Was ist der Coriolis-Effekt?

Niederdrucksystem

Vielleicht haben Sie gehört, dass Wirbelstürme, Ozeankreise und Spültoiletten in der nördlichen Hemisphäre gegen den Uhrzeigersinn in eine Richtung wirbeln, während sie in der südlichen Hemisphäre in die entgegengesetzte Richtung wirbeln. Nun, es ist größtenteils wahr, obwohl mit diesen Behauptungen einige Mythen verbunden sind, insbesondere in Bezug auf die Spültoiletten – darauf kommen wir gleich zurück!

Der Grund für diese Phänomene ist eine ziemlich schwindelerregende Kraft, die als der Coriolis-Effekt bekannt ist. Benannt nach dem französischen Mathematiker des 19. Jahrhunderts, Gustav Coriolis, der es zum ersten Mal erklärte, ist der Coriolis-Effekt keine typische Kraft. Tatsächlich wird es manchmal als bezeichnet "Pseudokraft," wenn auch nicht abfällig. Anders als wir normalerweise von Kräften denken, entsteht der Coriolis-Effekt nicht durch eine physikalische Wechselwirkung zwischen zwei Objekten. Es entsteht vielmehr aus einem rotierenden Referenzrahmen. In diesem Fall ist dieser Bezugsrahmen die Drehung der Erde um ihre Achse.

Wenn sich die Erde um ihre Achse dreht, wird im Grunde alles, was an der Erde hängt, mitgezogen. Da wir die meiste Zeit selbst mit der Erde verbunden sind (außer wenn wir springen oder in einem Flugzeug oder einem anderen Fluggerät fliegen), nehmen wir intuitiv nicht wahr, dass wir uns mit der Erde drehen obwohl wir sind. Objekte, die nicht an die Erde gebunden sind, bewegen sich jedoch in aGeradeBewegung über die Oberfläche des sich drehenden Planeten.

Als würde man auf einem sich drehenden Karussell Ball spielen

Dies ist ein Teil dessen, was den Coriolis-Effekt so schwindelerregend und anti-intuitiv machen kann. Um diesen Effekt besser zu verstehen, stellen Sie sich vor, Sie werfen einem Freund einen Ball zu, während Sie beide auf gegenüberliegenden Seiten eines sich drehenden Spielplatzkarussells fahren. Sobald Sie den Ball loslassen, wird er nicht mehr von der Bewegung des Karussells mitgerissen, sodass er ab dem Punkt, an dem Sie ihn losgelassen haben, in einer geraden Linie bewegt wird. Aber da Sie und Ihr Freund immer noch mitdrehen, wird der Ballerscheinenals ob eine Kraft es auf einer Kurve nach rechts oder links zieht, abhängig von der Richtung, in die Sie sich drehen.

Das Karussell ist wie die Erde, und der Wind ist wie die Kugel. So kann der Coriolis-Effekt Wettersysteme beeinflussen. Auf der Nordhalbkugel wird der Wind von Hochdrucksystemen rechts an Niederdrucksystemen vorbeigeführt, wodurch das System gegen den Uhrzeigersinn verwirbelt wird. In der südlichen Hemisphäre ist das Gegenteil der Fall, weshalb dort große Wettersysteme im Uhrzeigersinn wirbeln.

Da Meeresströmungen teilweise durch die Bewegung des Windes über der Wasseroberfläche angetrieben werden, beeinflusst die Coriolis-Kraft auch die Bewegung der Meeresströmungen. Obwohl die Zirkulation nicht so stark ist wie in der Luft, spielt diese Ablenkung eine große Rolle bei der Bildung der großen Ozeankreise der Welt. Die spiralförmige Wirkung dieser Gyres beeinflusst die Entstehung von Wirbelstürmen – aber alles beginnt mit dem Coriolis-Effekt.

Interessanterweise müssen Piloten, die Flugwege von einem Punkt auf der Erde zum anderen zeichnen, auch den Coriolis-Effekt berücksichtigen. Da ein Flugzeug beim Start nicht mehr an der sich drehenden Erde gebunden ist, muss ein Pilot die Bewegung des Flugzeugs relativ zur sich drehenden Erde berücksichtigen. Ein Flugzeug kann nicht einfach in einer geraden Linie in Richtung seines Ziels fliegen, da es sich sonst ähnlich wegbiegt wie der Ball, wenn er von einer Seite des sich drehenden Karussells zur anderen geworfen wird.

Was ist mit den Toiletten??

Der Coriolis-Effekt ist auch die häufig genannte Ursache für das Ausspülen von Öl in entgegengesetzte Richtungen, je nachdem, wo Sie leben. Das einzige Problem? Toiletten spülen in den gegenüberliegenden Hemisphären nicht in entgegengesetzte Richtungen. Solche gegenteiligen Behauptungen sind Mythen.

Der Grund, warum der Coriolis-Effekt in Toiletten nicht beobachtet wird, ist einfach, dass der Effekt sehr schwach ist. Die Erde vollzieht nur eine Umdrehung pro Tag, was im Vergleich zu vielen anderen Planeten ziemlich träge ist. Während der Coriolis-Effekt in sehr großen Systemen beobachtet werden kann, wird er in kleineren Systemen häufig von anderen Kräften überfordert. Beispielsweise spülen die meisten Toiletten, indem Wasser in einem Winkel mit Gewalt eingespritzt wird, was eine weitaus stärkere Wirkung hat, als Coriolis liefern kann.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass der Coriolis-Effekt keinerlei Einfluss auf Ihr Toilettenwasser hat. Wenn alle anderen Kräfte kontrolliert würden, haben einige Experimentatoren gezeigt, dass sich das Wasser in selbst kleinen Systemen langsam, aber letztendlich in die durch den Coriolis-Effekt vorhergesagte Richtung dreht, wenn es abgelassen wird. Diese Methode wird nicht empfohlen, um Ihre Toilette mit Strom zu versorgen, zeigt jedoch, dass hinter dem Mythos zumindest eine, wenn auch winzige, Wahrheit steckt.

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