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!!
カテゴリ:自然現象・生活環境( 3 )
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
道路はいかにあるべきか
車を運転していてイライラする事…
(歩道があってもなくても)道路脇をひょろひょろ走っている自転車やのこのこ歩いている歩行者。

歩いたり自転車で走ったりしていてムカつくもの…
縁石の高さの分、頻繁に上がったり下がったりする歩道と思いやりのない追い越し方をする車。


歩道があるんだから歩道を走れよ自転車!!!
と思う一方、自分が自転車に乗っていると
こんな歩道、走ってられるかよ!!!
とも思います。
また、(まともな)歩道がある道路よりも、ない道路の方が多いようにも思います。
狭くて歩道を設置できないような道路が国道であったり主要地方道であったりする場合はいくらでもあります。
狭い生活道路なのに、車がびゅんびゅん走るわけです。

そして、どうにかならないもんですかね、縁石。
歩道を車から守るためには必要なのでしょう。
しかしあれのおかげで自転車乗りはとても不愉快な思いをします。
法律上は自転車は歩道を走ってはいけないのだったと思いますが、実際問題歩道を走らないと危なくてしょうがない。
自転車にやさしくないということは、車いすにはもっとやさしくないということです。
縁石が途切れたところでがったんとなるのもヤだし、歩道が斜めになっているのもヤです。

かといって縁石だけ置いて歩道を高くしないとーそういうところも稀にありますがーぱなこの友人のガガンボ君のように、酔っぱらって縁石の上を爆走したあげく、派手に転んでけがをする人が増えるかもしれません。
縁石の角を丸くするとか、いっそガードレールにしてしまうとか、何か安くていい方法がないものかと思うんですけどねー…

結局、車と歩行者と自転車って、今のような形で一緒に走らせていてはダメなんじゃない?
基本、自動車はびゅんびゅん走れる道路だけを走る。
基本、生活道路は自転車と歩行者だけが通れる。
車も生活道路に入れるけど、道にはバンク(*)を設けてスピードが出せないようにする。
などなど、なんかこう、パークアンドライド(park and rideウィキペディア)をアレンジしたようなスタイルの道路が理想的なのではないかなぁ、と思うのであります。
どうでしょう。


*名前がバンクで正しいかどうか分からないけど、幅50cm高さ10cmくらい?のかまぼこ状のでっぱりが道路をふさいでいる。欧米の市街地で時々見る。スピードが出ている状態で乗り越えようとすると恐ろしい思いをする(車がジャンプ!!)ので、車にとっては不愉快。

(追記1)
車が多い所では自転車も歩道を走っていいことになるらしい
子供自転車はすべからく歩道を走ってもいいことになるらしいです。
そうは言ってもねぇ…「自転車は歩道を走っちゃダメ」っていう法律があるから自転車事故が増えているわけじゃないよね?携帯電話を使いながら走るせいで自転車事故が増えているって聞いたことがあるのだけど。

(追記2)
アサヒ.comに詳しい記事がありました。すぐにリンク切れするかもしれないけど、ご参考まで。
自転車、歩道走行認めるルール作り 事故急増で警察庁
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by panaco | 2006-11-26 17:01 | 自然現象・生活環境
台風と風の向き(とっても簡単な原理です)
台風がたくさん来る時期になりましたね。
7号め、どこに上陸するのかちゃっちゃと決めろよな。

三十路に至るまで、台風が来るたびに分からなくなるのが、台風がもたらす風の向きと強さです。
台風のどっち側が大変なんだっけ?
台風の北側ではどっち向きの風が吹くんだっけ?

そしてとりあえずネットなどで調べて上記の疑問を解決すると、続いて発生するのが台風の巻き方に関する疑問です。
台風は反時計回り、つまり左巻きなのですが、なぜ左巻きなのか分からなくなるのです。
コリオリの力とか言って説明した気になられても、ん〜〜〜わからんなぁ、まぁいっか。
だいたい、奴ら賢い人々は馬鹿がどこまで馬鹿なのかを知らないから説明の仕方が下手なのです。

そして。
今日この日、ぱなこは上記の疑問に対して馬鹿なりプチ科学として答えを見つけましたので、お披露目したいと思います。
いやぁ、簡単じゃん。
始めからこのように説明してくれれば分かるのに、コリオリとか言うから。

(追記:コリオリの力についても記事を書きました。台風の原理(右巻き左巻き、コリオリの力の解説)も合わせてお読みください。)


1、台風の風向&風力
e0024903_1821837.gif

黒い太い矢印は台風の風です。中心に向かって反時計回りに吹き込んでいます。
吹き込むのは台風の気圧が低いからです。水風船をぎゅーと押すと、押してないところがふくらみます。それと同じで、圧力が低いところへはいろんなものが集まります。
そして、赤い細い矢印は台風を吹き流す風です。大体台風は、上陸前は北上して来るので南風です。

<台風の北側では>
赤い矢印と黒い矢印が向かい合っています。
ですから、風同士がぶつかり合ってお互いの勢いを弱めます。やんのか、コラ。
また、風向きがくるくる変わったり、中心が近づくと急に風が強くなったりするかもしれません。

<台風の東側では>
赤い矢印と黒い矢印がほぼ同じ方向を向いています。
灰色の地域は一貫して風が最も強いと思われます。
やっぱり仲良し同士が強いのです。2本の矢ってかんじ?

<台風の南側と西側では>
行っちまった台風を追いかける風が吹きます。

そして台風一過。一家じゃないよ。


2、台風が反時計回りの理由
さて、難関だった疑問です。
みなさん、地球が回っていることは先刻ご承知ですね。
では、北極&南極から近いよりも遠い方が早く動いている、というトコもいいでしょうか。
階段の踊り場で友達と並んで歩いている時、内側の友達よりも外側のあなたの方が早くたくさん歩かないと並んでいられないのと同じことです。
e0024903_18205561.gif

上図のうち、グレーの線で書いた左側から説明します。
Lは低気圧、NAは北側の空気、SAは南側の空気です。
初め、NASAもまっすぐにLに向かって移動するのですが、さっき書いたように赤道に近いほど早く動いているので、だんだんと黒い線で書いた右図のような位置関係になってしまいます。
それでもLに向かって吹き込むことはやめませんから、「おおっと」と風向きがいがんでしまうのです。
これが続くと、そして引き込む側の低気圧の気圧がとっても低いと、反時計回りに風が吹き込む台風ができあがるわけですね。

わかったわかった。


追記
一目瞭然ですが、ここに載せた絵はものすごくテキトーです。
絵を信じすぎないようにね。

追記(2)2007.8.6
気圧が低いところに風が集まる件について
台風の中心に近づくにつれて気圧がぐんぐん下がり、暖かい海面から上昇を始めた空気の中では水蒸気が冷やされて凝結を始め、どんどん雲が厚くなっていく、というわけですな。
衛星写真でみると台風の渦状の雲は、雲のかけらをまき散らしているように見えることもありますが、あれは中心に向かってだんだん濃くなっていく図なのです。

追記(3)2007.9.8
この記事では、「台風の巻きにコリオリの力は関係ない」みたいな主張をしましたが、ぱなこよりも物理や気象に詳しい人が作ったとみられるサイトでも台風の巻き=コリオリの力と書いてある(しかしみんな“なぜ”コリオリの力が台風の巻きに関わっているのかは書いていない)ので、トマト君に疑問をぶつけてみたところ、新たな理解が得られました(多分)。
9月中旬になったら「台風の巻きとコリオリの力」について詳しく解説記事を書こうと思います。
どうやら、この記事で「おおっと」と書いた、そこのところにコリオリの力は関係しているようです。乞うご期待!!

追記(4)2007.9.17
コリオリの力について記事を書きました。こちら台風の原理(右巻き左巻き、コリオリの力の解説)もよろしく。
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by panaco | 2006-08-08 18:23 | 自然現象・生活環境


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