2011/04/02

なんで北半球で台風は左回りなのかわからない…たぶんわかった。

どうしてもわかりたくなった。
約2日間考えてやっとわかった。
足りない頭で何とか。
オーバーヒートしたのか熱っぽい。
今日は早く寝よう…ってすでに日付が変わっている。

Wikipedia先生だけでは結局理解できず。
もう2つのサイトが助けてくれた。
http://www.geocities.jp/tentvcam/2003-06-corioli/coriolis.htm
http://www.sci-museum.kita.osaka.jp/~saito/job/writing/utyu/taihu/taihu.html

ノートに書き書きして頭に叩き込む。

まずざっくり。
地球の北半球で考える。
北極から赤道に向かって進む、つまり南下する物体(風)があるとすると、
地球に立っている人目線で見ると、
コリオリの力によってその物体(風)は西側(左側)にズレる。

んで、
赤道から北極に向かって進む、つまり北上する物体(風)があるとすると、
地球に立っている人目線で見ると、
コリオリの力によってその物体(風)は東側(右側)にズレる。

てことで反時計回りに台風の渦ができる。

んじゃぁ、
コリオリの力ってなんなのよ?
っていうのは先ずWikipedia先生を見た。
コリオリの力(フリー百科事典 ウィキペディア日本語版)更新日 2011年3月13日 (日) 05:20 UTCの記事を参照した。

コリオリの力っていうのは見かけ上の力らしい。
たぶん、回転しながらも直進の動きを持つものを二つに切り分けたらこんなんなりました。
ってな感じかな?と思った。
回転と直進じゃなくて縦と横の2つの直進で考えればわかりやすくならんのかな…?
あとは視点の問題である。
まぁ、いいや。

公式より、
コリオリの力は物質(風)の速度と比例しているそうな。
物質(風)の向きと反対の向きをしている。
そのため、公式にマイナスが付いている。


地球の自転は1日で1回転。
それは地球のどの場所に立っていても同じ。
んで、
地球は球なので、北極や南極付近と赤道での一周する距離が違う。
北極や南極の方が短くて、赤道が一番長い。
速さ = 距離 / 時間
の公式がある。
それに当てはめてみる。
北極や南極の方を北緯45度を例にして計算すると、

北緯45度: 約28052km / 24時間 = 1168 km/h
赤道:約40000km / 24時間 = 1666 km/h

てことで、
赤道の方が速度が早くて、北極や南極寄りになると速度が遅くなる。
言い換えると、北極や南極寄りの地域の方が自転で進む距離が短い。

んで、
コリオリの力が物質に対してどのように作用しているのか。


物質(風)が北極から赤道に向かう時は、
徐々にコリオリの力が強くなる。
南下する度に強くなる。
コリオリの力は右側から受けるような力として作用するので西側にズレちゃう。

物質(風)が赤道から北極に向かう時。
北上する時。
これがややこしかった。
俺的に。
図が微妙だけどしょうがないな…
一見、こっちも西側にズレるように思える。
以下のような理解をした。
ただ、この時はこの物質(風)を見ている立ち位置を考える。
例えば極端に北極からこの物質(風)の行方を見ていたとする。
そうすると、物質(風)には北極にまっすぐ北上してくる力の向きと、地球の自転によって東側に移動する力の向きの2つの力が見えてくる。
とすると、ベクトルの計算で物質(風)の進む向きは北東になってしまう。
んで北上する度に自転によって進む距離(速度)は小さくなってくるのでベクトルの角度は徐徐に北寄りになってくる。
そして結果、東側にズレている。

これってコリオリの力は作用してなくないか?と思ったけど、
立ち位置を赤道と北極の中間にしてみればそうでもないような気もしないでもない。
どんどんややこしくなるのでこれはここで考えるの止めた。


これで一応、反時計回りになる理屈がわかった気がするんだけど、なんだか釈然としなくてぼーっとしてたら2つ目のサイトを発見してやさしく分かった。

さっき計算した赤道と北極や南極寄りで速度や距離が変わってくるという働きとそれを見る立ち位置で説明出来てる。
赤道と北極の間に台風が発生する場合、
赤道から北極に北上していく度に自転による回転の距離(速度)は短く(遅く)なるから、
台風の目から見て、
赤道側の大気は東側に移動して、
北極側の大気は西側に移動する。
それらの大気を台風の目が吸い込もうとする。
そうすると台風は反時計回りに渦をまくんだ。

これが一番わかりやすい。
公式もなんにも出てこない。
うーん、なかなかわかった気がする。
南半球だと逆の時計回りになる。

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