Was ist der Coriolis-Effekt?

Der Coriolis-Effekt (auch als Coriolis-Kraft bezeichnet) bezieht sich auf die scheinbare Ablenkung von Objekten (wie Flugzeugen, Wind, Raketen und Meeresströmungen), die sich auf einem geraden Pfad relativ zur Erdoberfläche bewegen. Seine Stärke ist proportional zur Rotationsgeschwindigkeit der Erde in verschiedenen Breiten. Beispielsweise scheint ein Flugzeug, das in einer geraden Linie nach Norden fliegt, vom Boden aus gesehen einen gekrümmten Weg einzuschlagen.

Dieser Effekt wurde erstmals 1835 von Gaspard-Gustave de Coriolis, einem französischen Wissenschaftler und Mathematiker, erklärt. Coriolis hatte die kinetische Energie in Wasserrädern untersucht, als er erkannte, dass die beobachteten Kräfte auch in größeren Systemen eine Rolle spielten.

Key Takeaways: Coriolis-Effekt

• Der Coriolis-Effekt tritt auf, wenn ein Objekt, das sich auf einem geraden Pfad bewegt, von einem sich bewegenden Referenzrahmen aus betrachtet wird. Durch den sich bewegenden Bezugsrahmen erscheint das Objekt so, als würde es sich entlang eines gekrümmten Pfades bewegen.

• Der Coriolis-Effekt wird extremer, je weiter Sie sich vom Äquator weg in Richtung der Pole bewegen.

• Wind- und Meeresströmungen sind stark vom Coriolis-Effekt betroffen.

Coriolis-Effekt: Definition

Der Coriolis-Effekt ist ein "scheinbarer" Effekt, eine Illusion, die von einem rotierenden Bezugsrahmen erzeugt wird. Diese Art von Effekt wird auch als fiktive Kraft oder Trägheitskraft bezeichnet. Der Coriolis-Effekt tritt auf, wenn ein Objekt, das sich auf einem geraden Pfad bewegt, von einem nicht festgelegten Referenzrahmen aus betrachtet wird. Typischerweise handelt es sich bei diesem sich bewegenden Bezugsrahmen um die Erde, die sich mit einer festen Geschwindigkeit dreht. Wenn Sie ein Objekt in der Luft betrachten, das einem geraden Pfad folgt, scheint das Objekt aufgrund der Erdrotation seinen Kurs zu verlieren. Das Objekt bewegt sich tatsächlich nicht von seinem Kurs. Es scheint nur so, weil sich die Erde darunter dreht.

Ursachen des Coriolis-Effekts

Die Hauptursache für den Coriolis-Effekt ist die Erdrotation. Während sich die Erde um ihre Achse gegen den Uhrzeigersinn dreht, wird alles, was über eine lange Distanz über ihrer Oberfläche fliegt oder fließt, abgelenkt. Dies geschieht, weil sich etwas frei über der Erdoberfläche bewegt und sich die Erde unter dem Objekt mit einer schnelleren Geschwindigkeit nach Osten bewegt.

Mit zunehmendem Breitengrad und abnehmender Erdrotationsgeschwindigkeit nimmt der Coriolis-Effekt zu. Ein Pilot, der am Äquator selbst entlang fliegt, könnte ohne erkennbare Ablenkung weiter am Äquator entlang fliegen. Etwas nördlich oder südlich des Äquators würde der Pilot jedoch abgelenkt werden. Wenn sich das Flugzeug des Piloten den Polen nähert, würde es die größtmögliche Ablenkung erfahren.

Ein weiteres Beispiel für Breitenänderungen der Durchbiegung ist die Bildung von Wirbelstürmen. Diese Stürme bilden sich nicht innerhalb von fünf Grad des Äquators, da nicht genügend Coriolis-Rotation vorhanden ist. Bewegen Sie sich weiter nach Norden und tropische Stürme können beginnen, sich zu drehen und zu verstärken, um Hurrikane zu bilden.

Zusätzlich zu der Geschwindigkeit der Erdrotation und des Breitengrads gilt: Je schneller sich das Objekt selbst bewegt, desto größer ist die Ablenkung.

Die Richtung der Ablenkung vom Coriolis-Effekt hängt von der Position des Objekts auf der Erde ab. Auf der Nordhalbkugel werden Objekte nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt.

Auswirkungen des Coriolis-Effekts

Zu den geografisch wichtigsten Auswirkungen des Coriolis-Effekts gehört die Ablenkung von Winden und Strömungen im Ozean. Es gibt auch einen signifikanten Effekt auf künstliche Gegenstände wie Flugzeuge und Raketen.

Wenn Luft von der Erdoberfläche aufsteigt und den Wind beeinflusst, erhöht sich ihre Geschwindigkeit über der Erdoberfläche, da es weniger Luftwiderstand gibt, da sich die Luft nicht mehr über die vielen Arten von Landformen der Erde bewegen muss. Da der Coriolis-Effekt mit zunehmender Geschwindigkeit eines Objekts zunimmt, werden Luftströme erheblich abgelenkt.

Auf der Nordhalbkugel drehen sich diese Winde nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links. Dies erzeugt normalerweise die Westwinde, die sich von den subtropischen Gebieten zu den Polen bewegen.

Da Strömungen durch die Bewegung des Windes über die Gewässer des Ozeans angetrieben werden, wirkt sich der Coriolis-Effekt auch auf die Bewegung der Meeresströmungen aus. Viele der größten Strömungen des Ozeans zirkulieren in warmen Hochdruckgebieten, sogenannten Gyres. Der Coriolis-Effekt erzeugt das Spiralmuster in diesen Kreiseln.

Schließlich ist der Coriolis-Effekt auch für künstliche Objekte wichtig, insbesondere wenn sie lange Strecken über die Erde zurücklegen. Nehmen Sie zum Beispiel einen Flug von San Francisco, Kalifornien, nach New York City. Wenn sich die Erde nicht drehen würde, gäbe es keinen Coriolis-Effekt und der Pilot könnte auf einem geraden Weg nach Osten fliegen. Aufgrund des Coriolis-Effekts muss der Pilot jedoch ständig die Erdbewegung unter dem Flugzeug korrigieren. Ohne diese Korrektur würde das Flugzeug irgendwo im Süden der USA landen.