”Coriolis-ilmiö” tai Coriolis-voima voidaan määritellä yksinkertaisesti Tuulen taipumisena.
tuulet ja merivirrat ovat jatkuvassa liikkeessä. Tämä liike ei seuraa suoraa linjaa vaan kaartuu ja kaartuu. Tämä on Coriolis-ilmiö, joka on havaittavissa globaalien tuulten kaarevuudessa, ja kaikki, mikä on vapaasti virtaamassa maapallon pinnan yli. Kaarevuus johtuu maan pyörimisestä akselillaan. Sen löysi ensimmäisenä Gaspard C. Coriolis, 1800-luvun ranskalainen insinööri.
hänen mukaansa jos jonkin kappaleen polku on liikkeessä pyörivän pinnan yläpuolella, kappale kaartuu suhteessa kyseisen pinnan kappaleisiin. Coriolis selitti kantaansa matemaattisten kaavojen avulla.
Coriolis-ilmiö on voima, joka saa liikkeessä olevat kappaleet taipumaan – suhteessa maahan, oikealle pohjoisella pallonpuoliskolla ja vasemmalle eteläisellä pallonpuoliskolla. Tämä johtuu maapallon pyörimisliikkeestä. Se on tärkeä meteorologinen voima, jota käytetään ennustamaan myrskyjen kulkua ja syklonisten sääjärjestelmien muodostumista.
Wikipedia määrittelee Coriolis-ilmiön seuraavasti:
” Coriolis-voima on fysiikassa inertiaalinen voima (kutsutaan myös fiktiiviseksi voimaksi), joka vaikuttaa liikkeessä oleviin kappaleisiin suhteessa pyörivään viitekehykseen. Myötäpäivään pyörivässä vertailukehyksessä voima vaikuttaa kappaleen liikkeen vasemmalle puolelle.”
Miksi Coriolis-Ilmiö Tapahtuu?
Päiväntasaajan lähellä olevat alueet saavat suoran auringonsäteen. Auringon vaikutus on täällä voimakkain kuin navoilla. Päiväntasaajan lähellä olevilla alueilla koetaan korkeita lämpötiloja ympäri vuoden. Tästä syystä ilma tämän alueen ympärillä on lämmintä. Lämmin ilma on kevyttä ja nousee ylemmäs kohti ilmakehää. Napojen kylmä, tiheä ilma syöksyy sisään ottamaan sen paikan. Ilmaa virtaa aina korkeapaineen alueelta matalapaineen alueelle.
maa on jatkuvassa liikkeessä. Tämä maan liike vaikuttaa pohjoisesta ja etelästä päiväntasaajaa kohti puhaltavien tuulten suuntaan. Maan pyörimisliike muuttaa heidän reittiään. Tämä on Coriolis-ilmiö. Tämä on syy, miksi pohjoisella puolella (pohjoisella pallonpuoliskolla) tuulivirrat pyörivät vastapäivään ja joka puhaltaa päiväntasaajan eteläpuolella, eteläisellä pallonpuoliskolla, pyörii myötäpäivään.
Coriolis-ilmiön syyt
Maan pyöriminen
Maan pyöriminen aiheuttaa Coriolis-ilmiön, joka on inertiaalinen voima. Maa pyörii akselinsa ympäri vastapäivään lännestä itään. On havaittu, että kaikki, mikä virtaa pitkän matkan sen pinnan yläpuolella, taipuu. Tämä johtuu siitä, että kun jokin liikkuu vapaasti maan pinnan yläpuolella, maa liikkuu kohteen alla itään nopeammalla nopeudella.
leveysasteen nousu
maapallon pyörimisnopeus pienenee leveysasteen kasvaessa. Tämän myötä Coriolis-ilmiö kasvaa. Lentäessään päiväntasaajalla lentäjä voi jatkaa ilman selvää taipumaa. Jos hän liikkuu hieman Päiväntasaajan Pohjois-tai eteläpuolella, hän taipuu. Napojen lähellä lentäjä kokee eniten taipumista.
maan nopeus
maan pyörimisnopeus akselillaan on päiväntasaajalla nopeampi kuin navoilla. Tämä johtuu siitä, että maapallo on halkaisijaltaan leveämpi päiväntasaajalla ja kapeampi navoilla.
Coriolis-ilmiön vaikutus
sää
Coriolis-ilmiön voimakkain vaikutus tuntuu säässä, johon maapallon pyöriminen vaikuttaa. Maa pyörii omalla akselillaan ja luo säätiloja. Coriolis-ilmiö saa myrskyt pyörimään eteläisellä pallonpuoliskolla myötäpäivään ja pohjoisella pallonpuoliskolla vastapäivään.
merivirtojen liike
koska virtauksia ohjaa tuulen liike valtameren veden yli, Coriolis-ilmiö vaikuttaa myös merivirtojen liikkeeseen.
Gyres
monet valtameren suurimmista virtauksista kiertävät lämpimien, korkeapaineen alueiden ympärillä muodostaen pyörteen nimeltä gyres. Näissä ilmapyörteissä eli hyrrissä on spiraalimuodostuma, joka on Coriolis-ilmiön aiheuttama taipuma.
länsituulet
pohjoisella pallonpuoliskolla subtrooppisten ylänköjen yläpuolella ja eteläisellä pallonpuoliskolla subtrooppisten ylänköjen alapuolella tuulet puhaltavat lännestä kohti itää. Näitä tuulia kutsutaan länsituuliksi sen suunnan mukaan, mistä ne tulevat. Pohjoisella pallonpuoliskolla nämä tuulet kääntyvät oikealle ja eteläisellä pallonpuoliskolla vasemmalle. Näin länsituulet siirtyvät subtrooppisilta alueilta napoihin.
liikkuvat tuulet
Coriolis-ilmiö vaikuttaa suuresti suoraan pohjoiseen tai etelään liikkuvaan ilmaan. Se ei muuta ainoastaan ilmavirtausta, vaan myös minkä tahansa ilmassa kulkevan taistelukärjen tai raketin. Jos ballistinen kranaatti ammutaan Coriolis-ilmiön vuoksi pohjoisnavalta suoraan kohti etelää, se osuu jossain määrin suoraan etelään sijoitetun kohteen länsipuolelle.
pohjoisella pallonpuoliskolla etelään liikkuva ilma kääntyy Coriolis-ilmiön vuoksi länteen. Lähellä päiväntasaajaa etelään virtaava ilma näyttää liikkuvan länteen maan kääntyessä itään. Tämä vaikuttaa paitsi sääolosuhteisiin myös lentokoneiden ja veneiden liikkeisiin.
Coriolis-ilmiötä on kutsuttu havaitsijailmiöksi. Sitä on verrattu liikkuvassa junassa olevaan matkustajaan, joka katselee toista paikallaan olevaa kohdetta junan ulkopuolella. Junan ulkopuolella oleva henkilö näyttää liikkuvan. Samoin ilmavirtaukset näyttävät siirtyvän sivuun Coriolis-ilmiön vaikutuksesta, alkuperäiseltä reitiltään. Tarkkailija kuitenkin liikkuu. Pyörivää maata voidaan verrata liikkuvaan junaan. Se kuljettaa tarkkailijaa, joka näkee ilman muuttavan suuntaa. Ilman suuntamuutos on aina kohti länttä.
pyörivien kappaleiden liike
näkymätön voima, joka näyttää taipuvan tuulen suuntaan, on Coriolisvoima. Coriolis-voima koskee liikettä pyörivissä kappaleissa. Se määräytyy kappaleen massan ja kappaleen Pyörimisnopeuden mukaan. Coriolis-voima on kohtisuorassa kappaleen akseliin nähden. Maa pyörii akselinsa ympäri lännestä itään. Coriolis-voima toimii siis pohjois-etelä-suunnassa. Corioliksen voima on päiväntasaajalla nolla.
vaikka Coriolis-voima on hyödyllinen matemaattisissa yhtälöissä, siihen ei todellisuudessa liity fyysistä voimaa. Sen sijaan maa liikkuu eri nopeudella kuin ilmassa oleva kappale.
pohjoisella pallonpuoliskolla korkeapainejärjestelmien tuuli ohittaa matalapainejärjestelmät oikealla. Tämä saa systeemin pyörimään vastapäivään. Matalapaineet tuovat yleensä myrskyjä. Tämä tarkoittaa, että hurrikaanit ja muut myrskyt kieppuvat pohjoisella pallonpuoliskolla vastapäivään. Eteläisellä pallonpuoliskolla myrskyt pyörivät myötäpäivään. Maa pyörii melko hitaasti verrattuna muihin planeettoihin. Maan hidas pyöriminen tarkoittaa, että Coriolis-ilmiö ei ole tarpeeksi voimakas, jotta se näkyisi pieninä liikkeinä, kuten veden valumisena kylpyammeeseen.
Coriolis-ilmiö voimistuu kappaleen lisääntyessä, se kääntää merkittävästi ilmavirtauksia ja sen seurauksena tuulta.
lopulta Coriolis-ilmiö on näiden luonnonilmiöiden lisäksi tärkeä ihmisen tekemille kappaleille. Coriolis-ilmiön merkittävimpiä vaikutuksia ovat sen ohjukset ja lentokoneet.