Эффект Кориолиса, названный в честь его первооткрывателя, французского математика Гаспара Гюстава де Кориолиса (1792-1843), описывает отклонение траектории объектов, не связанных с землей, таких как ветры, штормы, ураганы, самолеты и т.д. Этот эффект влияет на поведение многих крупномасштабных погодных условий. Проще говоря, эффект Кориолиса возникает в результате вращения Земли. Земля совершает один оборот каждые 24 часа. Однако у экватора Земля шире, чем у полюсов, что означает, что Экватор вращается быстрее, чем полюса. Экватор вращается со скоростью почти 1600 километров (1000 миль) в час, в то время как в полярных регионах Земли вращение происходит гораздо медленнее (около 0,00008 километра, или 0,00005 мили в час). Это несоответствие скорости вращения в разных регионах Земли приводит к кажущемуся изгибу / отклонению от линейной траектории объекта. Другими словами, наличие вращающейся системы отсчета, вращение Земли вокруг своей оси, приводит к возникновению явления Кориолиса.
Крупномасштабные жидкости, распространяющиеся по большим площадям, в основном воздушные потоки, отклоняются вправо в северном полушарии при движении на север, в то время как в южном полушарии эти жидкости отклоняются влево при движении на юг. Эта невидимая сила, которая, по-видимому, отклоняет ветер, известна как сила Кориолиса. Важно отметить, что эта сила на самом деле не является силой, а представляет собой то, что известно как псевдосила. Не существует физического взаимодействия, которое заставляет ветры отклоняться, но появление этого отклонения может быть математически объяснено существованием силы, отсюда и название псевдосила.
Влияние На Погодные Условия
Циклоны и пассаты являются прямыми примерами действия эффекта Кориолиса. Циклоны — это системы низкого давления, которые вращаются по спирали к своему центру; воздух на границах циклона находится в состоянии высокого давления и, таким образом, естественным образом диффундирует к области низкого давления в центре. В Северном полушарии эта диффузия происходит против часовой стрелки, когда воздух по спирали движется к центру. В Южном полушарии течения отклоняются влево, что означает, что штормовые системы будут вращаться по часовой стрелке, противоположной той, что в северном полушарии.
Эффект Кориолиса не только влияет на штормовые системы, но и способствует формированию основных и регулярных ветровых режимов по всей планете. Воздух нагревается и впоследствии поднимается на экваторе, а затем течет к полюсам. В Северном полушарии эти воздушные потоки отклоняются вправо (на восток) по мере продвижения на север. По мере охлаждения потоки опускаются обратно к земле. По мере того, как течение спадает, оно постепенно перемещается с северо-востока на юго-запад по направлению к экватору. Непрерывный процесс циркуляции воздуха известен как пассаты. Местные ветры влияют на прибрежные течения, в то время как сложные глобальные ветровые системы влияют на поверхностные океанские течения. Эффект Кориолиса влияет как на местные ветры, так и на глобальные ветровые системы, поэтому ясно, что эффект Кориолиса влияет на многие аспекты динамики Земли. Этот эффект очень важен для наук о Земле, то есть метеорологии, физической геологии, океанографии и даже аэродинамики.
Эффект Кориолиса На Других Планетах
Земля вращается относительно медленно по сравнению с другими известными планетами. Медленное вращение Земли означает, что эффект Кориолиса недостаточно силен, чтобы его можно было увидеть на малых скоростях на коротких расстояниях. На Юпитере отклонение, вызванное эффектом Кориолиса, настолько сильное, что обычные погодные условия чрезвычайно искажены. Это происходит потому, что Юпитер имеет самое быстрое вращение в Солнечной системе со скоростью около 45 583 км / час. Высокая скорость вращения Юпитера демонстрирует экстремальный пример эффекта Кориолиса, преобразующего ветры с севера на юг в ветры с востока на запад, некоторые из которых распространяются с ошеломляющей скоростью более 610 километров (380 миль) в час. Различия между ветрами, которые дуют в основном на восток, и теми, которые дуют в основном на запад, создают четкие горизонтальные разделения, называемые поясами, среди облаков планеты. Границы между этими быстро движущимися поясами являются чрезвычайно активными штормовыми регионами. Большое красное пятно — самый известный из этих штормов, бушующий почти 180 лет.
Эффект Кориолиса играет активную роль в динамическом движении атмосферы Земли и ее погодных условиях. Наличие вращающейся системы отсчета приводит к тому, что объекты, движущиеся в продольном направлении, отклоняются от своей прямолинейной траектории. Это расхождение, приписываемое эффекту Кориолиса, объясняет большинство крупномасштабных перемещений в воздухе, будь то ветры, облака, штормы и даже самолеты. Есть свидетельства того, что эффект Кориолиса присутствует и на других планетах. Юпитер, будучи самой быстро вращающейся планетой в нашей солнечной системе, испытывает сильное воздействие силы Кориолиса. Ветры и движения газов отклоняются настолько заметно, что в атмосфере Юпитера появляются горизонтальные разделения, называемые поясами. Эффект Кориолиса позволяет понимать и изучать погодные условия на Земле и на других планетах, наряду с оказанием помощи в изучении метеорологии, физической геологии, океанографии и аэродинамики.