Re : Basis Meteorologie, Deel 1: De wet van Buys Ballot

Bericht van: Alwin (Zeist-West) , 06-10-2006 22:15 

Een luchtdeeltje heeft door het draaien van de aarde een snelheid naar het oosten van 1667 km/h.

Op de evenaar wel. Op andere breedtes moet je deze snelheid vermenigvuldigen met de cosinus van de breedtegraad. Op 52N is de tangentiële snelheid van een stilstaand luchtpakketje ong. 1027 km/u.

Zelf beschouw ik het liever op een 'behoud van hoekimpuls' en 'centrifugaalkracht' manier.
De centrifugaalkracht is van toepassing op west-oost bewegingen.
Vanaf de Noordpool gezien werkt er op een stilstaand luchtpakketje t.o.v. een linksom draaiende aardbol een centrifugaalkracht die van de aardas áf gericht is. Deze centrifugaalkracht wordt verwaarloosd omdat deze bijzonder klein is ten opzichte van de zwaartekracht en wordt mathematisch in de gravitatieconstante meegenomen als een correctie. Bovendien heeft de aarde, vanwege die centrifugaalkracht inderdaad, een enigszins afgeplatte vorm waardoor deze correctie zo eenvoudig kan worden uitgevoerd.
Waait er nu t.o.v. de ronddraaiende aarde een westenwind, dan beweegt die lucht sneller om de aardas, wat een extra centrifugaalkracht van de aardas af inhoudt. Vanaf de Noordpool gezien is dat op de evenaar een pure opwaartse kracht (verwaarloosbaar klein t.o.v. de zwaartekracht), maar naarmate je dichterbij de Noordpool (of Zuidpool) komt, is die centrifugale kracht meer en meer naar de evenaar toe gericht. Dat is: bij een westenwind buigt de lucht zuidwaarts af op het Noordelijk Halfrond en noordwaarts op het Zuidelijk Halfrond. Een oostenwind geeft het omgekeerde effect: de totale centrifugaalkracht (vanwege aardrotatie + wind) neemt af en zorgt voor een poolwaartse versnelling van de lucht. Dat is: bij een oostenwind buigt de lucht noordwaarts af op het Noordelijk Halfrond en zuidwaarts op het Zuidelijk Halfrond.
Voor west-oost bewegingen is de afbuiging dus altijd naar rechts op het Noordelijk Halfrond en naar links op het Zuidelijk Halfrond.
Maar hoe zit het met noord-zuid bewegingen?
Hier hebben we inderdaad te maken met behoud van hoekimpuls. Opnieuw bekijken we de aarde vanaf de Noordpool. Een zuidenwind betekent dan beweging naar de aardas toe op het Noordelijk Halfrond en beweging van de aardas af op het Zuidelijk Halfrond. Omdat lucht zonder externe krachten zijn hoekimpuls behoudt, zal lucht die naar de aardas toe beweegt sneller om die aardas gaan draaien: de lucht buigt af naar het oosten. Andersom zal lucht die van de aardas áf beweegt langzamer om die aardas moeten gaan draaien: afbuiging naar het westen.
Behoud van impulsmoment is ook van toepassing op de pirouette van een kunstschaatser die zijn armen intrekt en daarbij sneller gaat draaien(beweging naar de aardas toe) en vervolgens weer uitstrekt en langzamer gaat draaien (beweging van de aardas af).
Dus: beweging naar de aardas toe (zuidenwind op het Noordelijk Halfrond of noordenwind op het Zuidelijk Halfrond) leidt tot afbuiging naar het oosten.
En ten slotte: beweging van de aardas af (noordenwind op het Noordelijk Halfrond of zuidenwind op het Zuidelijk Halfrond) leidt tot afbuiging naar het westen. Opnieuw dus een afbuiging naar rechts op het Noordelijk Halfrond en een afbuiging naar links op het Zuidelijk Halfrond.
Uiteraard kun je dit mathematisch allemaal prachtig uitschrijven in vectoren e.d., maar het bovenstaande geeft je m.i. een gevoel van wat er werkelijk aan de hand is.

Groet,
Alwin  Quote selectie