Bir buçuk yüzyıl önce hava tahminine ilişkin fikirler folklordan farksız sayılırdı. Bu durumu değiştirip modern hava durumu tahminini bize kazandıran kişi, İngiliz deniz subayı ve bilim insanı Kaptan Robert FitzRoy’du. FitzRoy bugün daha çok, Charles Darwin’i doğal seçilim yoluyla evrim teorisine götüren yolculuğa çıkaran gemi Beagle’ın kaptanı olarak tanınır. Ama FitzRoy kendi çapında dikkate değer bir bilim insanıydı.

FitzRoy 1831’de Darwin’le birlikte İngiltere’den denize açılırken daha 26 yaşındaydı. Ama 10 yıldan fazla bir süredir denizdeydi ve Greenwich’te Kraliyet Donanma Kolejinde okumuş ve yüzbaşılık sınavını pek iyi dereceyle geçen ilk aday olmuştu. Daha önce Güney Amerika’ya yapılan bir araştırma gezisinde de Beagle’a komuta etmişti; o gezide hava durumuyla ilgili araştırmaların önemini kavradı. Patagonya açıklarında geminin barometresinde düşen basıncın uyarıcı işaretlerini önemsemeyince, şiddetli bir rüzgarda felakete uğramaktan son anda kurtulmuştu.

Beagle Kaptanı Robert FitzRoy
Bir barometre, iki ya da üç termometre, birkaç kısa bilgi ve yalnızca aletleri değil, gökyüzün ve atmosferi de dikkatli bir gözlemle meteorolojiden yararlanılabilir. –Robert FitzRoy

Denizde Hava Tahmininin Öncüleri

Hava tahminlerinde ilk atılımların çoğunun deniz subaylarından gelmesi tesadüf değildi. Havanın nasıl olacağını bilmek, yelkenli gemiler zamanında can alıcıydı. İyi bir rüzgarı kaçırmanın mali sonuçları büyük olabilirdi ve denizde bir fırtınaya yakalanmak felaket olabilirdi. Özellikle iki deniz subayı zaten önemli katkılarda bulunmuştu. Biri, İrlandalı denizci Francis Beaufort’tu; denizde ve daha sonra karada tikel koşullarla bağlantılı rüzgar hızını ya da “kuvvetini” gösteren standart bir ölçek yaratmıştı. Bu ölçek, fırtınaların şiddetinin ilk kez yöntemli bir biçimde kaydedilmesine ve karşılaştırılmasına olanak verdi. Ölçek, “hafif rüzgarı” gösteren 1’den “kasırgaya” işaret eden 12’ye kadardı. Beaufort ölçeğini ilk kez FitzRoy, Beagle yolculuğunda kullandı. Ondan sonra bütün donanma gemilerinin jurnallerinde standart haline geldi.

Beaufort ölçeği

Denizde hava durumunuyla ilgili öncülerden biri de Amerikalı Matthew Fontaine Maury’ydi. Kuzey Atlantik’in rüzgar ve akıntı haritalarını çıkardı; bu haritalar, seyir zamanı ve kesinliğinde dramatik iyileşmelerle sonuçlandı. Uluslararası bir deniz ve kara, hava hizmeti yaratılmasını da savundu ve 1853’te Brüksel’de, bütün dünyada denizdeki koşullarla ilgili gözlemleri koordine etmeye başlayan bir konferansı yönetti.

Matthew Fontaine Maury
FitzRoy hava raporu sistemini başlatmadan önce, kasırgalardaki siklonik örüntüleri rüzgarların oluşturduğunu ve fırtınanın yolunu öngörmek için rüzgar yönünün kullanılabileceğini denizciler zaten gözlemlemişti.

Meteoroloji Dairesi

1854’te FitzRoy’a, Beaufort’un teşvikiyle, Meteoroloji Dairesine Britanya katkısını sunma görevi verildi. Ama kendine özgü gayreti ve içgörüsüyle FitzRoy, daha ileri gitti. Dünyanın her tarafında yapılan eşzamanlı hava gözlemleri sisteminin o zamana kadar keşfedilmemiş örüntüleri açığa çıkarmanın yanı sıra, hava tahminlerinde bulunmak için de kullanılabileceğini görmeye başladı.

Gözlemciler, örneğin tropikal kasırgalarda rüzgarların alçak hava basınçlı ya da “alçak” bir merkez alan etrafında dairesel ya da “siklonik” bir örüntüyle estiklerini zaten biliyorlardı. Orta enlemlerde esen pek çok büyük fırtınanın bu siklonik alçak basınç şeklinde olduğu çok geçmeden anlaşıldı. Bu nedenle rüzgarın yönü, fırtınanın yaklaşmakta mı yoksa çekilmekte mi olduğuna ilişkin bir ipucu verir.

– Hava durumu tekrarlayan örüntüler şeklinde gelir.
– Hava basıncı, rüzgar yönü ve bulut tipi gibi işaretler her örüntünün gelişimini gösterir.
– Örüntüler tekrarlı olduğu için, gelecekteki ilerlemeleri öngörülebilir.
Birçok yerden yapılan gözlemler, geniş bir alanda hava durumu örüntülerinin “anlık bir görüntüsünü” verir.
Meteorologlar anlık görüntüden yola çıkarak, hava durumunu öngörebilir.

1850’lerde hava olaylarına ilişkin daha iyi kayıtlar ve uzun mesafe iletişim için yeni elektrikli telgrafın kullanılması, karada oluşan siklonik fırtınaların doğuya doğru hareket ettikleri neredeyse anında anlaşılmaktaydı. Kasırgalar (tropikal Kuzey Atlantik fırtınaları) ise denizde oluşur ve batıya doğru göç eder. Bu nedenle Kuzey Amerika’da bir fırtına iç kesimlerde bir yeri vurunca, daha doğudaki yerlere bir telgraf gönderilip bir fırtınanın yaklaşmakta olduğu uyarısında bulunulabilirdi. Güzlemciler, barometrede hava basıncında bir düşüşün yaklaşan bir fırtına uyarısı verdiğini biliyorlardı. Telgraf bu okumaları uzak mesafelere hızlı bir biçimde iletmeyi ve dolayısıyla çok önceden uyarılarda bulunmayı olanaklı kıldı.

Sinoptik Hava Durumu

FitzRoy hava tahmininin anahtarının geniş bir alanda belirlenmiş zamanlarda yapılan hava basıncı, sıcaklık, rüzgar hızı ve yönüne ilişkin sistematik gözlemler olduğunu anladı. Bu gözlemler Londra’daki koordinasyon bürosuna anında telgrafla gönderildiğinde, geniş bir alanda hava durumunun bir resmini ya da “sinopsisini” çıkarabilirdi.

Bu özet hava durumunun öylesine eksiksiz bir resmini veriyordu ki, geniş bir ölçekte mevcut hava örüntülerini vermenin yanı sıra, hava örüntülerinin izlenmesini de olanaklı kılıyordu. FitzRoy, hava örüntülerinin tekrarlandığını fark etti. Buradan yola çıkarak, gelecekte hava örüntülerinin kısa bir zaman aralığında nasıl gelişebileceğini, geçmişte nasıl geliştiklerinden çıkarabilirdi. Bu, kapsanan bölge içinde her noktadaki hava durumuna ilişkin ayrıntılı bir tahminin temelini verir. Bu, modern hava tahmininin temelini oluşturan dikkate değer bir içgörüydü.

FitzRoy Sinoptik Harita
FitzRoy günlük “sinoptik” haritalarını tebeşirle renklendirirdi. 1863’te çizilen bu harita, batıdan kuzey Avrupa’ya fırtına getiren bir alçak basınç cephesini gösterir. Haritanın sağ alt tarafı bir siklon oluşumunu belirtir.

Gözlem rakamları tek başına yeterliydi; ama FitzRoy bunları kullanıp ilk modern meteorolojik haritayı, siklonik fırtınaların girdaplı şeklini bugün uydu resimlerinin gösterdiği kadar berrak gösteren “sinoptik” haritayı da yarattı. FitzRoy’un düşünceleri, “hava tahmini” sözcüğünü tanıtan ve modern hava tahmini ilkelerini ilk kez ortaya koyan kitabı The Weather Book’da (1863) özetlendi.

Britanya Adaları’nı hava durumu alanlarına ayırmak, mevcut hava durumlarını harmanlamak ve her alandaki geçmiş hava durumu verilerini kullanıp hava tahminlerinde bulunmak çok önemli bir adımdı. FitzRoy özellikle denizde ve Britanya Adalarının limanlarında bir gözlemci ağı oluşturdu. Sürekli hava gözlemi düşüncesinin kabul gördüğü Fransa ve İspanya’dan da veri aldı. Birkaç yıl içinde gözlemci ağı o kadar verimli çalışıyordu ki, bütün Batı Avrupa’da hava durumu örüntülerinin günlük görüntüsünü alabiliyordu. Hava durumu örüntüleri o kadar berraktı ki, en azından bir sonraki gün nasıl değişebileceğini tahmin edebiliyor ve böylece ilk ulusal tahminleri çıkarabiliyordu.

Günlük Hava Tahminleri

Her sabah bütün Batı Avrupa’da bir sürü hava istasyonundan FitzRoy’un bürosuna hava raporları gelir ve bir saat içinde sinoptik harita çıkarılırdı. Tahminler, herkesin okuması için yayımlanmak üzere The Times gazetesine anında gönderilirdi. Gazetede ilk hava tahmini 1 Ağustos 1861’de yayımlandı.

FitzRoy bir fırtına yoldaysa ve yönü konusunda uyarmak için limanlarda görünür yerlere bir işaret kuleleri sistemi kurdu. Bu sistem o kadar iyi işledi ki, sayısız can ölmekten kurtuldu.

Ne var ki, kaptanlar fırtına uyarısı nedeniyle yola çıkmayı geciktirince, bazı gemi sahipleri sisteme öfkelendi. Tahminleri zamanında yayma sorunları da vardı. Gazeteleri dağıtmak 24 saati alıyordu; bu yüzden FitzRoy yalnızca bir gün sonrasının değil, iki gün sonrasının tahminlerini yapmalıydı, aksi takdirde; halk tahminleri okuduğu sırada olan olmuş olurdu. Daha uzun süreli tahminlerin çok daha az güvenilir olduğunun farkındaydı ve özellikle The Times yanlışlıkların sorumluluğunu üstlenmediğinde, sık sık alay konusu oldu.

FitzRoy’un Mirası

Çıkar gruplarının eleştirisiyle karşılaşan ve alay konusu olan tahminler askıya alındı ve FitzRoy 1865’te intihar etti. Servetini Meteoroloji Dairesindeki araştırmalara harcadığı anlaşılınca, hükümet ailesinin zararını karşıladı. Ama birkaç yıl içinde denizcilerden gelen baskılar, fırtına uyarı sisteminin tekrar yaygın kullanıma sokulmasını sağladı. Bugün ayrıntılı hava tahminlerini ve fırtına uyanlarını almak, her denizci gününün ayrılmaz bir parçasıdır.

İletişim teknolojisi iyileştikçe ve gözlem verilerine daha fazla ayrıntı ekledikçe, FitzRoy’un sisteminin değeri, 20. yüzyılda layıkını buldu.

Modern Hava Tahmini

Bugün sayısız uyduya, uçağa ve gemiye ek olarak 11.000’den fazla meteoroloji istasyonu dünyayı süslemektedir. Hepsi, küresel bir meteorolojik veri bankasını sürekli bilgiyle beslemektedir. Güçlü süper bilgisayarlar, en azından kısa süreler için oldukça doğru tahminler üretir ve uçak yolculuğundan, spor etkinliklerine kadar bir dizi faaliyet bu tahminlere güvenir.

Hava Tahmini Konusunda Tarihsel Gelişmeler

1643 – Evangelista Torricelli hava basıncını ölçen barometreyi icat eder.

1805 – Francis Beaufort, Beaugfort rüzgar kuvveti ölçeğini geliştirir.

1847 – Joseph Henry, Amerika Birleşik Devletleri’nin doğusunu batından gelen fırtınalar konusunda uyarmak için bir telgraf hattı önerir.

1870 – ABD Ordu Muhabere Teşkilatı, bütün ABD için hava durumu haritaları çıkarmaya başlar.

1917 – Norveç’te Bergen Meteoroloji Okulu hava cepheleri fikrini geliştirir.

2001 – Birleşik Yüzey Analiz Sistemleri güçlü bilgisayarlar kullanıp, oldukça ayrıntılı yerel hava raporları verir.

Robert FitzRoy Kimdir?

1805’te İngiltere’de, Suffolk’ta aristokrat bir ailede doğan Robert FitzRoy, 12 yaşında donanmaya girdi. Göz dolduran bir kaptan olarak yıllarca denizde çalıştı. Charles Darwin’le yapılan dünya turu da dahil, Güney Amerika’ya yapılan iki büyük araştırma seferinde Beagle’ın kaptanlığını yaptı. Ama FitzRoy, Darwin’in evrim teorisine karşı çıkan dindar bir Hristiyandı. Donanmada muvazzaf hizmetten ayrıldıktan sonra FitzRoy Yeni Zelanda valisi oldu; orada Maori’lere eşit davranması, yerleşimcilerin öfkesini çekti.

Robert FitzRoy

1848’de İngiltere’ye dönüp donanmanın ilk pervaneli gemisine komuta etti ve 1854’te Britanya Meteoroloji Dairesi kurulunca başkanlığına atandı. Bilimsel hava tahmininin temeli haline gelen yöntemleri orada geliştirdi.

Önemli Eserleri

1839 – Narrative of the Voyages of the Beagle
1860 – The Barometer Manual
1863 – The Weather Book

Hava ve okyanus akıntıları düz çizgi halinde akmaz. Akıntılar hareket ederken, kuzey yarımkürede sağa, güney yarımkürede sola saparlar. 1830’larda Fransız bilim insanı Gaspard-Gustave Coriolis, bugün Coriolis kuvveti olarak bilinen bu etkinin arkasındaki ilkeyi keşfetti.

Dönmeyle Sapma

Coriolis düşüncelerine dönen su dolaplarını inceleyerek ulaştı; ama daha sonra meteorologlar bu düşüncelerin, rüzgar ve okyanus akıntılarının hareket tarzı için de geçerli olduğunu anladılar. Coriolis, bir nesne dönen bir yüzey üzerinde ilerlerken, momentumunun onu kavisli bir yola sokuyormuş gibi göründüğünü gösterdi. Dönen bir atlıkarıncanın ortasından dışarıya atılan bir topu kafanızda canlandırın. Top kavis çizer gibi görünür – atlıkarıncanın dışından bakan birine göre fiilen düz bir çizgide hareket ediyor olsa bile.

Yer’in dönüşü rüzgarların kuzey yarımkürede sağa, güney yarım kürede sola sapmalarına neden olur.

Dönen Yer üzerindeki rüzgarlar aynı şekilde sapar. Coriolis kuvveti olmasaydı, rüzgarlar yüksek basınç alanlarından alçak basınç alanlarına düz eserdi. Rüzgar yönü, aslında, alçak basınç çekimi ile Coriolis sapması arasında bir dengedir. Rüzgarların kuzey yarım kürede saatin tersi yönünde, güney yarım kürede saat yönünde dönmesinin nedeni büyük ölçüde budur. Aynı şekilde okyanus yüzey akıntıları da kuzey yarım kürede saat yönünde, güneyde saatin tersi yönünde dev döngüler ya da girdaplar şeklinde dolaşır.

Coriolis Kuvveti

Yer’in Hareketleri ve Rüzgarlar Hakkında Tarihsel Gelişmeler

1684 – Isaac Newton merkezkaç kuvvet düşüncesini sunar ve kavisli bir yolda her devinimin etkide bulunan bir kuvvetin sonucu olması gerektiğini ifade eder.

1735 – George Hadley, Yer’in dönüşü hava akımlarını saptırdığı için ticaret rüzgarlarının ekvatora doğru estiğini oraya koyar.

1851 – Leon Foucault, Yer’in dönüşünün bir sarkacın sallanışını nasıl saptırdığını gösterir.

1856 – ABD’li meteorolog William Ferrel, rüzgarların izobarlara – eşit atmosfer basıncı noktalarını birleştiren çizgiler – paralel estiğini gösterir.

1857 –
Felemenkli meteorolog Christophorus Buys Ballot, rüzgar arkanızda esiyorsa alçak basınç alanı sol tarafınızdadır diyen bir kuralı formüle eder.

18. yüzyılın sonuna doğru bilim insanları dünyanın bir dizi temel maddeden ya da kimyasal elementten oluştuğunu anlamaya başlamıştı. Ama hiç kimse bir elementin ne olduğundan emin değildi. İngiliz meteorolog John Dalton hava durumuna ilişkin incelemelerinde, her elementin kendine özgü benzersiz, özdeş atomlardan oluştuğunu ve bir elementi ayırt eden ve tanımlayan şeyin bu özel atom olduğunu gördü. Dalton kimyanın temelini attı. Atom düşüncesinin tarihi eski Yunanistan’a kadar geri gider; ama hep bütün atomların özdeş oldukları varsayılmıştı. Dalton’ın farkı, her elementin farklı atomlardan oluştuğunu anlamış olmasıydı. O zaman bilinen elementleri – hidrojen, oksijen ve nitrojen dahil – oluşturan atomları “katı, tek parça halinde, sert, içine girilmez, hareketli parçacıklar” olarak tarif etti.

Dalton Atom Modeli 2

Elementler birbirleriyle birleşip sabit oranlı bileşikler oluşturur.
– Bu sabit oranlar her bir elementin atomlarının göreli ağırlığına bağlı olmalıdır.
– Bu nedenle bir elementin atom ağırlığı, bir bileşiğe giren her elementin ağırlığından hesaplanabilir.
Elementler tablosu nihai parçacıkların ağırlığını temel alır.

Dalton’ın düşünceleri, havanın su emme miktarını hava basıncının nasıl belirlediğini araştırırken ortaya çıktı. Havanın farklı gazların bir karışımı olduğuna inanmaya başladı. Deney yaparken, verili miktarda saf oksijenin aynı miktarda saf nitrojenden daha az su buharı tuttuğunu gözlemledi ve bundan, oksijen atomlarının nitrojen atomlarından daha büyük ve daha ağır olduğu sonucunu çıkardı.

Dalton Atom Modeli

Ağırlık Önemlidir

Dalton farklı elementlerin atomlarının ağırlıklarına göre ayırt edilebileceğini anladı. İki ya da daha fazla elementin atomlarının ya da “nihai parçacıklarının” birleşip çok basit oranlı bileşikler oluşturduklarını gördü ve bu şekilde, bir bileşiğe giren her elementin ağırlığıyla her atomun ağırlığını çıkarabilirdi. Çok hızlı bir biçimde o zaman bilinen her elementin atom ağırlığını ortaya çıkardı.

Atom Modelleri Nedir Özellikleri Nelerdir.

Dalton’a göre hidrojen en hafif gazdı, bu nedenle onun atom ağırlığını 1 olarak belirledi. Suda hidrojenle birleşen oksijenin ağırlığından ötürü, oksijenin atom ağırlığını 7 olarak belirledi. Ne var ki, Dalton’un yönteminde bir kusur vardı; çünkü aynı elementin atomlarının birleşebileceğini fark etmedi. Bir atom bileşiğinde – bir molekülde – her elementten yalnızca bir atom olduğunu varsaydı. Ama Dalton’un çalışması bilim insanlarını doğru yola sokmuştu ve on yıl içinde İtalyan fizikçi Amedeo Avogadro bir moleküler oran sistemi geliştirip, atom ağırlıklarını doğru bir biçimde hesapladı. Yine de Dalton’un teorisinin temel düşüncesinin – her elementin kendine özgür benzersiz büyüklükte atomları olduğu düşüncesi – doğru olduğu anlaşıldı.

Dalton’nun tablosu farklı elementlerin simgelerini ve atom ağırlıklarını gösterir. Dalton, meteoroloji üzerinden, hava ve su parçacıklarının neden birbirine karışabildiğini kendine sorarak atom teorisine ulaştı.

John Dalton Kimdir?

İngiltere’de Lake District’te 1766’da Quaker bir ailede doğan John Dalton, 15 yaşından itibaren düzenli hava durumu gözlemleri yaptı. Bunlar birçok önemli içgörü edinmesini sağladı (atmosfer neminin hava soğuyunca yağmura dönüştüğünü görmesi gibi). Dalton meteorolojik araştırmaları dışında, kardeşiyle paylaştıkları bir durumdan da büyülendi: renk körlüğü. Bu konuyla ilgili bilimsel tebliği, 1817’de başkanlığına seçildiği Manchester Edebiyat ve Felsefe Derneğine kabul edilmesini sağladı. Bu dernek için, atom teorisiyle ilgili olanlar da dahil yüzlerce bilimsel yazı yazdı. Atom teorisi hızla kabul gördü ve Dalton sağlığında bir şöhret oldu. 1844’te Manchester’da cenaze törenine 40.000’den fazla kişi katıldı.

John Dalton

Önemli Eserleri:
1805 – Experimental Enquiry into the Proportion of the Several Gases or Elastic Fluids, Constituting the Atmosphere (Atmosferi Oluşturan Çeşitli Gazların ya da Elastik Sıvıların Oranları Üzerine Deneysel İnceleme)
1808 – 1827 – New System of Chemical Philosophy (Yeni Kimya Felsefesi Sistemi)

Atom Modelleri

Elementler Hakkında Tarihsel Gelişmeler

MS yaklaşık 400 – Demokritos, dünyanın bölünmez parçacıklardan oluştuğunu öne sürer.

MS 8. yüzyıl – İranlı bilgin Cabir bin Hayyan elementleri metal olanlar ve olmayanlar şeklinde sınıflandırır.

1794 – Joseph Proust; bileşiklerin, her zaman aynı oranda birleşen elementlerden oluştuğunu gösterir.

1811 – Amedeo Avogadro, eşit miktarda farklı gazın eşit sayıda molekül içerdiğini gösterir.

1869 – Dimitri Mendeleyev, elementleri atom ağırlıklarına göre sergileyen bir periyodik tablo çizer.

1897 – Joseph John Thomson elektronu keşfederek, olası en küçük parçacığın atom olmadığını gösterir.

1700’de sürekli yüzey rüzgarlarının, yani alizelerin, 30° Kuzey enlemi ile ekvator çizgisi arasında kuzeydoğu yönünden estiği biliniyordu. Galileo, Yer’in batıya doğru dönüşünün, tropikal kuşakta onu havanın “önüne” geçirdiğini, bu yüzden rüzgarların doğudan geldiğini öne sürmüştü. Daha sonra İngiliz astronom Edmond Halley, ekvator üzerinde en yüksek derecede olan Güneş ısısının havanın yükselmesine neden olduğunu ve yükselen havanın yerini, daha yüksek enlemlerden esen rüzgarların aldığını anladı.

figure 4 global cellsedit2

1735’te İngiliz fizikçi George Hadley ticaret rüzgarları ilgili teorisini yayımladı. Güneş’in havanın yükselmesine neden olduğunu kabul ediyordu; ama ekvatora yakın yükselen hava rüzgarların doğudan değil, yalnızca kuzeyden ve güneyden ekvatora doğru esmesine neden olurdu. Hava Yer’le birlikte döndüğü için, 30° kuzeyden ekvatora doğru hareket eden havanın doğuya doğru kendi momentumu olurdu. Ama Yer’in yüzeyi ekvatorda, yüksek enlemlerde olduğundan daha hızlı döner; bu yüzden yüzey hızı havanın hızından fazla olur ve rüzgarların ekvatora yaklaştıkça daha fazla doğudan geldiği anlaşılır.

globe hadleycell

Hadley’in düşüncesi rüzgar örüntülerini anlamı yolunda bir adımdı, ama yanlışlar içeriyordu. Rüzgarın yön değiştirmesinin anahtarı, rüzgarın doğrusal (düz çizgi) momentumunun değil, açısal momentumunun (dönmesine neden olan) korunmasındadır.

hadleycell

Rüzgarlar Hakkında Tarihsel Gelişmeler

1616 – Galileo Galilei Yer’in döndüğünün kanıtı olarak ticaret rüzgarlarını gösterir.

1686 – Edmond Halley, gökyüzünde batıya doğru yol alan Güneş’in havanın yükselmesine ve doğudan esen rüzgarla yer değiştirmesine neden olduğunu öne sürer.

1793 – John Dalton, Hadley’in teorisini destekleyen Meteorological Observations and Essays‘ı (Meteorolojik Gözlemler ve Yazılar) yayımlar.

1835 – Gustave Coriolis; Hadley’in düşüncelerini geliştirip, rüzgarın yönünü değiştiren “bileşik bir merkezkaç kuvveti” tarif eder.

1856 – Amerikalı meteorolog William Ferrel, alçak basınç merkezine çekilen havanın günbatısı rüzgarlarını yarattığı orta enlemlerde (30-60°) bir dönüş hücresi saptar.

17. yüzyılın sonunda Isaac Newton hareket ve kütleçekim yasalarını saptayarak, bilimi her zamankinden daha kesin ve matematiksel hale getirdi. Çeşitli alanlarda bilim insanları Evren’i yöneten temel ilkeleri tanımladı ve bilimsel araştırmanın çeşitli kolları giderek daha fazla uzmanlaştı.

Universum small

Akışkan Dinamiği

1720’lerde İngiliz din adamı Stephen Hales bitkilerle bir dizi deney yaparak kök basıncını – bitkilerin sapı bu sayede yükselir – keşfetti ve laboratuvarda gaz toplama aygıtını, pnömatik hazneyi icat etti; bu aygıtın daha sonra havanın bileşenlerini saptamada yararlı olduğu anlaşıldı. İsviçreli matematikçi bir ailenin en parlak üyesi olan Daniel Bernoulli, Bernoulli denklemini formüle – bir akışkan hareket edince basıncı düşer – etti. Bu, kan basıncını ölçmesini olanaklı kıldı. Bu, aynı zamanda uçakların uçmasına olanak veren ilkedir de.

0 15db78 2a6ec649 XL

Daha sonra gizil ısı teorisini formüle edecek olan İskoç kimyacı Joseph Black 1754’te, kalsiyum karbonatın bozunması ve “sabit hava”nın, yani karbondioksitin oluşması üzerine dikkate değer bir doktora tezi üretti. Bu tez, kimyasal araştırma ve keşif alanında zincirleme bir tepkimenin kıvılcımını çaktı. İngiltere’de münzevi deha Henry Cavendish hidrojen gazını yalıttı ve suyun iki parça hidrojen ile bir parça oksijenden oluştuğunu kanıtladı. Muhallif papaz Joseph Priestley oksijeni ve başka birçok yeni gazı yalıttı. Felemenkli Jan Ingenhousz, Priestley’in bıraktığı yerden devam etti ve yeşil bitkilerin gün ışığında oksijen, karanlıkta karbondioksit saldıklarını gösterdi. Bu arada Fransa’da Antoine Lavoisier karbon, kükürt ve fosfor dahil, birçok elementin oksijenle birleşerek yandığını ve bugün bizim oksit dediğimiz şeyi oluşturduğunu gösterip, yanıcı malzemelerin yanmalarını sağlayan ve filojiston denilen bir madde içerdiğine ilişkin teoriyi çürüttü. (Ne yazık ki, Fransız devrimciler Lavoisier’i giyotine gönderecekti.)

1793’te Fransız kimyacı Joseph Proust, kimyasal elementlerin neredeyse her zaman belirli oranlarda birleştiklerini keşfetti. Bu, basit bileşiklerin formüllerini çıkarma yönünde yaşamsal bir adımdı.

Yer Bilimleri

Terazinin diğer ucuna Yer süreçlerine ilişkin bilgi büyük ilerlemeler kaydediyordu. Amerika’da Benjamin Franklin, şimşeğin bir elektrik biçimi olduğunu kanıtlamak için tehlikeli bir deney yapmanın dışında, Gulf Stream araştırmalarıyla büyük ölçekli okyanus akıntılarının varlığını kanıtladı. İngiliz hukukçu ve amatör meteorolog George Hadley, ticaret rüzgarlarını Yer’in dönüşüyle ilişki içinde açıklayan kısa bir kitapçık yayımlarken; Newton’ın bir düşüncesine sarılan Nevil Maskelyne, bir İskoç dağının kütleçekimini ölçmek için ağır hava koşullarında birkaç ay kamp kurdu. Bunu yaparken Yer’in yoğunluğunu ortaya çıkardı. James Hutton İskoçya’da çiftlik miras aldıktan sonra jeolojiyle ilgilenmeye başladı ve Yer’in daha önce sanılandan daha yaşlı olduğunu ortaya çıkardı.

1200 base image 4.1424268652

Yaşamı Anlamak

Bilim insanları Yer’in aşırı yaşını öğrenince, yaşamın nasıl başladığına ve evrildiğine ilişkin yeni düşünceler ortaya çıkmaya başladı. Zamanının ötesinde Fransız yazar, doğa bilimci ve matematikçi Georges-Louis Leclerc, diğer adıyla Comte de Buffon, modern evrim teorisi yönünde ilk adımları attı. Alman teolog Christian Sprengel ömrünün çoğunu bitkilerle böceklerin etkileşimini inceleyerek geçirdi ve erdişi çiçeklerin erkek ve dişi organları farklı zamanlarda çıkardıklarını, dolayısıyla kendi kendilerini döllemediklerini açıkladı. İngiliz rahip Thomas Robert Malthus dikkatini demografiye verdi ve nüfus arttıkça felaket öngören An Essay on the Principle of Population’ı (Nüfus Artışı Hakkında Araştırma) yazdı. Malthus’un kötümserliğinin yersiz olduğu (şimdiye kadar) anlaşıldı; ama kontrol edilmezse nüfus artışının kaynakları aşacağı düşüncesi, daha sonra Charles Darwin’i etkileyecekti.

DigiRev

Yüzyılın sonunda İtalyan fizikçi Alessandro Volta, izleyen on yıllarda ilerlemeleri hızlandıracak elektrik bataryasını icat ederek yeni bir dünyanın kapısını açtı. 18. yüzyıl boyunca öyle bir ilerleme olmuştu ki, İngiliz filozof William Whewell, filozoftan farklı yeni bir mesleğin yaratılmasına önerdi: “Genel olarak bilimle uğraşan birini tarif etmek için bir ada çok ihtiyacımız var. Ben bilim insanı deme eğilimindeyim.”

Genişleyen Ufuklar 1700 – 1800

1727 – İngiliz din adamı Stephen Hales kök basıncını gösteren Vegetable Staticks‘i yayımlar.

1735 – İsveçli botanikçi Carl Linnaeus flora ve fauna sınıflandırmasının başlangıcı olan Systema Naturae‘yi yayımlar.

1735 – George Hadley on yıllarca meçhul kalan kısa bir kitapçıkta ticaret rüzgarlarının davranışlarını açıklar.

1738 – Daniel Bernoulli gazların kinetik teorisinin temelini atan Hydrodynamica‘yı yayımlar.

1749 – Georges-Louis Leclerc, Histoire Naturelle‘nin ilk cildini yayımlar.

1754 – Joseph Black’in karbonatlar üzerine doktora tezi, nicel kimyada öncü eserdir.

1766 – Henry Cavendish, çinkoyu asitle tepkimeye sokarak hidrojen ya da yanar hava yapar.

1770 – Amerikalı diplomat ve bilim insanı Benjamin Franklin, Gulf Stream akıntısının bir haritasını yayımlar.

1774 – Joseph Priestley bir büyüteç ve Güneş ışığı kullanıp cıva oksidi ısıtarak oksijen meydana getirir, buna filojistonsuz hava der.

1774 – Antoine Lavoisier, Priestley’den tekniği öğrendikten sonra, aynı gazı meydana getirir ve adına oksijen der.

1774 – Nevil Maskelyne, bir dağın kütleçekimini ölçerek Yer’in yoğunluğunu hesaplar.

1779 – Jan Ingenhousz yeşil bitkilerin gündüz dışarıya oksijen verdiklerini keşfeder; bu, fotosentezdir.

1788 – James Hutton Yer’in yaşıyla ilgili teorisini yayımlar.

1793 – Christian Sprengel, tozlaşma üzerine kitabında bitki cinselliğini tasvir eder.

1798 – Thomas Robert Malthus insan nüfusu üzerine, daha sonra Charles Darwin ve Alfred Russel Wallace’ı etkileyen ilk denemesini çıkarır.

1799 – Alessandro Volta elektrik bataryasını icat eder.

Psikoloji, kimya, tıp, tarih, gökbilim, ekonomi, felsefe, meteoroloji… Bunların hepsi de adlarını sık sık duyduğumuz bilim dalları. Ancak adlarını pek bilmediğimiz bilim dalları da var. İşte bunlardan bazıları…

Aeroekoloji

Aeroekoloji, atmosferin yeryüzüne yakın bölümünde, aerosferde yaşam süren canlıları inceleyen bir bilim dalı. Bu canlılar arasında kuşlar, yarasalar, bazı eklembacaklılar ve mikroorganizmalar var. Atmosferdeki değişimler, bu canlıların yaşamları açısından çok önemli. Rüzgarlar, yağışlar, hava sıcaklığı değişimleri bu canlıları doğrudan etkiler. Ayrıca gökdelenler, rüzgar türbinleri, uçaklar, hava kirliliği gibi insan kaynaklı pek çok etken bu canlılar açısından olumsuzluklar yaratabilir. Aeroekoloji alanında çalışan araştırmacılar, aerosferde yaşayan canlıların tüm bu çevre koşullarıyla etkileşimini inceler.

bats thermal image
Aeroekoloji alanında çalışanların bir kısmı hava kirliliği gibi bazı olumsuz koşulların yarasaların yaşamına etkisini inceler.

Tıbbi Jeoloji

Tıbbi jeoloji, kayaçların, minerallerin, kimyasal elementlerin, yanardağ patlamaları ve depremler gibi jeolojik olayların sağlık üzerindeki etkilerini inceleyen bir bilim dalı. Bu alanda çalışan araştırmacılar toprakta, havada ya da suda oluşabilecek ve canlıların sağlığını olumsuz etkileyebilecek durumları inceler. Sağlık sorunlarına yol açan çevre koşullarını, jeolojik olayları saptamaya ve önlemeye yönelik çalışmalar yapar.

geosciences
Tıbbi jeoloji kapsamında ele alınan konulardan biri de madenlerden çevreye yayılan zararlı maddeler ve bu maddelerin canlıların sağlığı üzerindeki olumsuz etkileridir.

Görüntü Bilimi

Birçok bilim dalında bilgilerin ve çeşitli verilerin daha kolay anlaşılmasını sağlamak için çizim, fotoğraf, grafik ve animasyon gibi görüntülerden yararlanılır. Bu görüntülerin hazırlanmasında ya da elde edilmesinde elektron mikroskobu, uydular, radar gibi özel aygıtlar ve bilgisayarlar kullanılır. İşte, bu işler yapılırken gerekli olan bilgi birikimini kapsayan yeni bir bilim dalı var: görüntü bilimi. Bu alanda çalışan araştırmacılar, hem kullanılan aygıtlar ve yöntemler hem de görüntülenecek konular hakkında derinlemesine bilgi sahibidirler.

c0358571

Biyoinformatik

Biyoinformatik, canlıların gen dizilişlerinin ortaya çıkarılması, hücrelerin etkinliklerinin incelenmesi gibi araştırma alanlarıyla ilgili bir bilim dalı. Bunlarla ilgili araştırmalarda elde edilen verilerin bilgisayar ortamına aktarılması, bu bilgilerin düzenlenmesi ve modeller oluşturmada kullanılması biyoinformatiğin konuları arasındadır.

Biyoinformatik

Nutrigenomi

Nutrigenomi, beslenmeyle genler ve sağlık arasındaki ilişkiyi inceleyen bilim dalı. Her insanın genetik özellikleri birbirinden farklıdır. Nutrigenomide de beslenmede bu genetik farklılıkların dikkate alınması şeklinde bir yaklaşım benimsenir. Ayrıca bazı hastalıkların beslenmeyle ilişkisi de bu dalda çalışanların incelediği konular arasındadır.

Nutrigenomi

Farmakometri

Farmakometri, en eski bilim dallarından biri olan farmakolojiyle ilişkili yeni sayılabilecek bir bilim dalı. Farmakoloji, ilaçların canlılar üzerindeki etkilerini inceler. Farmakometriyse, ilaçların hastalıklar üzerindeki etkilerini ve ilaçlarla ilgili deneysel çalışmalardan elde edilen verileri inceliyor. Örneğin, farklı insanların belirli bir ilaca neden farklı tepkiler verdiğinin incelenmesi farmakometrinin konusudur. Bu bilim dalı, yeni ilaçların geliştirilmesine yönelik çalışmalar için de önemli veriler sağlar.

kan hücresi

Moleküler Gastronomi

Moleküler gastronomi yemeklerin hazırlanışı sırasında ortaya çıkan kimyasal ve fiziksel değişiklikleri inceleyen bilim dalı. Bu alanda çalışan araştırmacılar, pişirme sırasında besinlerin hangi sıcaklıkta nasıl bir değişim geçirdiği, farklı pişirme yöntemleri ve besinlerin dokusu, kıvamı gibi konuları inceler.

Moleküler Gastronomi
Bazı aşçılar bu bilim dalı sayesinde elde edilen bilgilerden yararlanarak ilginç görünümlü yiyecek ve içecekler üretirler.