倦まず弛まず

目指せプチ科学。馬鹿は馬鹿なりに考え続けるのだ!!
台風の原理(右巻き左巻き、コリオリの力の解説)
(追記2009.1.19 以下の記事のコリオリの力の解説は正しくない可能性がありますので、ご注意ください。なるべく早急に正しい記事を書く予定です。)

(追記2009.8.7 正しくないと確認された部分を訂正いたしました。)

先日、東京へ行って参りました。
いやはや東京はすっかり秋ですなぁ。
銀杏をよけながら注意しいしい歩いた東京生活も束の間、今はまた「梅雨の最後の週ですかっ」と問いつめたくなるくらい湿度が高くて暑い大阪で、へばりながらこの原稿を書いております。

さて、今年も台風の季節がやってまいりました。
去年書いた台風の記事をちょっと補強しようと思います。
去年の記事を読みたい方は「台風と風の向き(とっても簡単な原理です)」もあわせてどうぞ。


右巻き&左巻き
問題です。
e0024903_15373853.gif

この渦巻きは、右巻きでしょうか、左巻きでしょうか。









…チッチッチッチ、チーン!!たーいむあーっぷ!!
答えは、どちらとも言えない、です。
「この渦巻きは右巻きか左巻きか」と問われて混乱しちゃったとしたら、その感覚は正しい。
渦巻きが左巻きか右巻きかを決めるのに必要な条件が提示されていないからです。
渦巻きが、中心から外側へ進んでいるのかそれとも外側から中心へ進んでいるのか、これによって答えは変わってしまいます。
つまり、
e0024903_15385631.gif

中心から外側へ向かってこの渦巻き状の道を歩いている赤い人にとっては、この道は左カーブがずっと続くので、左巻きです。
逆に外側から中心へ向かって歩いている青い人にとっては、この道は右カーブがずっと続くので右巻きです。
”巻き”というのが相対的な表現だということをご理解いただけたでしょうか。
カタツムリの巻きについて述べる時は、「上から見て」「中心から外側へ向かったとき」右巻きか左巻きか、と考えます。
カタツムリはだいたい発見時には殻頂を上に向けていますし、中心から外側へ向かって殻が成長するからです。
e0024903_15402857.gif

台風の巻きについて述べる時は、「上から見て」「外側から中心へ向かって」右巻きか左巻きかを考えます。
台風のぐるぐるを見ることができるのはだいたい衛星写真くらいなものですし、台風の風は地表では外側から中心に向かって吹いているからです。

(追記2009.1.19 以下の記事のコリオリの力の解説は正しくない可能性がありますので、ご注意ください。なるべく早急に正しい記事を書く予定です。)

(追記2009.8.7 正しくないと確認された部分を訂正しました。)

コリオリの力とはなんぞや

まずは、ウィキペディア「コリオリの力」の、右端にあるアニメーションを見てください。
こういう現象があることは、なんとなくわかりますよね?
赤い点に向かってまっすぐ進んでいるはずの黒い球が、回転板が左へまわっているせいで赤い点へたどり着けずに(黒い球から見ると)右へずれてしまう…しかし、観察者(ウィキペディアを見ている人)から見ると、確かに黒い玉はまっすぐに進んでいる。

「右へずれてしまう。」

これが北半球におけるコリオリの力のキーワードです。
北極を中心に考える場合は地球は左回りなので、コリオリの力のせいでまっすぐ北へ向かっているつもりが「右(東)へずれてしまう」し、まっすぐ南へむかっているつもりでも「右(西)へずれてしまう」ということになります。
もし南極を中心に考えるならば、地球は右回りで左右が逆転しますが、これは日本人向けの記事なので北極を中心に北半球のことだけ考えましょう。
e0024903_15421655.gif

北極から近い順に同じ経線に沿ってA、B、Cの3地点があります。
3地点は同時に一周しますね。
でも、それぞれが移動しなければならない距離は、C>B>Aです。
ということは、それぞれの地点のスピードもC>B>Aですね。
我々がB地点に立つと、大げさに言うならばC地点は我々を追い越していくように見え、A地点は後ろへ向かって進むように見えるわけです。
例えるならば車で走っている我々から見ると、同じ方向へ走っているはずの自転車が後ろへ流れていき、より速く走る新幹線が前へ流れていく、ということです。
そのスピードの違いが何をもたらすかというと。
e0024903_15431486.gif

B地点にあるお城を狙って、A地点とC地点から大砲を撃った場合。
お城を中心に考えると、A地点は少しずつ左へ進んでおりC地点は右へ進んでいる。
このときまっすぐにお城を狙って撃つと、A地点でもC地点でも横方向の力が働いていますから、ベクトルの和として結局弾丸は青で引いた矢印の方向へ飛んでしまうのです。
つまり、狙って撃ったのに「右へずれてしまう」。
これをコリオリの力と呼ぶらしいです。
ま、無精して「コリオリの力」のひとことで済まさないほうがいいと思いますけど。
地球が自転しているおかげで緯度によって地面の移動速度が異なり、北や南へ空中を移動するということは速度の違う「動く歩道」を乗り移りながら進んでいくようなもので、行きたい方向へまっすぐ進むのは結構大変だということなのです。



(以下追記 2009.8.7)
うんうん、コリオリの力については理解した。と、思ったんだけどてかぼちゃ★
ぱなこの解説が完全で正しいとすると、西から飛んでくる大砲と東から飛んでくる大砲には進行方向に直角の力は働かないことになります。
ところがそうじゃないらしいんです。
西から飛んでくる大砲と東から飛んでくる大砲も、やっぱり右へずれるらしいんです。
なぜだ====どなたか解説してくださいませ。
(以上追記)


以上の話を台風に応用しますと、このような絵になります。
青いが実際の風の向きです。
e0024903_13224189.gif


少しずつ一度は右へずれた空気が低気圧に吸い込まれると、左巻きのいっちょあがり、というわけでした。

コリオリの力、特別難しい話ではなかったですね。
普段は過去記事「台風と風の向き(とっても簡単な原理です)」で書いたように、「おおっと」で済ませて全然構わないと思います。
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by panaco | 2007-09-17 16:00 | 自然現象・生活環境
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