Dünyanın kendi ekseni etrafında günlük 24 saatlik dönüşünün Coriolis kuvvetine neden olduğunu ve bunun da kasırgaların dönmesine ve ev kanalizasyonlarının Kuzey Yarımküre’de saat yönünün tersine ve saat yönünün tersine dönmesine neden olduğunu herkes bilir veya bildiğini sanır. Güney Yarımküre.
Aslında bunların hiçbiri doğru değil. Bazıları tamamen yanlış ve geri kalanı tam olarak gerçekte ne olduğu değil.
Dünya, dönen herhangi bir referans çerçevesinde görünecek olan Coriolis kuvvetini yapmaz. Bununla birlikte, böylesine büyük ve akışkan bir dünyada, basit bir kuvvetin görünüşte çok karmaşık etkileri olabilir ve bu nedenle efsane ve gerçek zamanla iç içe geçmiştir. Olayları daha iyi anlamak için, bu olağanüstü gücün ilk keşfedildiği daha basit günlere dönelim.
Düzgün ateş edemeyen çete
19. yüzyılın başlarında, savaşan ülkeler, yeni uzun menzilli toplarının tutarlı bir şekilde hedefleri kaçırmaya devam ettiğini fark etmeye başladılar. Savaş ekvatorun güneyinde veya kuzeyinde olsun, top mermisi her zaman topun sağına sapacaktı. 1835’te Fransız bir bilim adamı olan Gaspard Gustave de Coriolis bunun neden olduğunu anladı.
Teknolojinin genel durumu değiştirdiğini gördü. O zamana kadar, düşman hatları, top atışlarının A Tarafından B Tarafına düz bir çizgiyi takip edecek kadar birbirine her zaman yeterince yakındı. Şimdi A Tarafının topları, B Tarafını çok uzun bir mesafeden vuracak kadar güçlüydü, bu güzeldi. A Tarafı için, çünkü B Tarafının toplarının güvenli bir şekilde menzili dışında olabilirler ve yine de ateş edebilirler, ancak iki taraf arasındaki daha uzun mesafe, olaylara yeni bir faktör getirdi: Dünya’nın yarıçapı.
Coriolis, herkesin zaten bildiği bir şeye, Dünya’nın kendi ekseni etrafında yaklaşık 24 saatte dönen devasa bir küre olduğuna dikkat çekti. Gezegen Ekvator’da kutuplardan çok daha geniştir, bu nedenle ekvator bölgelerinin kutup bölgeleriyle aynı anda 24 saatlik dönüşü tamamlaması için orada gerçekten acele etmesi gerekir.
Ekvator yakınındaki bu artan dönüş hızı, tropiklerde neden gün batımından hemen sonra havanın karardığını açıklarken, kuzeye ve güneye gidildikçe alacakaranlık uzar, ta ki yılın zamanına bağlı olarak kutuplarda gündüz ve gece aylarca sürer.
Fransız daha sonra artan dönüş hızının Ekvatora en yakın olan A Tarafının toplarının hedeflerini kaçırmasının nedeni olduğunu açıkladı. A Tarafı, Dünya ile birlikte doğuya doğru, B Tarafından daha hızlı hareket ediyordu. Doğrudan tepedeki bir kuşun bakış açısından, A Tarafının top mermisi düz bir çizgide hareket eder, ancak yerde, top sağa doğru kıvrılır.
Bunu ilk başta takip etmek biraz zor, ancak West Florida Üniversitesi’nin bunu netleştirmeye yardımcı olan çok kolay bir çevrimiçi Flash sunumu var.
Coriolis kuvveti ve atmosfer
Dünya’nın atmosferi bir akışkandır ve tıpkı okyanuslar gibi akıntıları vardır ve West Florida Üniversitesi sunumu da Coriolis kuvvetinin onları nasıl etkilediğini gösterir.
Ekvator’daki ılık hava yükselir, soğur ve tekrar yüzeye doğru alçalır, Ekvator’dan kuzeye ve güneye 30 dereceye kadar Hadley hücreleri adı verilen geniş sirkülasyon kuşakları oluşturur. Her iki kutupta da soğuk hava, daha yoğun olduğu için yaklaşık 50 veya 60 derece kuzey ve güney enlemlerinde daha ılıman bölgelere akar; sonra ısınır, yükselir, soğur ve döngüyü polar sirkülasyon hücresi olarak tekrarlar.
Dünya, dönüşüyle birlikte atmosferi de sürükler, dolayısıyla bu kapalı sirkülasyonlar Coriolis kuvvetinden etkilenir. Hadley hücreleri, ekvatora en yakın oldukları için en güçlü şekilde sağa kaydırılır ve bu, doğudan esen yüzey rüzgarlarını, yelkenli gemilerdeki kaşiflerin ve tüccarların dünya okyanuslarında seyahat etmek için kullandıkları ünlü Ticaret Rüzgarlarını veya Doğu Rüzgarlarını oluşturur. asırlardır. Kutup hücreleri, Coriolis kuvveti tarafından minimum düzeyde kaydırılır, sadece kutuptan biraz aşağı kaymaya ve orta enlemlerdeki havayı hareket ettirmeye yetecek kadar.
Atmosferde 30 ila 55 derece kuzey ve güney arasında kapalı bir sirkülasyon yoktur, ancak bu orta enlem havası, Hadley ve kutup hücreleri ile etkileşimden içinde girdaplar oluştuğu için genel olarak sürekli hareket halindedir. Ayrıca Ekvator’a en yakın yerde daha sıcak ve kutupların yakınında daha soğuktur ve bu eşit olmayan ısıtma aynı zamanda orta enlem havasının yükselmesine ve düşmesine neden olur.
Tüm bu hareket üzerindeki Coriolis etkisi, aslında Hakim Batılılar olarak bilinen rüzgarlara batıya doğru bir eğilim yaratır. Bu, orta enlemlerde yaşıyorsanız, havanın neden size en çok batıdan geldiğini açıklar.
Kasırgalar ve Coriolis kuvveti
Atmosferdeki tüm bu aktivite, bazı alanların daha fazla havaya (ve dolayısıyla daha yüksek bir hava basıncına) sahip olacağı, diğerlerinin ise daha az havaya ve daha düşük bir basınca sahip olacağı anlamına gelir. Hava, yüksek basınç alanından düşük basınca doğru hareket etme eğilimindedir. Sıcaklık ve nem içeren karmaşık faktörlerle birlikte bu, tropikal siklonlara veya Atlantik’te ve Pasifik’in bazı kısımlarında adlandırıldığı gibi kasırgalara yol açan şeydir.
Coriolis kuvveti tek başına kasırgalara etki ederse, sürekli sağa hareket edecek ve sonunda daireler çizeceklerdi. Aslında yaptığı şey, alçak basınç alanına akan havayı biraz sağa doğru sarmal yapmaktır. Hava ne kadar hızlı hareket ederse, o kadar sağa doğru hızlanır ve çok geçmeden bir göz etrafında dönerek her zaman sağa doğru döner. Bu hareket Kuzey Yarımküre’de saat yönünün tersine ve Güney Yarımküre’de saat yönündedir.
Coriolis kuvveti ayrıca her yarım küredeki kasırga izlerini de etkiler.
Kanalizasyonlarımızdaki Coriolis kuvveti ve su
Dünya çok büyük ve kendi referans ölçeklerimizle karşılaştırıldığında her yerde dönme hızı çok hızlı, bu yüzden Coriolis kuvveti de çok güçlü olacak gibi görünüyor. Bu muhtemelen, suyun boşaltılmasının Kuzey Yarımküre’de saat yönünün tersine ve Güney Yarımküre’de saat yönünde döndüğüne dair yanlış inancın arkasındaki mantıktır. Kendi lavabonuzda nasıl çalıştığını kontrol edin: bazen su bir taraftan, bazen diğer taraftan tahliye olur. Her şey suyun lavaboya nasıl girdiğine bağlıdır.
Dikkate alınmayan şey, Atlantik kasırgası veya dolaşan bir Hadley hücresi ile karşılaştırıldığında, lavabolarımızdan ve küvetlerimizden boşalan küçük ölçekli sudur. Ayrıca gezegen günde sadece bir kez dönüyor. Bu su, kanalizasyona giderken kaç kez dönüyor? Göründüğü kadar garip, Coriolis kuvveti, suyun lavabolarımızdan ve küvetlerimizden boşalma yönünü etkilemek için çok zayıf.