Coriolis-ilmiö

Coriolis-ilmiö on inertiavoima, joka näyttää poikkeuttavan liikkuvia esineitä pyörivän kappaleen, kuten maapallon, pinnalla tai sen yläpuolella. On tärkeää ymmärtää, että kyseessä on näennäinen voima; esinettä ei todellisuudessa työnnetä sivuttain. Pikemminkin maanpinta esineen alla liikkuu Maan pyörimisliikkeen vuoksi, jolloin esineen kulkureitti näyttää kaarevalta maanpintaan nähden.

Maapallon pyörimisliikkeen ja sen vaikutuksen ymmärtäminen liikkeisiin

Maapallo pyörii itään päin, ja pyörimisnopeus on suurin päiväntasaajalla ja pienenee siirryttäessä kohti napoja. Tämä ero pyörimisnopeudessa on keskeinen.

• Kun ilma liikkuu päiväntasaajalta kohti pohjoisnapaa, se säilyttää nopeamman itään suuntautuvan nopeutensa, joka sillä oli päiväntasaajalla. Maanpinta sen alla pyörii kuitenkin hitaammin itään, jolloin ilma näyttää taipuvan oikealle.
• Vastaavasti pohjoisnavalta kohti päiväntasaajaa liikkuva ilma säilyttää hitaamman itään suuntautuvan nopeuden, joka sillä oli navalla. Kun ilma liikkuu etelään, sen alla oleva maa pyörii nopeammin itään, mikä aiheuttaa myös sen, että ilma näyttää poikkeutuvan oikealle. Eteläisellä pallonpuoliskolla tapahtuu päinvastoin, jolloin ilma taipuu vasemmalle.

Coriolis-ilmiön voimakkuus vaihtelee leveyspiirin mukaan, sillä se on voimakkain navoilla ja häviävän pieni päiväntasaajalla. Tämä johtuu siitä, että maapallon pyörimisnopeudet vaihtelevat eri leveysasteilla. Tärkeää on, että vaikutus on näennäinen poikkeama, ei todellinen voima, joka työntää esinettä.

Miten Coriolis-ilmiö muokkaa globaaleja tuulimalleja?

Coriolis-ilmiö on globaalien tuulten perustekijä. Yhdessä painegradienttien kanssa se luo suuret tuulivyöhykkeet, jotka kierrättävät ilmaa maapallon ympäri. Näitä ovat mm:

• Kauppatuulet: Trooppisten alueiden lähellä sijaitsevilta korkeapainealueilta päiväntasaajan suuntaan liikkuva ilma ohjautuu, jolloin syntyy tasaisia tuulia.
• Länsituulet: Korkeapainealueilta napa-alueita kohti kulkeva ilma ohjautuu, jolloin syntyy tuulia, jotka hallitsevat keskileveyspiirien säätä.

Coriolis-ilmiö on olennainen myös laajamittaisten sääjärjestelmien pyörimisessä. Matalapainejärjestelmissä ilma virtaa sisäänpäin kohti keskusta. Coriolis-ilmiö ohjaa tätä sisäänpäin suuntautuvaa ilmaa, mikä saa järjestelmän pyörimään. Pohjoisella pallonpuoliskolla myrskyt pyörivät vastapäivään ja eteläisellä pallonpuoliskolla myötäpäivään.

Hurrikaanit ja Coriolis-ilmiö

Hurrikaanien (tai syklonien, taifuunien) tapauksessa Coriolis-ilmiö on ratkaiseva. Kun ilma syöksyy kohti myrskyn matalapaineista keskusta, se ohjautuu. Tämä poikkeama saa ilman kiertämään keskuksen ympärillä. Pohjoisella pallonpuoliskolla tämä pyöriminen tapahtuu vastapäivään, kun taas eteläisellä pallonpuoliskolla se tapahtuu myötäpäivään. Tämä antaa hurrikaaneille niiden tyypillisen spiraalimaisen muodon ja pyörimisliikkeen.

Coriolis-ilmiön merkitys myrskyjen ulkopuolella

Myrskyjärjestelmien ulkopuolella Coriolis-ilmiö vaikuttaa ilmamassojen liikkeisiin. Nämä ovat suuria ilmamassoja, joilla on samanlainen lämpötila ja kosteus. Vaikutus muuttaa niiden kulkureittiä, mikä vaikuttaa säähän laajoilla alueilla.

Lisäksi Coriolis-ilmiö vaikuttaa merivirtoihin, jotka siirtävät lämpöä ympäri maapalloa.

Coriolis-ilmiöllä on kuitenkin vain vähän vaikutusta hyvin pieniin sääilmiöihin, kuten paikallisiin ukkosmyrskyihin tai tuulenpuuskoihin. Sen vaikutukset ovat selvimmin havaittavissa pitkien etäisyyksien ja ajan kuluessa.