkilenmekte ve 100'ün üzerinde can kaybı görülmektedir. Dünyanın değişik yerlerinde birçok kişi tarlada çalışırken, ata binerken, çobanlık yaparken, dağlarda ve denizlerde gezerken, spor yaparken, kapalı yerde otururken yıldırım düşmesi sonucu ha­yatını kaybetmektedir. Ayrıca yerleşim yerlerinde, geniş çalılık ve ormanlık alanlarda büyük yangın olayları yaşanmaktadır.

Yıldırım olayında bulut içindeki elektrik akımı, yere ulaşabileceği en kısa yolu seçmektedir. Bunun için ağaçlar, çok katlı binalar, kuleler gibi yüksek yer­ler, yıldırıma karşı hassas yerlerdir. Yine özellikle metal yapılar, kuleler, çubuk­lar, çitler gibi iletkenlik özelliğine sahip yerler ile pozitif elektrik yükünün faz­la olduğu noktalar, yıldırım düşme şansı yüksek olan yerlerdir.

Şimşek ve yıldırım çoğunlukla, kümülonimbus (Cb) bulutlarının olgunluk aşamasında oluşan fırtına bulutlarının içinde görülmektedir (Şekil 85). Ancak kümülonimbus bulutlarındaki bu olağanüstü elektrik birikiminin nedeni tam olarak bilinmemektedir. Bunun; bulut içindeki çok kuvetli yükselici ve alçalıcı akımlar sonucu, su damlacıklarının ve buz kristallerinin, birbirleriyle çarpışma­sı ve sürtünmesi sırasında oluşan, statik elektrikten ve aşırı soğumuş su damla­cıklarının anîden buz kristalleri hâline dönüşmesiyle açığa çıkan gizli ısıdan kaynaklandığı kabul edilmektedir.

Genel bir kural olarak, pozitif elektrik yüklü su ve buz parçacıkları Cb bu­lutunun üst kısmında, negatif elektrik yüklü parçacıklar ise alt kısmında toplan­mıştır. Bulutun alt kısmında oluşan negatif elektrik yüklü alan, bulutla yer ara­sında ve yeryüzünde, pozitif elektrik yüklü bir alanın oluşmasına neden olur. Oluşan bu pozitif yük, hareket eden bulutu yeryüzünde adeta bir gölge gibi ta­kip eder. Bulutun üst ve alt kısımları ile bulutla yer arasında oluşan elektriksel enerji farkı, bulutun taşıyamayacağı bir noktaya geldiği an (yaklaşık 100 milyon volt), aşağıya doğru olağanüstü büyüklükte bir enerji akışı başlar. Yere doğru olan bu ilk enerji akışı, en az dirence sahip yolu izler. Bu elektrik akışı, 50-100 metrelik basamaklar hâlinde, duraklamalarla olur ve elektron akışı yere kadar ulaşır. Bu duraklamalar saniyenin 50 milyonda biri kadar bir zaman dilimi için­de gerçekleştiğinden, bunları gözle görmek mümkün değildir.

Buluttaki elektrik yükü, ilk çakışta yere doğru boşalır. Yere doğru yaklaşıl­dığında bu ilk çakışa karşılık iyonize yol boyunca yerden yükselen ve buluta ka­dar uzanan ikinci bir geri dönüş darbesi oluşur. Gözle de görülebilen bu ikinci elektrik enerjisi akışına Yıldırım adı verilir.

Bir yıldırım olayında normal olarak gözle görülemeyen iki ya da 3 çak­ma olmaktadır. Fakat bugüne kadar 42'ye ulaşan sayıda çakma kaydedilmiş­tir. Geri dönen elektrik akımının (yıldırım), içinden geçtiği hava sütununun sıcaklığı, Güneş'in yüzey sıcaklığından 5 kat daha fazladır (30.000°C). Bu olağanüstü sıcaklığa ulaşan hava, âni olarak genişlediğinden çevresinde şok dalgaları oluşur. Bu dalgalar bir patlama sesiyle yayılır ki bu sese gök gürül­tüsü adı verilmektedir.

Bu olaylara neden olan bulut tam üzerimizde ise, elektrik boşalmasıyla bir­likte gök gürültüsü de duyulur. Bulut uzakta ise, gök gürültüsü daima şimşek ya da yıldırımdan sonra işitilir. Gök gürültüsü, elektriksel boşalım noktasından genellikle 15 km uzaklıktan duyulabilir. Ancak elektrik boşalmasının büyük­lüğüne bağlı olarak 25 kilometre uzaklıktan da duyulduğu görülmüştür.

Işık saniyede 300.000 km hızla hareket ettiği için, şimşek ve yıldırım oluş­tuktan çok kısa bir süre sonra görülür. Sesin hızı saniyede 340 metre olduğu için, gök gürlemesi çok daha sonra işitilir. Yani ses 1 km'yi 3 saniye dolayında katetmektedir. Buna göre boşalmanın oluştuğu yerin bulunduğumuz yerden ne ka­dar uzakta olduğu tahmin edilebilir. Örneğin, yıldırımın görüldüğü andan gök-gürültüsünün duyulduğu ana kadar geçen süre 9 saniye ise, yıldırım 3 km uzağa düşmüş demektir.

C. Yıldırımların Dünyasal Dağılımı ve Zararları

Yıldırım olayları konveksiyonel yağışların yoğun olarak görüldüğü bölge­lerde çok sık rastlanan bir doğal olaydır. Özellikle de orajlara (yağışlı, şimşekli, gökgürültülü fırtınalar) neden olan kümülumbus bulutlarının oluşumu ve dağılışı ile bir paralellik göstermektedir. Bu nedenle Ekvatoral-Tropikal kuşak ile subtropikal kuşağın yağışlı bölgelerinde ve orta enlemlerde yıldırım olayı sıkça görülmektedir.

Subtropikal bölgelerin ve orta enlemlerin yağışlı bölgelerinde yer alan ge­niş kara parçaları, özellikle ilkbahar, yaz başları ve sonbahar sonlarında Dünya'da yıldırımın en sık görüldüğü yerlerdir. Buralarda atmosferik kararsızlığa bağlı olarak gelişen Cb bulutları, yıldırımların oluşmasının temel nedenidir.

Yıldınm olaylarının en az görüldüğü yerler ise, Dünya'nın kurak bölgeleri­dir. Buralar, kutup bölgeleri ile subtropikal yüksek basıncın etkisinde bulunan geniş çöl alanlarıdır.

Ahrens (1994)'e göre Dünya'da günde ortalama 44.000 dolayında, şimşek ve yıldırım üreten fırtına oluşmakta, 8-9 milyon dolaymda şimşek-yıldırım olayı görülmektedir (Örneğin 1993 Martında ABD'de Florida'da meydana gelen bir fırtınada bir saatte 5000 şimşek çakmıştır). Buna göre saniyede 100 şimşek ve yıl­dırım olayı yaşanmakta ve 4 milyar kilovat saatlik enerji açığa çıkmaktadır.

Etki alanları oldukça sınırlı olmasına rağmen, Yıldırımlar afet boyutunda önemli zararlara neden olabilmektedir. Bu olumsuz sonuçlar aşağıdaki şekilde özetlenebilir.

•   Pek çok insan hayatını kaybeder.

•   Hayvan kayıpları olur.

•   İnsanlar psikolojik açıdan olumsuz yönde etkilenir.

•   Orman ve çalı yangınları sonucunda ve büyük ürün kayıpları olur (Yıldı­rım nedeniyle ABD'de yılda 10.000 orman yangınının çıktığı ve bundan dolayı olan parasal kaybın 50 Milyon ABD doları civarında olduğu belirtilmektedir).

•   Binalarda ve petrol istasyonlarında büyük yangınlar başlar.

•   Yüksek gerilim hatları büyük zarar görür.

•   Elektrikli ve elektronik sistemlerde arızalar meydana gelir.

•   Haberleşmede aksamalar olur.

•   Ulaşımda, özellikle de hava ulaşımında aksamalar ve kazalar meydana gelir.

Türkiye, subtropikal kuşağın kışı yağışlı-yazı kurak Akdeniz iklim bölge­sinde yer almaktadır. Onun için ülkemizin büyük bir bölümünde yağışlar daha çok kış mevsiminde görülmektedir. Ancak karasallık derecesi yüksek iç ve özel­likle de doğu bölgelerimizde yer seviyesindeki aşın ısınmaya bağlı olarak, ilk­bahar, yaz başları ve sonbahar sonlarında da yıldırım olayının görüldüğü gök gürültülü sağanak yağışlar etkili olmaktadır.

Ülkemizde sıkça görülen yıldırım olayları esas olarak üç nedene bağlıdır.

• Kış mevsiminde Akdenize gelen ya da Akdeniz üzerinde oluşan, ılık ve nemli havayı taşıyan cephesel siklonlar (alçak basınç merkezi)ın Türkiye'yi etkilemesi

Bilindiği gibi yıldırım, atmosferin alt kısımlarında bulunan sıcak ve nemli havanın hızlı bir biçimde yükselerek soğuması ve yoğunlaşmasıyla oluşan Cb bulutlarında görülür. Bunun için bu tip fırtınalar, yıldırım olayının sık görül­düğü hava sistemleridir.

Kıyıdan aniden yükselen sıra dağların yıldırım oluşmasında önemli etkile­ri vardır. Bu nedenle oluşan yıldırımlar deniz üzerinden rüzgarla taşınan sıcak ve nemli havanın kıyı dağlan üzerinde anîden yükselmesiyle oluşan orografik yağışlarla ilgilidir. Özellikle kışın Akdeniz, Ege ve kısmen de Marmara bölge­lerinde görülen yıldırım olayları, cephesel sistemlerle gelen ılık ve nemli havanın yoğunlaşarak orografinin etkisiyle fırtına bulutları (Cb)nm oluşmasıy­la ilgilidir.

• Karasallık derecesi yüksek bölgelerimizdeki kuvvetli konvektif hava
hareketleri

İç ve Doğu Anadolu Bölgelerinde özellikle ilkbaharda, yaz başlarında ve sonbahar sonlarında atmosferin alt kısımları çok fazla ısınır. Üst kısımları ise ol­dukça soğuktur. Bu durumda yere yakın kısımlardaki nisbeten nemli ve sıcak hava termik olarak hızla yükselir. Hem yükselmeden dolayı, hem de üst seviyelerdeki soğuk havanın etkisiyle soğuyarak yoğunlaşır. Bunun sonucu oluşan elektrik yüklü Cb bulutları ve yağış fırtınaları içinde yıldırımlar oluşur. Ancak bu bölgelerimizde cephesel harekete, özellikle de soğuk cephelere bağlı olarak da yıldırım olayları görülmektedir.

Bugün için yıldırımı önlemek mümkün değildir. Ancak özellikle ABD'de bazı kapsamlı projeler çerçevesinde, yıldırımı doğuran hava koşullarını değiştir­mek suretiyle yıldırım önleme çalışmaları yapılmaktadır. Ancak bugün için bunlar, sınırlı alanları ilgilendiren bölgesel çalışmalar şeklindedir.

Yıldırımdan korunmak ve zararlarını aza indirmek için; şimşekli, gökgürültülü ve sağanak yağışlı havalarda aşağıdaki önlemleri almak gerekir.

•   Geniş bir alanda tek başına bulunan ağaçların altında ya da yakınında durulmamalıdır. Ağaçlar yıldırımı çektiği gibi, bitki özü iyi bir iletken olduğun­dan, yıldırımın verdiği ısı enerjisi ile ağaç kabukları patlayabilir ve yanında du­ranlara zarar verebilir.

•   Bu tip havanın görüldüğü zamanlarda metalden yapılmış çitlerden uzak durulmalı, silâh ve diğer metal cisimler taşınmamalıdır.

•   Şimşekli havalarda alçak binalara sığınılmak, bu olmadığı takdirde yük­sek yapılardan uzak durulmalıdır.

•   Açık alanda bulunuluyorsa, çömelerek başı mümkün olduğunca aşağı­da tutmalı, ancak yere kesinlikle uzanılmamalıdır. Genellikle yıldırımın düş­tüğü yerin yakın çevresinde yoğun elektrik yükü bulunduğundan, yüzey akımı vücuda girerek ciddî zararlar doğurabilir.

•   Şimşekli gök gürültülü havalarda saçlar dikleşmeye ya da deri karınca­lanmaya başlamışsa, bu belirtilerin, yıldırıma neden olabilecek elektrik akımı­nın etkisi sonucu olabileceği dikkate alınmalı ve hemen bulunulan noktadan uzaklaşın.

• Yıldırımın çarptığı insanların genellikle bilinçleri kaybolur ve solunumla­rı durur. Böyle durumlarda onlara kalp masajı uygulanmalıdır.

Yıldırımın çarptığı kişiler, maruz kaldıkları şok dalgası yüzünden metre­lerce ileriye savrulabilir, giysileri parçalanabilir. Giysilerin âni ısınması ve geniş­lemesi onların patlamasına, parçalanmasına neden olabilir. Derinin sıcak havayla anlık teması, yanıklara neden olabildiğinden acil tıbbî müdahale yapılması gerekebilir.

• Yerleşim merkezlerindeki yüksek yapılara ve yüksek gerilim hattı direk­lerine, elektrik yükünü yerde bulunan bir levhaya aktaran paratonerler (yıldı­rımsavarlar) konulmalıdır.

• Yerleşim birimlerine ve orman alanlarına, yaklaşan şimşekli yıldırımlı fır­tınaları haber veren otomatik yıldırım belirleme sistemleri ağı kurulmalıdır.

• Su iyi bir iletken olduğu için, bu gibi havalarda su kütlelerinden uzak du­rulmalıdır.

• Elektrik, ıslak tekerleklerden yere aktığından, araçların içi güvenlidir. Bu­nun için kritik havalarda araç içine sığınmak iyi bir korunma yoludur.

• Sıcak hava, soğuk havadan daha iyi bir iletkendir. Onun için yıldırımlar, bacalara daha sık düşmektedir. Bu durum dikkate alınarak, gök gürültülü sağa­nak yağışların görüldüğü fırtınalarda bacalardan uzak durulmalıdır.

• Yıldırımın aynı yere iki defa düşmeyeceği şeklinde yanlış bir kanı vardır. Örneğin, Newyork'daki Empire State binasına 15 dakikada 15 kez yıldırım düş­müştür. Yine ABD'nin Virginia eyaletindeki bir park bekçisini 1942-1977 yılları arasında 7 kez yıldırm çarpmıştır. Bu durumun da göz önünde bulundurularak yanılgıya düşülmemesi ve yine gerekli önlemlerin alınması gerekir.