Die Corioliskraft
Wenn sich ein Teilchen auf der drehenden Erde von einem Punkt zum anderen bewegt, wird es abgelenkt. Die Kraft, die
dies bewirkt, wird Corioliskraft genannt (nach Gaspard Gustave de Coriolis, 1835).
Auf der Nordhalbkugel lenkt sie ein bewegtes Teilchen nach rechts ab, auf der Südhalbkugel nach links. Für einen Beobachter, der sich nicht auf der drehenden
Erde befindet, bewegt sich das Teilchen aber geradlinig durch den Raum. Es wird also nur bezüglich der Erdoberfläche nach rechts bzw. nach links abgelenkt,
nicht aber gegenüber dem nicht mitdrehenden Beobachter.
Beispiel: Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um ihre eigene Achse. Ein Punkt, der sich fix auf der Erdoberfläche am Äquator befindet, hat deshalb eine
Drehgeschwindigkeit von 1669 km/h. Ein fixer Punkt am Nordpol hat die Drehgeschwindigkeit 0 km/h. Schauen Sie nun auf den Nordpol und die
drehende Erde hinunter.
In der Nähe des Nordpols läge ein Luftpaket, das sich bezüglich der Erdoberfläche nicht bewegt, also mit der
Erde dreht. Diesem Paket geben Sie nun einen Stoss (siehe animierte Grafik), so dass es sich nach Süden bewegt. Während es dies tut,
dreht die Erdoberfläche unter ihm immer schneller, je näher es dem Äquator kommt. Das Luftpaket selber hat aber immer noch die gleiche kleine
Drehgeschwindigkeit, die es am Nordpol hatte. Es wird, bezogen auf die Erdoberfläche, nach rechts abgelenkt und beschreibt
auf der Erdoberfläche einen Bogen. Bezüglich des Randes der Grafik (der nicht mitdreht) und Ihnen als ortsfestem Beobachter beschreibt das Paket eine Gerade. Daraus wird deutlich, dass die Corioliskraft eine Scheinkraft ist (also keine Arbeit verrichtet), die nur im rotierenden System auftritt.
Mathematisch wird die Corioliskraft (C) so beschrieben:
Oft spricht man auch vom Coriolisparameter (f):
 = |
Richtung der Erdachse und Drehgeschwindigkeit der Erde |
 = |
Bewegungsrichtung und -Geschwindigkeit des Teilchens |
 = |
geographische Breite |
Die Corioliskraft wirkt auf alle Bewegungen, die nicht parallel zur Erdachse stattfinden ( darf nicht
parallel zu stehen, da sonst x = 0). Sobald eine Bewegung auch einen West-Ost-Anteil hat, wirkt sich aus, dass das Teilchen eine von der Erdoberfläche
verschiedene Zentrifugalkraft spürt. Aber auch dieser Effekt ist in obiger Formel berücksichtigt. (Herleitung in
Pichler, Helmut: "Dynamik der Atmosphäre".) Die Corioliskraft ist um so stärker, je schneller sich das Teilchen bewegt. Sie ist abhängig von der geographischen Breite des Teilchens und sie zeigt stets senkrecht zur Bewegungsrichtung des Teilchens.
Die Corioliskraft ist einer der Gründe, warum Luftteilchen nicht geradlinig vom Hoch in das Tief
hinein strömen, sondern Hoch und Tief umströmen und sich in einer Spiralbewegung aus dem Hoch hinaus winden (im Uhrzeigersinn auf der Nordhalbkugel)
und sich ebenso in einer Spiralbewegung ins Tief hinein bewegen (gegen den Uhrzeigersinn auf der Nordhalbkugel).
