🌪 Η δύναμη Coriolis — Η κρυφή αιτία πίσω από κυκλώνες & αντικυκλώνες
Πώς η περιστροφή της Γης γεννά στροβιλισμούς στον αέρα
Από το Διάστημα, οι κυκλώνες φαίνονται σαν τέλειες σπείρες. Κάτω όμως από την ομορφιά τους, κρύβονται άνεμοι εκατοντάδων km/h και ρευστοδυναμικές ισορροπίες. Το εργαλείο-κλειδί; Η δύναμη Coriolis.
• Γη → περιστροφή → εκτροπή ανέμων
• Βόρειο Ημισφαίριο → δεξιά εκτροπή
• Νότιο Ημισφαίριο → αριστερή εκτροπή
• Κυκλώνες: αντίθετη φορά ανά ημισφαίριο λόγω Coriolis
📌 1. Τι είναι η Coriolis;
Για ταχύτητα ρευστού $\vec{u}$ σε περιστρεφόμενο σύστημα με γωνιακή ταχύτητα $\vec{\Omega}$:
\[ \vec{a}_C = -2\,\vec{\Omega} \times \vec{u} \]
Δεν αλλάζει το μέτρο της ταχύτητας — μόνο την κατεύθυνση.
Ο μετεωρολογικός ορισμός:
\[ f = 2\Omega\sin\varphi \]
Στον Ισημερινό $f≈0$ → σχεδόν κανένας κυκλώνας δεν ξεκινά εκεί.
📌 2. Ρευστοδυναμικές εξισώσεις της ατμόσφαιρας
Η εξίσωση κίνησης (Navier–Stokes σε περιστροφή) γίνεται:
\[ \rho\frac{D\vec{u}}{Dt} = -\nabla p - 2\rho\,\vec{\Omega}\times\vec{u} + \rho\vec{g} \]
Για μεγάλες ατμοσφαιρικές ροές, η επιτάχυνση $D\vec{u}/Dt$ συχνά μικρή ⇒ γεωστροφική ισορροπία:
\[ \nabla p + 2\rho\,\vec{\Omega}\times\vec{u} \approx 0 \]
Σε δισδιάστατη μορφή:
\[ fv = \frac{1}{\rho}\,\frac{\partial p}{\partial x}, \qquad fu = -\frac{1}{\rho}\,\frac{\partial p}{\partial y} \]
📌 3. Κυκλώνες & Αντικυκλώνες — ποιος γυρίζει πού;
Βόρειο ημισφαίριο → Αντικλοκ
Νότιο ημισφαίριο → Κλοκ
Βόρειο → Κλοκ
Νότιο → Αντικλοκ
Η τριβή κοντά στο έδαφος «σπάει» την ισορροπία, επιτρέποντας σύγκλιση/απόκλιση αέρα προς τα κέντρα των συστημάτων.
📌 4. Μικροί & μεγάλοι μύθοι
- ❌ Το νερό στην μπανιέρα δεν στρίβει από την Coriolis
- ✔ Οι τροχιές πυραύλων και αεροσκαφών επηρεάζονται σημαντικά
- ✔ Τα ωκεάνια ρεύματα υπακούν επίσης στη γεωστροφική φυσική
Χωρίς Coriolis → δεν υπάρχει ο καιρός όπως τον ξέρουμε.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου