Gelgit

Gelgit veya med cezir, bir gök cisminin başka bir gök cismine uyguladığı kütleçekimi nedeniyle her iki cisimde meydana gelen şekil bozulmaları. En çok bilineni, her bir ay gününde Ay ve Güneş'in göreli konumlarındaki değişmeler sonucu kütleçekimlerinde meydana gelen farklılıklar nedeniyle deniz seviyesindeki yükselme ve alçalmalardır.

Galileo 1632'de yayımladığı "Gelgit Üzerine Diyalog" (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo) kitabında gelgit için "Denizdeki suların, Dünya'nın Güneş etrafında dönmesi sonucu savrulmasıdır." diyerek yanılgıya düşmüştür. Gelgitin kütleçekim kuvveti sonucu oluştuğu 1687'de Newton'ın Principia eserinde açıklanmıştır. 18. yüzyılda su yüksekliğini hesaplayacak tablolar geliştirilmiştir. Günümüzde ise su yüksekliği, akıntılar ve gelgitin oluşacağı zaman bilgisayarlarla hesaplanmaktadır.

Ay yerküre etrafında dönerken yerkürenin bir yüzü Ay'a daima daha yakındır. Bu durumda Ay'a yakın yerdeki sular ay tarafından kendine doğru çekilirler. Bu arada kabaran suların arkasında bulunan boşlukları yanlardan gelen sular doldurur. Böylece Dünya’nın Ay'a bakan yüzeyinde sular yükselirken, diğer yerlerde alçalır. Bu yükselme ve alçalma birbirini devamlı izler.

Dünya yüzeyinde Ay’ın (veya Güneş’in) çekim alanı farkı, gelgit oluşturan güç olarak bilinir. Bu gelgit hareketini oluşturan temel mekanizmadır ve günde iki yüksek gelgite neden olan iki eşit-potansiyel gelgit tümseğini açıklamaktadır.

Gelgit olayını etkileyen bir diğer faktör de Güneş'tir. Ay, Dünya ile Güneş arasındayken güneş etkisi çok; Ay, Güneş'e göre 90 derece farklı tarafta ise güneş etkisi azdır. Gelgit olayı ilk ve ikinci dördün evrelerinde en düşük, yeni ay ve dolunay evrelerinde en büyük değeri alır. Bir yerde sular kabarırken Ay, o yer için gökyüzünün en yüksek noktasındadır.

Herhangi bir yerde gelgit olayı her gün aynı saatte olmaz. Bir önceki günden 50 dakika daha geç oluşur. Buna Liman Gecikmesi denir. Nedeni ise Güneş günü ile Ay günü arasındaki 50 dakikalık farktır. Bir meridyen, Ay'ın karşısına geldikten sonra dünya dönerek aynı alana 24 saatte gelir, fakat bu sırada Ay dünya çevresindeki yörüngesinde döndüğü için biraz ilerlemiştir, 50 dakika sonra meridyen yeniden ay karşısına gelir. Böylece Ay günü 24 saat 50 dakika olur.

Gelgit olayındaki sürtünmelerden dolayı yerkürenin kendi etrafındaki dönme hızı azalır. Böylece günler yavaş yavaş uzar. Gelgit olayındaki sürtünme Dünya’nın dönme hızında yavaşlamaya neden olurken, Ay'ın da her yıl Dünya’dan 3,8 cm uzaklaşmasına neden olur.

Kurumsal çalışmalar ve gözlemler, kabarma ve alçalmaların sıfır olduğu noktaların bulunduğunu ortaya çıkarmıştır; kabarma ve alçalmalar bu noktalar çevresinde (saat yönünde ya da ters yönde) döner. Akdeniz, Karadeniz ve Baltık Denizi gibi, neredeyse tamamen kapalı denizlerde, doğrudan yerel gelgit kuvvetlerinin etkisiyle bir duran dalga oluşur. Bu denizlerde gelgit genliği oldukça küçüktür (santimetre ölçeğindedir). Açık okyanuslarda genellikle bir metreden azdır. Körfezlerde ve bunlara bitişik denizlerde genlik çok daha büyük olabilir. Çünkü gelgit dalgası kıta sahanlığının sığ sularına girince, ilerleme hızı yavaşlar ve enerji küçük bir hacimde biriktiği için gelgit yükselme ve alçalmaları büyük boyutlara ulaşabilir.

Karışık gelgit ise; genellikle Kuzey Amerika kıyıları ve Avustralya kıyılarında görülen, iki yükselme ve iki alçalma ile bütünleşik şekilde oluşan gelgit olayına verilen isimdir.

Gelgit değişiklikleri değişen süreler boyunca hareketler birbirini etkiler. Bu etkilere gelgit bileşenleri denir. Birincil bileşenler Dünya'nın dönme, Ay ve Dünya'nın ekvator üzerinde, Ay'ın yükseklik (kot değişimleri) ve Güneş bağlı konumlarıdır. Bunlar, yarısından daha az bir gün süre ile varyasyonlarıdır yani harmonik bileşenleri denir. Bunun tersine ise, gün, ay veya yıl döngüleri olarak adlandırılır ve bu bileşenlere de uzun süreli bileşenler denir. Gelgit kuvvetleri, tüm dünyayı etkiler, ancak bu etkileme çok azdır. Bunun sebebi ise katı Dünya'nın hareketi sadece birkaç santimetre olduğu içindir.

Haliçler oluşur. Deniz yükseldiği zaman akarsuların ağız kısımlarına sokulur ve haliç şekli meydana gelir. Bu çeşit kıyılara haliç tipi kıyılar denir.

Gelgit hareketlerinin enerjiye dönüştürülme fikri 11. yüzyıla kadar dayanır. O zamanlar, değirmenciler tahıl öğütürken gelgit hareketlerinden faydalanırlardı, şimdi ise; gelgit hareketlerinden doğan enerji, gelişmiş makineler vasıtasıyla elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Diğer bir deyişle Gel-git ve akıntı enerjisi, gelgit veya okyanus akıntısı nedeniyle yer değiştiren su kütlelerinin sahip olduğu kinetik veya potansiyel enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesidir. Bilim adamları bu güçten yararlanarak suyun yükselmesiyle gelen akıntıdan ve yine alçalmasından meydana gelen ters yöndeki akıntıdan yararlanmışlar ve çok büyük kapasiteli elektrik jeneratörleri kurmuşlardır.

Okyanuslarda henüz kullanılmamış ve maliyetli bir enerji türü olan gelgit enerjisi ile suyun kabarması ve inmesi şeklinde gelişen gelgit hareketi süresince suyun hareket enerjisinin kullanılması mümkündür. Gelgit enerjisinin %8-25'i faydalı hale dönüştürülebilir.

Gelgit enerjisinden yararlanmak için sahillerin okyanusa açık olması gerekmektedir. Bu nedenle, gelgit enerjisi Türkiye açısından uygun olmamaktadır. Gelgit hareketlerinden elektrik üretmek için, alçalan ve yükselen gelgit arasındaki farkın en az beş metre olması gerekmektedir. Yeryüzünde bu büyüklükte gelgitlerin bulunduğu yaklaşık kırk bölge vardır.

Körfezler, gelgit enerjisi üretmek için en ideal bölgeleri teşkil etmektedir. Mühendisler gelgitlerden enerji elde etmek için bir halice veya körfeze boydan boya baraj veya barikat kurarak gelgitleri sıkıştırmış ve gelgit barajın diğer tarafında yeterli su seviye farkını ürettiğinde geçitler açılmış, su türbinlere doğru akmış ve türbinler elektrik jeneratörleri vasıtasıyla elektrik üretmiştir.

Bir diğer gelgit teknolojisi olarak da gelgit çitleri tasarlanmıştır. Gelgit çitleri, dev turnikeleri andırmaktadır. Bu turnikeler gelgitler olduğunda dönerek enerji üretmektedir. Henüz dünyanın hiçbir yerinde gelişmiş gelgit çitleri yoktur. Ancak Filipinler'de bu teknoloji için planlar yapılmaktadır.

Gelgit enerjisinden yararlanmak için tasarlanan bir diğer yöntem ise; suyun altına yerleştirilecek gelgit türbinleridir. Avrupa Birliği yetkilileri Avrupa’da bu iş için uygun 106 bölge tespit etmişlerdir. Ayrıca Filipinler, Endonezya, Çin ve Japonya’da gelecekte geliştirilebilecek su altı türbini alanlarına sahiptirler. Gelgit enerjisinden, Rusya ve Fransa gibi ülkelerde, 400 kilo watt’tan 240 milyon watt’a varan kapasitelerde yararlanmak istemişlerdir. Hesaplamalara göre yeryüzündeki okyanuslardaki gelgit hareketleri her gün devamlı olarak 3 bin milyar kilo watt enerjinin yüzde 2’sinin (toplam 60 milyar watt) elektrik enerjisine dönüştürülebileceği tahmin edilmektedir.

Bilinen en büyük gelgit Kanada'daki Fundy Körfezi içinde oluşur; burada 21 metre yüksekliğe kadar kabarmalar gözlenmiştir. Fundy Körfezi'nde denizin altı saatlik yükselişi sırasında kara, 100 milyar ton su ile dolar. Bu miktar dünyadaki tüm nehirlerin toplam su miktarına yakındır.