Visste du? Om Corioliskraft

Av Martin Hedberg

Så här i sommartider kan det vara bra med lite avkopplande väderskola. Här kommer lite matnyttig information om en kraft som ni alla har känt av, men kanske inte riktigt fått grepp om. Den kallas Corioliskraft.

Jordens rotation och det faktum att vindarna rör sig längs en krökt yta, jordytan, gör att luften böjer av längs med isobarerna och inte strömmar direkt från högt till lågt tryck. (Isobarer är linjer som binder platser som har samma lufttryck).

På norra halvklotet länkas alla rörelser av åt höger relativt den ursprungliga kraften. Detta gör att det roterar moturs kring lågtrycken och medurs kring högtrycken. På södra halvklotet är rotationen omvänd. Fenomenet som orsakar detta kallas Corioliskraft.

Bild. Corioliskraft. Luft strävar efter att strömma från högt till lågt tryck. Corioliskraften (grön pil) är proportionell mot vindhastigheten (blå pil). Corioliskraften är riktad till höger om rörelseriktningen på norra halvklotet. Punkt 1 till 3 beskriver ett luftpakets acceleration och strävan efter balans mellan de krafter som påverkar dess rörelse.

Corioliskraften är en effekt av jordens rotation och att luften kommer närmare eller längre ifrån jordens rotationscentrum då den strömmar från en plats till en annan. I fria atmosfären råder balans mellan tryckgradient och corioliskraft.

Man kan beskriva corioliskraften genom ”rörelsemängdens bevarande”. Sitter du i en snurrstol och roterar med en viss hastighet så kommer din rotationshastighet att öka om du drar in armarna mot kroppen, dvs rotationscentrum. På samma sätt ökar konståkare på is sin rotationshastighet då de kryper ihop mot sitt rotationscentrum.

Betrakta ett ”luftpaket” som rör sig från ekvatorn och norrut. Jorden roterar kring sin axel och ju längre norrut luftpaketet kommer, desto närmre kommer det även jordens rotationsaxel. Det betyder att luftpaketet, för att bevara sin rotationsenergi, kommer att rotera snabbare än jorden då luftpaketet når nordligare breddgrader.

Om vi kunde sväva i rymden rakt ovanför nordpolen så skulle vi se att jorden roterade moturs. Luftpaketet som är på väg norrut kommer att öka sin rotationshastighet och alltså vika av österut.

Det motsatta gäller för ett luftpaket som rör sig söderut, dess rotationshastighet kring jordaxeln sjunker och luftpaketet viker av västerut.

Rörelser på norra halvklotet åt höger relativt färdriktningen. Vad gäller luftpaket sker denna avlänkning till dess balans råder mellan tryckgradient- och corioliskraft.

/Martin

Related posts

14 Thoughts to “Visste du? Om Corioliskraft”

  1. Georg Hellström

    Fick denna länk av en kompis för ett tag sedan. Mycket illustrativt angående Corioli. http://techtv.mit.edu/collections/physicsdemos/videos/3714-the-coriolis-effect

    /Jojje

    Martin: Strålande!

  2. Thorsten Schütte

    Det finns en anmärkningsvärd analogi mellan tryckgradient/elektrisk fält och Corioliskraften/Lorenzkraften i ett magnetfält. Tröghetscirkeln för ett luftpaket med en viss hastighet motsvarar cirkelbanan en elektronstråle beskriver i ett homogent magnetfält.

  3. Anders K

    Ursäkta petigheten, men corioliskraft heter det (väl?)
    /A

    Martin: Jo… När jag gick på universitetet hade vi ingående diskussioner om det skulle vara corioliskraft eller coriolikraft. När jag söker på nätet får jag fler relevanta träffar med s än utan. Petigt eller inte, jag tar det som ett argument och ändrar.

  4. Nils Thorell

    Det skulle vara intressant att se hur mycket det gör på ett golfslag på 200 meter? Intuitivt ungefär lika mycket jordens omkrets ändrats på denna sträcka i nord-sydlig riktning, procentuellt sett (antag 60 gr latitud).

  5. Roger P

    Intressant det här, har hört att det stämmer även i badkar när man tappar ur vattnet, om man bortser från andra krafter som plask och ojämnheter, alltså i ett idealt runt badkar.

  6. Jocke

    Ett litet påpekande: Jämförelsen med kontorsstolen eller konståkaren är inte relevant. Det som beskrivs där är ”Rörelsemängdsmomentets bevarande” och har inget att göra med coriloiskrafter. Dessa uppkommer inte för att bevara rotationsenergi, utan för att underlaget (jordytan i detta fall) roterar, dvs utsätts för en kontinuerlig acceleration, vilket massan i rörelse (”luftpaketet” i detta fall) inte gör på samma sätt. Därför kommer dessas inbördes hastighet ändras, så att massan i rörelse ser ut att svänga (fast det egentligen är underlaget som gör det).
    Allt beror på att man har ett referenssystem (jordytan) som accelererar.

    Martin: Jorå, det är relevant.

  7. Oden

    I radions väderutsändningar låter det ofta”ett lågtryck vid Brittiska öarna rör sig mot mellersta Skandinavien”….
    Det är väl corioliskraften som är drivande?

    Mer intressant läsning om corioliskraften.
    Inte underligt att golfputten missar koppen.

    http://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/den-forunderliga-corioliseffekten-1.5612

  8. Anders Jinderbrink

    Tack, herr Hedberg.

    Men vad händer om ett luftpaket rör sig parallellt med latituden då? Där förblir ju jordens rotationshastighet densamma hela tiden.

    Martin: När luftpaketet rör sig längs med en latitud så får man addera eller dra ifrån dess hastighet relativt jordens rotationshastighet.
    Något som tex rör sig rakt österut roterar snabbare än jordens rotation (och relativt om samma föremål rör sig längs med en longitud), det ger en avlänkning åt höger, dvs söderut. Något som rör sig västerut roterar kring jordaxeln lite långsammare än jordens rotation, det ger en avlänkning åt höger, dvs norrut. (på norra halvklotet). Föremål som rör sig på vårt klot (utan friktion) rör sig i cirklar.

    Corioliskraften är störst vid polerna för att minska till noll vid ekvatorn (sett till rörelser i horisontalplanet).

  9. Solvind

    Corioliskraften borde då vara förklaringen till att personer som går vilse, och tror sig gå rakt fram i skogen, går i cirklar?

    Med en cirkelrörelse på 16 km radie, om de går med 2 m/s. Vilket är högst osannolik hastighet i skogen om man är vilse. Mer sannolikt är 1 m/s eller 3,6 km/h. Men cirkelrörelsen borde fortfarande ha radien 16 km? (http://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/den-forunderliga-corioliseffekten-1.5612)

    Och golfspelaren från Sverige, får tänka på att bollen viker av åt vänster, när det gäller att golfputta i Australien. Det samma gäller den svenska fotbollsspelare, som vill göra mål på södra halvklotet, bollen viker av åt vänster.

  10. Thorsten Schütte

    Små längdskillnader mellan höger och vänster ben och liknande asymmetrier är en mera sannolik förklaring varför man går i cirklar om man inte kan orientera efter sol+klockan eller liknande!

  11. Randi Larsen

    Hej! – Det är inte sant att badkars-virveln Snurrar åt olika håll – jag har satt in några länk som kan visa detta –
    http://www.nyheterna.se/1.48140
    http://sv.wikipedia.org/wiki/Corioliskraft
    http://illvid.dk/spoerg-os/drejer-vandet-virkelig-den-anden-vej-syd-for-aekvator
    hälsningar från Randi

  12. Anders

    Unfortunately, Martin’s explanations of the
    Coriolis Effect are all wrong, both for north-
    south motion and for east-west motion. This is not
    really his fault, but a reflection of the weakness of meteorology as a science. When we ask
    modern physcists about relativity theory or
    quantum mechanics, we expect the explanations to be difficult and very counter intuitive, against everyday’s common sense. With respect to the Coriolis force we expect it to be common sense, easy to understand. But relative frictionless motion in a rotating system is very, very counter intuitive. I would recommend everybody who reads this to go the SMHI:s ”Coriolis site”
    at ”Kunskapsbanken” at http://www.smhi.se

  13. anders

    Jojje’s suggested link to MIT (30 June 2011) is
    not quite correct. What we see is a combination of the Coriolis Effect A N D the centrifugal Effect. If only the Coriolis Effect had been present, as it is on the earth, the ball would
    have moved around in a circle and come back to the
    man who throwed it!

    In this MIT example it would disappear in an ever
    widening spriral.

    But the MIT site is not wrong or misleading, only
    incomplete. However, the explanation that the Coriolis Effect on the Earth is due to the varying
    velocities of the latitudes is 100% wrong. This explanation implies that the object will change its speed, wherwas in reality it will not, just moving around in a circle, an ”inertia circle”.

  14. Bea

    Hej Martin!
    Läser just nu klimatologi på Göteborgs universitet och idag har vi pratat om luftpaket. Ser att du har skrivit lite om det här men jag får inte riktigt kläm på vad det är! Är det lixom en avgränsad luftbubbla som har gränser där t.ex luften är varmare bara inuti den och utanför paketet är det kallare, eller menar man all luft utmed marken bara det att man säger ”luftpaket”? tacksam om du kan ge mig en bra förklaring till skillnad från våran lärare =)Skicka gärna ett mail!: Mvh/Bea

Kommentera