Влияние вращения Земли
Вращение Земли оказывает значительное влияние на движение газов и жидкостей в атмосфере и гидросфере за счёт действия сил инерции, которые проявляются в неинерциальной системе отсчёта, связанной с поверхностью Земли.
Сила Кориолиса
Главной силой, влияющей на движение воздушных и водных масс, является сила Кориолиса — сила инерции, возникающая из-за вращения Земли.
- Направлена перпендикулярно вектору скорости движущегося объекта и оси вращения Земли.
- В Северном полушарии отклоняет движение вправо, в Южном — влево.
- Величина силы пропорциональна скорости объекта и угловой скорости вращения Земли.
Формула силы Кориолиса на единицу массы:
Fc = −2m(Ω × v)
где m — масса тела, Ω — вектор угловой скорости вращения Земли, v — скорость тела относительно Земли.
Следствия действия силы Кориолиса
- Направление ветров: Формирование вращения циклонов и антициклонов с учётом отклонения ветра.
- Океанские течения: Влияние на направления течений, образование гироскопических структур.
- Атмосферные явления: Формирование зон давления, движение воздушных масс в атмосфере.
Эффект Эттингхаузена — Гельмгольца
Это влияние вращения Земли на вихревое движение жидкостей и газов, приводящее к появлению устойчивых вихрей и вихревых потоков.
Псевдосилы в системе отсчёта, связанной с Землёй
- Сила центробежная: Направлена от оси вращения Земли, влияет на форму Земли (экваториальное выпячивание).
- Сила Кориолиса: Отвечает за отклонение траекторий движущихся тел.
Геострофический баланс
В атмосфере и океане при больших масштабах движения установившийся баланс между силой давления и силой Кориолиса называется геострофическим.
- Скорость ветра в таком балансе направлена параллельно изобарным линиям.
- Геострофические течения являются основной моделью крупномасштабных движений в атмосфере и океанах.
Влияние вращения Земли на метеорологические процессы
- Образование циклонов, антициклонов.
- Регулирование широтного распределения климатических зон.
- Влияние на распространение погодных фронтов и формирование облачности.