Coriolis Etkisi ve Küresel Rüzgar Modellerini Nasıl Etkiliyor?
Coriolis Etkisi Nedir?
‘Coriolis etkisi’ veya Coriolis kuvveti basitçe rüzgâr sapması olarak tanımlanabilir.
Rüzgarlar ve okyanus akıntıları sürekli hareket halindedir. Bu hareket düz bir çizgiyi takip etmez, kıvrılır ve kıvrılır. Bu, küresel rüzgarların eğriliğinde ve dünya yüzeyinde serbestçe akan her şeyde fark edilen Coriolis etkisidir. Eğrilik, dünyanın ekseni üzerindeki dönüşünden kaynaklanır. Bu ilk on dokuzuncu yüzyıl Fransız mühendisi Gaspard C. Coriolis tarafından keşfedildi.
Ona göre, herhangi bir nesnenin yolu dönen bir yüzeyin üstünde hareket halinde ayarlanırsa, nesne o yüzeydeki nesnelerle ilgili olarak eğri olacaktır. Coriolis matematiksel formüllerin yardımıyla pozisyonunu açıkladı.
Coriolis Etkisi, hareket halindeki nesnelerin yeryüzüne, kuzey yarım küredeki sağa ve güney yarım küredeki sola sapmasına neden olan bir kuvvettir. Bunun sebebi dünyanın dönüşüdür. Fırtınaların yolunu ve siklonik hava sistemlerinin oluşumunu tahmin etmek için kullanılan önemli bir meteorolojik kuvvettir.
Vikipedi Coriolis etkisini şöyle tanımlar:
“ Fizikte Coriolis kuvveti, dönen bir referans karesine göre hareket halinde olan nesneler üzerinde hareket eden bir atalet kuvvetidir (aynı zamanda hayali bir kuvvet olarak da adlandırılır). Saat yönünde rotasyona sahip bir referans çerçevesinde, kuvvet nesnenin hareketinin soluna etki eder. ”
Coriolis Etkisi Neden Olur?
Ekvator yakınındaki bölgeler güneşin direkt ışınını alır. Güneşin etkisi burada kutuplardan daha güçlüdür. Ekvatora yakın alanlar, tüm yıl boyunca yüksek sıcaklıklar yaşarlar. Bu nedenle bu alandaki hava sıcaktır. Sıcak hava hafif ve atmosfere doğru yükselir. Kutuplardan soğuk hava, yerini almak için içeri girer. Hava her zaman yüksek basınç alanından düşük basınç alanına akar.
Dünya sürekli hareket halinde. Dünyanın bu hareketi , kuzeyden güneye doğru ekvatora doğru esen rüzgarların yönünü etkiler. Yolları, dünyanın dönüşü tarafından saptırılır. Bu Coriolis etkisidir. Kuzey tarafındaki rüzgar akımlarının (kuzey yarımküre) saat yönünün tersine dönmesinin ve ekvatorun güneyini, güney yarımküre, saat yönünde dönmesinin nedeni budur.
Coriolis Etkisi Nedenleri
Dünya’nın dönüşü
Dünya’nın, atalet kuvveti olan Coriolis etkisini yaratan rotasyonudur. Dünya, ekseni üzerinde batıdan doğuya, saat yönünün tersine döner. Yüzeyin üzerinde uzun bir mesafe boyunca akan bir şeyin saptırıldığı gözlenmiştir. Bu, dünyanın yüzeyinin üzerinde serbestçe hareket ettiği için, dünyanın nesnenin altında daha hızlı bir hızla hareket ettiği için ortaya çıkar.
Enlemde artış
Dünyanın dönme hızı, enlemdeki artışla azalır. Bununla Coriolis etkisi artar. Ekvatorda uçan bir pilot, herhangi bir belirgin sapma olmadan devam edebilir. Ekvatorun kuzeyine veya güneyine biraz ilerlerse, saptırılırdı. Direklerin yakınında pilot en fazla sapma yaşayacaktır.
Dünya’nın hızı
Dünyanın ekseninde dönerken hızı, Kutuplarda kutuplardan daha hızlıdır. Bunun sebebi Dünya’nın Ekvatorda çapının daha geniş olması ve kutuplarda daralmasıdır.
Coriolis Etkisinin Etkisi
Hava
Coriolis Etkisinin en güçlü etkisi, dünyanın dönüşünden etkilenen havalarda hissedilir. Dünya kendi ekseninde dönüyor ve hava durumu desenleri yaratıyor. Coriolis etkisi, fırtınaların Güney yarımkürede saat yönünde ve Kuzey Yarımküre’de saat yönünün tersine dönmesini sağlar.
Okyanus akıntılarının hareketi
Akımlar rüzgârın okyanusun suları boyunca hareket etmesinden kaynaklandığından, Coriolis etkisi okyanus akıntılarının hareketini de etkiler.
Oluşumlar
Okyanusun en büyük akımlarının çoğu, girdaplar denilen girdap oluşturarak sıcak, yüksek basınçlı alanlar etrafında dolaşır. Bu hava girdabı veya gyres, Coriolis etkisinin neden olduğu sapma olan spiral bir formasyona sahiptir.
Westerly rüzgarları
Kuzey Yarımküre’de, subtropikal yükseklerin üzerinde ve Güney Yarımküre’de, subtropikal yükseklerin altında, batıdan doğuya doğru rüzgarlar üfler. Bu rüzgarlar, geldikleri yerden sonra batı rüzgarları olarak adlandırılır. Kuzey Yarımküre’de, bu rüzgarlar sağa ve Güney Yarımküre’de sola doğru yöneliyor. Böylece batı rüzgarları subtropikal bölgelerden kutuplara doğru hareket eder.
Rüzgarlar
Doğrudan kuzey veya güney yönünde hareket eden hava, Coriolis etkisinden büyük oranda etkilenir. Sadece hava akışını değil, aynı zamanda havada dolaşan herhangi bir savaş başlığı veya roketi de değiştirir. Balistik bir kabuk, Kuzey Kutbu’ndan güneye doğru direkt olarak ateşlenirse, Coriolis etkisinden dolayı, güneye doğru yerleştirilen bir hedefin batısındaki bir dereceye kadar aşağıya iner.
Kuzey yarım kürede, güneye doğru hareket eden hava Coriolis etkisi için batıya doğru dönmektedir. Güneye doğru akan ekvator havasının yakınında, Dünya doğuya dönerken batıda hareket ediyor gibi görünüyor. Sonuç olarak, sadece hava durumları etkilenmez, aynı zamanda uçakların ve teknelerin hareketleri de etkilenir.
Coriolis etkisine gözlemci etkisi denir. Trenin dışındaki bir başka sabit nesneyi seyreden hareketli bir trende bir yolcuyla karşılaştırılmıştır. Trenin dışındaki kişi hareket ediyor gibi görünüyor. Benzer şekilde, hava akımları orijinal yollarından Coriolis etkisi altında bir tarafa hareket ediyor gibi görünmektedir. Ancak hareket eden gözlemcidir. Dönen Dünya hareketli bir trenle karşılaştırılabilir. Hava yönünü değiştiren bir gözlemci taşır. Havanın yönlü değişimi daima batıya doğrudur.
Dönen Nesnelerin hareketi
Rüzgarı saptırmak için görünen görünmez güç Coriolis kuvveti. Coriolis kuvveti, dönen nesneler üzerindeki hareket için geçerlidir. Nesnenin kütlesi ve nesnenin dönme hızı tarafından belirlenir. Coriolis kuvveti nesnenin eksenine diktir. Dünya kendi ekseni üzerinde batıdan doğuya doğru döner. Bu nedenle Coriolis kuvveti kuzey-güney doğrultusunda hareket eder. Coriolis kuvveti Equator’da sıfırdır.
Coriolis kuvveti matematiksel denklemlerde yararlı olsa da, aslında hiçbir fiziksel güç yoktur. Bunun yerine, havadaki bir nesneden farklı bir hızda hareket eden yer.
Kuzey Yarımküre’de, yüksek basınçlı sistemlerden gelen rüzgar sağdaki düşük basınçlı sistemleri geçer. Bu, sistemin saat yönünün tersine dönmesine neden olur. Düşük basınçlı sistemler genellikle fırtınalar getirir. Bu, Kasırgalar ve diğer fırtınaların Kuzey Yarımküre’de saat yönünün tersine döneceği anlamına gelir. Güney Yarımküre’de fırtınalar saat yönünde dönüyor. Dünya diğer gezegenlerle karşılaştırıldığında oldukça yavaş döner. Yerkürenin yavaş dönüşü Coriolis etkisinin küvetteki suyun tahliyesi gibi küçük hareketlerde görülmesi için yeterince güçlü olmadığı anlamına gelir.
Coriolis etkisi bir öğenin artan hızı ile artar, hava akışlarını önemli ölçüde bozar ve sonuç olarak rüzgar.
Son olarak, Coriolis etkisi bu doğal olaylara ek olarak insan yapımı nesneler için önemlidir. Coriolis etkisinin en önemli etkilerinden biri, saptırma düzlemleri ve füzeleridir.