Wissenschaft

Die Coriolis-Kraft: Ein Überblick

Die Coriolis-Kraft beschreibt die … aller frei beweglichen Objekte, einschließlich des Windes, um sich rechts von ihrem Bewegungspfad in der nördlichen Hemisphäre (und links in der südlichen Hemisphäre) abzulenken. Da der Coriolis-Effekt eine  scheinbare  Bewegung ist (abhängig von der Position des Beobachters), ist es nicht einfach, den Effekt auf  Winde im Planetenmaßstab zu visualisieren  . In diesem Tutorial lernen Sie, warum Winde auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt werden.

 

Die Geschichte

Zunächst wurde der Coriolis-Effekt nach Gaspard Gustave de Coriolis benannt, der das Phänomen erstmals 1835 beschrieb.

Winde wehen aufgrund eines Druckunterschieds. Dies ist als Druckgradientenkraft bekannt . Stellen Sie sich das so vor: Wenn Sie einen Ballon an einem Ende zusammendrücken, folgt die Luft automatisch dem Weg des geringsten Widerstands und arbeitet in Richtung eines Bereichs mit niedrigerem Druck. Lassen Sie Ihren Griff los und die Luft strömt zurück in den Bereich, den Sie (zuvor) gedrückt haben. Luft funktioniert ähnlich. In der Atmosphäre ahmen Hoch- und Niederdruckzentren das Drücken Ihrer Hände im Ballonbeispiel nach. Je größer der Unterschied zwischen zwei Druckbereichen ist, desto höher ist die Windgeschwindigkeit .

 

Coriolis Machen Sie Veer nach rechts

Stellen wir uns nun vor, Sie sind weit von der Erde entfernt und beobachten einen Sturm, der sich auf ein Gebiet zubewegt. Da Sie in keiner Weise mit dem Boden verbunden sind, beobachten Sie die Rotation der Erde als Außenseiter. Sie sehen, wie sich alles als System bewegt, während sich die Erde am Äquator mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1670 km / h bewegt. Sie würden keine Änderung in der Richtung des Sturms bemerken. Der Sturm scheint sich in einer geraden Linie zu bewegen.

Am Boden bewegen Sie sich jedoch mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Planet und werden den Sturm aus einer anderen Perspektive sehen. Dies ist hauptsächlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Erde von Ihrem Breitengrad abhängt. Um die Rotationsgeschwindigkeit zu ermitteln, in der Sie leben, nehmen Sie den Kosinus Ihres Breitengrads und multiplizieren Sie ihn mit der Geschwindigkeit am Äquator. Weitere Informationen finden Sie auf der Website Ask a Astrophysicist. Für unsere Zwecke müssen Sie grundsätzlich wissen, dass sich Objekte am Äquator an einem Tag schneller und weiter bewegen als Objekte in höheren oder niedrigeren Breiten.

Stellen Sie sich nun vor, Sie schweben genau über dem Nordpol im Weltraum. Die Erdrotation vom Aussichtspunkt des Nordpols aus gesehen ist gegen den Uhrzeigersinn. Wenn Sie einem Beobachter auf einer nicht rotierenden Erde einen Ball in einem Breitengrad von etwa 60 Grad nach Norden werfen würden, würde sich der Ball in einer geraden Linie bewegen, um von einem Freund gefangen zu werden. Da sich die Erde jedoch unter Ihnen dreht, würde der Ball, den Sie werfen, Ihr Ziel verfehlen, weil die Erde Ihren Freund von Ihnen weg dreht! Denken Sie daran, dass sich der Ball NOCH in einer geraden Linie bewegt – aber die Rotationskraft lässt den Eindruck entstehen, dass der Ball nach rechts abgelenkt wird.

 

Coriolis Südliche Hemisphäre

Das Gegenteil ist in der südlichen Hemisphäre der Fall. Stellen Sie sich vor, Sie stehen am Südpol und sehen die Rotation der Erde. Die Erde scheint sich im Uhrzeigersinn zu drehen. Wenn Sie es nicht glauben, versuchen Sie, einen Ball zu nehmen und ihn an einer Schnur zu drehen.

  1. Befestigen Sie eine kleine Kugel an einer Schnur von etwa 2 Fuß Länge.
  2. Drehen Sie den Ball gegen den Uhrzeigersinn über Ihrem Kopf und schauen Sie nach oben.
  3. Obwohl Sie den Ball gegen den Uhrzeigersinn drehen und die Richtung NICHT geändert haben, scheint er beim Aufblicken auf den Ball vom Mittelpunkt aus im Uhrzeigersinn zu laufen!
  4. Wiederholen Sie den Vorgang, indem Sie auf den Ball hinunterblicken. Beachten Sie die Änderung?

Tatsächlich ändert sich die Spinrichtung nicht, aber sie scheint sich geändert zu haben. In der südlichen Hemisphäre würde der Beobachter, der einem Freund einen Ball wirft, sehen, wie der Ball nach links abgelenkt wird. Denken Sie auch hier daran, dass sich der Ball tatsächlich in einer geraden Linie bewegt.

Wenn wir dasselbe Beispiel noch einmal verwenden, stellen Sie sich jetzt vor, Ihr Freund ist weiter weggezogen. Da die Erde ungefähr kugelförmig ist, muss die Äquatorregion in derselben 24-Stunden-Periode eine größere Strecke zurücklegen als ein Gebiet mit höherem Breitengrad. Die Geschwindigkeit des Äquatorbereichs ist also größer.

Eine Reihe von Wetterereignissen verdanken ihre Bewegung der Coriolis-Truppe, darunter:

  • die Drehung von Niederdruckgebieten gegen den Uhrzeigersinn (auf der Nordhalbkugel)

Aktualisiert von Tiffany Means

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