نیروی کوریولیس + اثر کوریولیس

زمین در مدت 23 ساعت و 56 دقیقه و سه ثانیه یک بار به دور محور خود و در جهت عکس عقربه های ساعت می چرخد . محور زمین با سطح مدارش که به دور خورشید می چرخذ عمود نیست و زاویه 23 درجه و 27 دقیقه و 21 ثانیه می سازد . شکل سطح زمین به صورت یک یک کره پخ , شعاع قطبی زمین 6356.8 کیلومتر و شعاع استوایی آن 6378.2 کیلومتر است . این امر نشان می دهد شعاع استوایی زمین 21.4 کیلومتر از شعاع قطبی بیشتر است و پخی حاصل از آن نشان دهنده اثر نیروی کوریولیس بر زمین است ( عدالتی و فرخی 1380)

هر جسمی که می چرخد بسته به اینکه جنس مواد تشکیل دهنده و سختی و سستی آن چگونه باشد تحت تاثیر دو شتاب قرار می گیرد

1- شتاب گرانشی که به سمت مرکز آن جسم است

2- شتاب جانب مرکز

در این مقاله سعی می شود نقش نیروی کوریولیس در تغییر زمین رخساره های سطح زمین و اشکال سطح زمین توضیح داده شود .شتاب فرضی که باعث انحراف اجسام میشود و در نیمکره شمالی باعث انحراف به سمت راست اجسام میشود در سال 1835 توسط گاسار گوستا و دوکوریولیس استنتاج و شتاب کوریولیس به صورت a = 2(v *w)  محاسبه شد .شتاب کوریولیس در هر وضعیتی که یک ذره در سیستم مختصات دوار حرکت میکند بوجود می آید .

نیروی کوریولیس فقط زمانی وجود دارد که یک ذره در سیستم مختصات , دورانی حرکت کند و جهت آن همواره عمود بر بردار تندی ذره در سیستم متحرک باشد لذا به نظر میرسد نیروی کوریولیس , یک ذره ی متحرک را تحت زوایای قایم نسبت به جهت حرکتش منحرف می کند .

از آنجا که تندی زاویه ای چرخش زمین برابر 2 رادیان در روز است . می توان انتظار داشت که اثرات چنین دورانی نسبتا ناچیز باشد , با این حال چرخش زمین باعث برآمدگی استوایی می شود)

اثر نیروی کوریولیس بر هوا

به سه دلیل نیروی کوریولیس در هوای پیرامون خود اثر تاثیر گذار است

1- چگالی پایین و جنبش مولکولی زیاد هوا

2- رسانایی بسیار ضعیف هوا و بالا بودن گرمای ویژه آن

3- گازها از نیروی فرار زیادی برخوردار هستند و هر ماده فراری تحت تاثیر نیروی حاصل از حرکت وضعی زمین قرار می گیرد

اگر زمین را ثابت فرض کنیم مدل "هدلی " تبیین کننده گردش عمومی هوا خواهد بود , اما اکنون که می دانیم زمین دارای چرخش است گردش عمومی هوا بر اساس مدل " رزبای " تفسیر می شود

کوریولیس حتی روی کوههای یخ هم هم موثر است و شاهد هستیم در نیمکره شمالی کوههای یخی که از گرینلند جدا میشوند به سمت کانادا منحرف میشوند , یعنی به سمت راست خود( غرب خود )

حتی تشکیل پرفشار جنب حاره هم به نیروی کوریولیس وابسته است لند فرمهای حاصل این پرفشار بسیار متفاوت با سایر نقاط کره زمین است .

در سیکلون ها نیز این نیرو وجود دارد طوری که نیروی مرکز گرا و گرادیان فشار در سیکلون ها در جهت خلاف هم عمل می کنند . در این صورت تعادل بین گرادیان فشار و نیروی مرکز گرا معادل مجموع نیروی کوریولیس و گرادیان فشار و نیروی مرکز گرا خواهد بود

نیروی کوریولیس بر هوای چسبیده به زمین کمترین اثر رادارد به علت اصطحکاک هوا در برخورد با ناهمواریها , این نیرو در انحراف بادهای سطح فوقانی جو نیز موثر است هر چه سطح زمین هموارتر باشد انحراف بادها توسط این نیرو بیشتر خواهد بود زیرا ناهمواری ها در انحراف بادها و پراکندگی دما و ایجاد مرکز پرفشار نیز موثر است و گاهی اثر نیروی کوریولیس زمین را خنثی می کنند .

تاثیر نیروی کوریولیس بر روی جریانات آبی

در دو طرف منطقه استوا در اثر حرکت وضعی زمین بادهای آلیزه به سمت غرب در حال حرکت است که این بادها آبهای سطحی  را با خود به سمت غرب منحرف میکنند دذر نیمکره شمالی

از ان جا که آب نسبت به هوا چگالی بیشتری دارد لذا انحراف آن توسط حرکت وضعی زمین کمتر است از آنجا که بادها توسط نیروی کوریولیس منحرف میشوند به تبع آن جریان های آبی  هم از مسیر بادها پیروی می کنند.

نیروی کوریولیس سعی دارد جریانهایی را که شکل عمودی یا جهت شمالی دارند جهت افقی یا مداری بدهد , به همین علت در شرق قاره ها برآمدگی آب ها در اثر نیروی کوریولیس به وجود آمده است .

تاثیر نیروی کوریولیس در انحراف رودخانه ها و اشکال فرسایشی ناشی از آن ها

نیروی کوریولیس نقش بسزایی در انحراف مسیر رودخانه ها دارد ولی چون تاثیر این نیرو با چشم قابل دیدن و در آزمایشگاه قابل سنجش مستقیم نیست , تاثیر آن مخفی باقی می ماند پس کمتر مورد بررسی واقع شده است .

رودخانه ها به دلیل حرکت خود تحت تاثیر دو نیروی جذب مرکز و کوریولیس قرار می گیرند که در هر مرحله ای به طور متناوب ب  انحراف رودخانه اثر میگذارد و سبب ایجاد پیچان رود ومیشود . برای مثال رودخانه کارون که به سمت جنوب در جریان است کوریولیس باعث انحراف به سمت غرب آن شده است . جهت انحراف حوزه ی رودخانه کارون به سمت جنوب شرق و هم سو با بادهای آلیزه است که در نیمکره شمالی از شمال غرب به جنوب شرق می وزند .

منبع :مقاله نیروی کوریولیس به نویسندگی سعید موسوی نصر  , رشد آموزش زمین شناسی شماره 3 بهار 90

کپی برداری با ذکر منبع بلا مانع است