שְׁאֵלָה:
האם השפעת הקורוליוס משפיעה על רוח ממזרח למערב?
Florian
2018-06-28 23:26:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אני לומד מטאורולוגיה לרישיון טיס ושם לימדו אותי ככלל שרוח בגבהים גבוהים יותר מסתובבת בכיוון השעון 30 מעלות בכיוון השעון לרוח על פני השטח בגלל אפקט הקורוליוס. ההסבר שקיבלתי הוא שאם חבילת אוויר נעה למשל לכיוון הקוטב, זה התחיל במהירות גבוהה יותר סביב ציר כדור הארץ מאשר לנקודת היעד, ולכן הוא יגיע לפני נקודת היעד על פני כדור הארץ.

אמנם זה לגמרי הגיוני לרוחות למשל. מדרום לצפון, או להיפך - מדוע השפעת הקוריאוליס משפיעה גם על רוח שנושבת בדיוק ממזרח למערב? האם המקור והיעד של אותה רוח לא צריכים להיות באותה מהירות סביב ציר כדור הארץ ולכן שום כוח קוריוליס לא צריך לפעול על הרוח?

סליחה יש לי חצי תשובה, אבל אצטרך לסיים את זה כשישנתי מספיק כדי לקרוא את השאלה כראוי, אז מחקתי אותה לעת עתה.
הטיעון שלך הגיוני רק אם אתה חושב על פני כדור הארץ שטוחים, וזה, כמובן, לא.
שְׁלוֹשָׁה תשובות:
Semidiurnal Simon
2018-06-29 19:54:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

היו כאן מספר תשובות שעונות על שאלות שונות במקצת. לפי הבנתי השאלה היא "מדוע כוח קוריוליס חל על חפצים (או חבילות אוויר) הנעים מזרחה ומערב, כמו גם כאלה עם מרכיב צפון / דרום?"

זו שאלה טובה. ההסבר האינטואיטיבי הנפוץ לאפקט הקורוליס, אותו אתה מתאר, מחשיב רק את הכוחות האופקיים הפועלים על עצם. זה לא ממש בסדר. תרשים זה מוסיף שני כוחות נוספים החשובים:

Diagram showing gravitational and centrifugal forces

החץ המסומן "g" הוא הכוח הנובע מכוח המשיכה, ומופנה לעבר מרכז כדור הארץ. חץ אחר מייצג את הכוח הצנטריפוגלי הנובע מסיבוב כדור הארץ. שימו לב שהוא לא מתנגד ישירות לכוח הכבידה, אלא פועל הרחק מציר הסיבוב של כדור הארץ. בהיעדר אווירודינמיקה, ציפה וכו ', על המרכיבים האנכיים של כוחות אלה להתבטל כך שהחלקיק שלנו ישמור על גובהו, אך ישנו כוח אופקי כתוצאה כלפי קו המשווה.

נניח שהאדום שלנו נקודה היא נייחת ביחס לפני האדמה (יש לאזן את המרכיב האופקי של הכוח הצנטריפוגלי על ידי משהו אחר). אם הנקודה האדומה מאיצה מזרחה (הרחק מאיתנו), כלומר המהירות הזוויתית שלה סביב ציר הסיבוב של כדור הארץ גדלה, אז כוח הצנטריפוגלי יגדל ואילו כוח הכבידה יישאר (כמעט) זהה. לכן זה כבר לא בשיווי משקל. יש לכך שתי השפעות: המרכיב האנכי של זה הוא כוח כלפי מעלה שלדעתי מכונה אפקט Eötvös, והמרכיב האופקי הוא כוח לעבר קו המשווה (פנייה ימינה בחצי הכדור הצפוני) , שהוא קוריוליס.

באופן דומה אם הנקודה מאיצה מערבה (כלפינו), מהירותה הזוויתית פוחתת, הכוח הצנטריפוגלי פוחת והיא נדחקת מטה ומתרחקת מקו המשווה (פנייה ימינה חצי הכדור הצפוני).

@SemidiurnalSimon - אני לא בטוח שאני מבין את מטרת השאלה. מכיוון שכוח הקוריוליס מנוסה בכל נקודה באטמוספירה מדוע רוחות מזרחיות שונות?
@SemidiurnalSimon - במה שונה אפקט ה- Eotvos מכוח הכבידה לכאורה -
@gansub לראשונה: בעוד שקוריאליס מתמטית חלה בכל כיוון שהוא, ההסבר האינטואיטיבי הרגיל (שכולל השאלה) יביא רק כוח קוריוליס לתנועות הכרוכות בשינוי קו רוחב. לתנועה בכיוון מזרח או מערב, צריך לחשוב מעבר להסבר הזה. לשנייה: אני לא מומחה כאן, אבל אני * חושב * שאפקט האוטובוס הוא השינוי בכוח המשיכה לכאורה כתוצאה ממזרח- או תנועה מערבית.
@SemidiurnalSimon - אני גם לא מומחה אבל AFAIK כוח הקורוליס הוא פונקציה של קו רוחב. כן אם תשנה את קו הרוחב כוח הקוריוליס ישתנה. כל עוד אתה נע לאורך מעגל רוחב כמו במקרה של רוחות אזוריות (מזרחית או מערבית) כוח הקורוליוס נשאר קבוע.
@gunsub הוא נשאר קבוע, אך הוא * קיים *. ההסבר האינטואיטיבי האופייני לאיפה מקורו של קוריוליס (שמוסבר שוב בשאלה) הוא "כשאני נע צפונה בחצי הכדור הצפוני, אני עובר לחלק כדור הארץ שבו פני השטח נעים במהירות משיקה נמוכה יותר. אבל עדיין יש לי את המומנטום מאז שהייתי במיקום הקודם שלי, לכן אני נוטה להיסחף למזרח ". הסבר זה לא ייתן שום כוח של קוריוליס אם עבר למזרח או למערב, ובכך לא לשנות את קו הרוחב.
Jareth Holt
2018-06-29 13:07:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

התשובה המלאה היא שאתה עובר דרך שכבת Ekman. באטמוספרה העליונה, הרחק מהאדמה, כיוון הרוח הוא כזה שכוח הקוריוליס ושיפוע הלחץ מאזנים זה את זה, לרוב. קרוב לפני השטח יש לך גם חיכוך / גרירה סוערים וכל שלושת מרכיבי הכוח צריכים להתאזן. אם אתה עוקב אחר המתמטיקה באותו דף ויקיפדיה ועובד כמה דוגמאות, אתה אמור להיות מסוגל לשכנע את עצמך שהרוח מסתובבת בכ- 30 מעלות בכיוון השעון כשאתה עובר מהשטח לאווירה החופשית בחצי הכדור הצפוני, ללא קשר למצב כיוון הרוח באטמוספירה החופשית או בגובה שכבת הגבול.

תצפיות מראות עדות לספירלת אקמן, אם כי היא בהחלט לא נקייה כמו התיאוריה ומספר 30 מעלות הוא קירוב. למעשה אני מכיר יותר את ספירלת אקמן מאוקיאנוגרפיה, כאשר התוצאות העיקריות הן שהמים על פני האוקיאנוס זורמים 45 מעלות בכיוון השעון מהרוח, והובלת שכבת הגבול נטו של המים היא 90 מעלות מהרוח.

Communisty
2018-06-29 16:00:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ראשית תשכח מכיווני הקרדינל וקבל את התפיסות הבאות לגבי כיווני הכוחות ביחס לזרימת האוויר. חלקת האוויר מושפעת מכוח הלחץ לכיוון הלחץ הנמוך. כוח הקורוליוס מושך אוויר 90 מעלות ימינה ביחס לכיוון הרוח הנוכחי. כוח החיכוך המשפיע על הזרימה מופנה תמיד להפך מכיוון הרוח הנוכחי. בהנחה שהזרם נמצא בשיווי משקל (זה בערך רוב הזמן) הסכמה הבאה חלה (בחצי הכדור הצפוני) (מדף הכשרה weather.gov).

enter image description here

החלק השמאלי של הסכמה חל כאשר אין חיכוך (כלומר לא קרוב לפני השטח) והרוח מקבילה לאיזובארים ולכן נקראת רוח גיאוסטרופית. החלק הימני הוא עם חיכוך שבו כיוון הרוח הסתובב כ- 30 מעלות נגד כיוון השעון יחסית למארז.

אני מסיק משאלתך שאתה תופס גם מדוע כוח הקורוליס נמצא מימין למקורבים. לכיוון הרוח. למעשה אין כוח קוריוליס, אלא אפקט שנראה ככוח לכאורה בשל תפיסתנו המוצבת על האדמה המסתובבת כמסגרת ההתייחסות. בעיקרון נראה שחבילת האוויר נאלצת רק ימינה / שמאלה בחצי הכדור הצפוני / הדרומי. זה די קשה להסביר בצורה אינטואיטיבית ואני זוכר שלמדתי זאת לראשונה באמצעות סרטונים ואנימציות כמו ה סרטון פתוח כמובן זה של מסגרות עזר מסתובבות.



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 4.0 עליו הוא מופץ.
Loading...