Efekt Coriolisa. Dlaczego huragany kręcą się w różnych kierunkach?

Efekt Coriolisa to zjawisko, które na co dzień może wydawać się tajemnicze, ale ma fundamentalny wpływ na zjawiska pogodowe i ruch ciał na Ziemi. Dlaczego huragany na półkuli północnej obracają się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, a na południowej – zgodnie z nim? Czy to prawda, że woda w zlewie wiruje inaczej w różnych częściach świata?

Spis treści:

Na czym polega efekt Coriolisa?
W którą stronę "kręcą się" huragany? To zależy od półkuli
Czy efekt Coriolisa działa na wodę w odpływie zlewu?

Na czym polega efekt Coriolisa?

Mówiąc najprościej, efekt Coriolisa sprawia, że różne rzeczy podróżujące na duże odległości wokół Ziemi (np. samoloty, masy powietrza, czy prądy oceaniczne) wydają się poruszać po krzywej, a nie po linii prostej.

To dziwne zjawisko, ma dość proste, choć mocno nieintuicyjne wyjaśnienie – różne części Ziemi poruszają się z różnymi prędkościami.

Wszyscy wiemy, że jeden obrót wokół własnej osi zajmuje naszej planecie 24 godziny. Jeżeli staniemy o metr od jednego z biegunów Ziemi, to dla obserwatora zawieszonego bezpośrednio nad biegunem przez 24 godziny pokonamy "zawrotny" dystans 6,28 metra (ze wzoru na obwód okręgu). Jeśli jednak wytrzymamy w bezruchu dobę na równiku, to w tym czasie pokonamy aż 40 075 km, czyli blisko 1700 km na godzinę. Jak widać różnica jest dramatyczna.

Zrozumienie konsekwencji tego zjawiska ułatwia wyobrażenie sobie sytuacji, w której wyjątkowo uzdolniony łucznik stojący na biegunie postanowiłby wystrzelić strzałę w kierunku tarczy umieszczonej na równiku. Gdyby Ziemia pozostawała w bezruchu, a strzał był celny, to strzała pomknęłaby prosto i trafiła w tarczę.

Tak się jednak nie stanie, bo Ziemia nieustannie się obraca i bez uwzględnienia wektora tego ruchu przez naszego łucznika strzała, która teoretycznie powinna trafić w tarczę w praktyce wyląduje wiele kilometrów na zachód od założonego celu.

Sprawdź: Z jaką prędkością płynie Wisła? Podróż jednej kropli od źródła do ujścia

W którą stronę "kręcą się" huragany? To zależy od półkuli

Przykład ze strzałą pokazuje, że działanie siły Coriolisa zakrzywi jej lot, jednak nie sprawi, że zacznie się ona kręcić w kółko. Tymczasem dokładnie tak zachowują się huragany, tajfuny, orkany i cyklony – przy okazji, wszystkie te nazwy odnoszą się do jednego zjawiska – cyklonów tropikalnych – tylko w różnych częściach świata.

W pewnym uproszczeniu cyklony to układy niskiego ciśnienia, które "zasysają" powietrze do centrum. To właśnie ten proces prowadzi do ruchu wirowego, na który oddziałuje z kolei siła Coriolisa. W ten sposób dochodzi do sytuacji, w której:

cyklony na półkuli północnej obracają się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara;
cyklony na półkuli południowej obracają się zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

kierunek huraganow — Tajfun Nanmadol na półkuli północnej (po lewej) obracał się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Na półkuli południowej układy niskiego ciśnienia, takie jak cyklon Darian (po prawej), obracają się zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

Takie efekty wywołuje siła Coriolisa działająca w dużej skali. Czy podobne skutki można też zaobserwować bez wpatrywania się w zdjęcia satelitarne, np. w zaciszu własnego domu?

Przeczytaj: Skąd się biorą nazwy niżów i wyżów? Można je kupić za kilkaset euro

Czy efekt Coriolisa działa na wodę w odpływie zlewu?

Siła Coriolisa działa na wszystkie poruszające się obiekty na Ziemi, także na wodę spływającą przez odpływ w zlewie.

W tak małej skali jej wpływ jest tak niewielki, że dla ludzkiego oka pozostaje on zupełnie niewidoczny. Opowieści o odwrotnym kierunku wirowania wody w hotelowych umywalkach na półkuli południowej to jeden z najbardziej rozpowszechnionych mitów w świecie nauki.

Hola hola, przecież w internecie można znaleźć wiele filmów, które wyraźnie ukazują to zjawisko. Cóż, zdecydowana większość z nich to po prostu "fejki". Niewielki odsetek takich nagrań rzeczywiście przedstawia efekt Coriolisa, jednak nie rejestruje się ich w byle jakim zlewie, tylko w specjalnie zaprojektowanych wypłaszczonych i idealnie wyprofilowanych naczyniach z odpływem o bardzo małej średnicy.

Po raz pierwszy taki eksperyment przeprowadził na początku XX w. austriacki fizyk Otto Tumlirz. Jego "zlew" był jednak płaskodennym, zbiornikiem o pojemności ponad 1000 litrów, umieszczonym w pomieszczeniu o ustabilizowanym rozkładzie temperatury. Co więcej, żeby wyeliminować wpływ wszystkich innych sił, po napełnieniu pojemnika badacz dał cieczy 24 godziny na "ułożenie".

Jeśli to wyjaśnienie nie jest przekonujące, najlepiej wziąć sprawy w swoje ręce i przeprowadzić odpowiednie eksperymenty samodzielnie. Zatkaj odpływ zlewu, napełnij go wodą i wyjmij korek – zwykle wystarczy kilka prób, żeby w tej samej umywalce pozostającej na tej samej półkuli zaobserwować wiry o odmiennej rotacji.