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牧师

为什么科里奥利确定一个气旋的旋转方向,但不是我的下水道?

这是一个常见的误解是,科里奥利负责方向水漩涡马桶,浴缸或水槽排水管道。如一个马桶冲其他方式在南半球吗?(如果是这样,它是由于盆地的建设不是科里奥利)。这种误解已经多次揭穿,导致我最近遇到一个新问题。

我与某人谈论低压系统(气旋,例如中纬度风暴和热带气旋)旋转相反的意义上的南北半球和他们质疑这一事实,因为“科里奥利并不确定旋转,流言终结者”表明,厕所”。这说明在科里奥利是如何工作和缺乏理解导致这个问题:

为什么科里奥利确定气旋的旋转方向,但不是我的下水道?它怎么能工作在一个现象而不是其他?

回答

答案是规模。水槽的流体运动有一个较小的曲率半径比飓风的盛大的运动。这个曲率半径起着很大的作用在你的运动是否由于压力梯度将由科里奥利,平衡时间或离心力,讨论[这][1]。你可以阅读这个wikipage,但本质如下:如果你变换方程支配的运动流体包裹到一个坐标系统,随流,你会发现下面的* *,抵消压力梯度力平衡:$ $ \压裂{v ^ 2} {R} + f v = - \压裂{1}{\ρ}\微分算符P $ $我们只是两个影响翻译中出现的一个旋转参考系平衡压力梯度。第一个被称为离心pseudoforce,第二个是科里奥利力。如果你感兴趣的推导,看到[这][2],然后简单的线性化。从这些术语可以清楚地看到,快速动力学(龙卷风!),或小曲率(厕所)将导致l.h。年代由离心。然而大规模和缓慢流动(飓风、龙卷风等)将由左侧科里奥利。- - - - - - - - - - -的问题会发生在哪个方向一定流,让我们记住,然而一个信号在每个标量co-moving坐标。v变化美元符号如果我们把风向,曲率半径R美元标志取决于运动在哪里,f,美元半球。 If we now take a look at coriolis vs. pressure gradient force (geostrophic balance), we see that this balance has only one direct solution for a sign of $v$ for a given f. Therefore the predetermined direction of geostrophic cyclones for each hemisphere. However the solution for $v$ in the cyclostrophic case is obviously $$v = \sqrt{-\frac{R}{\rho} \nabla P} $$ Which can never be satisfied for high-pressure systems as then curvature sign and gradient sign cancel out and leave the term imaginary. However one can easily visualize where the forces are pointing: ![$F_p$ is the pressure gradient force, $F_c$ Coriolis and $F_{ce}$ the centrifugal force. + and - denote the root's solution. Property of K. Roth, Heidelberg University.][3] *($F_p$ is the pressure gradient force, $F_c$ Coriolis and $F_{ce}$ the centrifugal force. + and - denote the root's solution. Property of K. Roth, Heidelberg University.)* Here in the case of cyclostrophic balance just look where the red arrow can cancel the green one and you see how Tornadoes do not care for the hemisphere, but just for low-pressure systems and can go in any direction around this. [1]: http://en.wikipedia.org/wiki/Balanced_flow [2]: http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_force_%28rotating_reference_frame%29 [3]: http://i.stack.imgur.com/Pvxxi.png

编辑总结

取消

\ begingroup美元这是一个很好的回答,将进一步改善通过添加一个解释方程中的词汇指的是什么。 \ endgroup美元
- - - - - -半日西蒙
2014年11月12日22:40
\ begingroup美元这是你想到的吗? \ endgroup美元
- - - - - -AtmosphericPrisonEscape
2014年11月17日下午
\ begingroup美元你还没解释什么v, R, f P等。他们是显而易见的如果你已经熟悉这个领域,但也许不。 \ endgroup美元
- - - - - -半日西蒙
2014年11月17日16:39
\ begingroup美元 @AtmosphericPrisonEscape如果你让水漩涡在盆地的一天吗?科里奥利力发挥作用吗?我理解空间规模将排除科里奥利但是颞规模呢? \ endgroup美元
- - - - - -gansub
2019年2月23日,在四11
\ begingroup美元 @AtmosphericPrisonEscape顺便飓风眼壁内总面积叫做半径最大的风。所以眼睛周围空气旋转V ^ 2 / R美元学期将是相当重要的相比的距离1000公里远离风暴中心。 \ endgroup美元
- - - - - -gansub
2019年2月23日,在三十五分

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