|
Les imatges animades dels satèl·lits que es veuen als programes del temps tenen una particularitat: les pertorbacions, les borrasques i els núvols sempre viatgen d’esquerra a dreta. Per exemple, una pertorbació que neix a la península Ibèrica va cap a la Italiana i una que arriba d’Amèrica s’apropa a Europa. Aquesta és una de les manifestacions d’una força que influeix en la direcció dels vents i dels corrents. Però la força de Coriolis no apareix per màgia: la seva presència ens recorda que vivim en un planeta que roda.
Una línea i un disc Agafem un disc de vinil dels antics (un que no sigui massa valuós!). Posem-lo a girar en un tocadiscos. Agafem un guix i intentem traçar una línia del centre del disc al cantell. Després de parar el disc mirem el resultat: enlloc d’una línia recta en trobarem una corbada, com si el guix hagués anat tombant cap a l’esquerra. Això és, en substància, el que passa amb les pertorbacions atmosfèriques. Per exemple, les pertorbacions que es formen a l’equador pujarien cap als pols, però la rotació de la Terra fa que la seva trajectòria ens aparegui desviada cap a l’est.
Trajectòria de la mà.
Dibuix del guix.
Tot gira!
Per què la línia de guix va cap a l’esquerra? I per què les borrasques que vénen de l’equador van cap a l’est? La resposta a la primera pregunta és molt senzilla: els tocadiscos giren en sentit horari. Per entendre la relació entre les dues coses, imaginem enlloc del disc una plataforma giratòria d’unes atraccions. Al centre de la plataforma hi ha una noia, la Marta, amb una sarbatana, un tub llarg on pot posar pilotetes de paper a dins i disparar-les bufant per un dels extrems, com es fa amb els bolígrafs buits. La Marta dispara una piloteta de paper cap a un noi, el Pedro, assegut en el perímetre de la plataforma. Quan la piloteta arriba a destinació, la plataforma ha girat una mica. Llavors, la boleta no cau al punt establert (on està ara el Pedro), sinó una mica més cap a l’esquerra.
|
|
Des del punt de vista de la Marta, és com si la trajectòria de la piloteta s’hagués desviat cap a l’esquerra, a causa d’una força misteriosa. En realitat no hi ha cap misteri: només es tracta d’una “força aparent” deguda al fet que el sistema està en rotació.
|
|
|
Esquerra o dreta? Horari o antihorari!
Ara invertim la situació i donem al Pedro la sarbatana. També en aquest cas, la trajectòria resultarà desviada cap a l’esquerra. La raó és sempre que la plataforma està en rotació. Però aquesta vegada hi ha un altre fet per considerar. Com més s’allunya del centre de la plataforma, tan més gran és la velocitat “tangencial” del Pedro: quan és a prop del centre, gira pocs centímetres cada segon, però als límits de l’atracció, cada segon que passa vol dir més d’un metre de desplaçament.
Aquesta velocitat s’afegeix a la que ella imprimeix a la piloteta i fa que aquesta es desviï una altra vegada cap a l’esquerra.
|
| Si es repetís el mateix experiment amb una atracció que girés en sentit antihorari, es veuria en els dos casos una desviació cap a la dreta. La regla general és que la força de Coriolis actua cap a la dreta del sentit del moviment en un sistema que gira en sentit antihorari i cap a l’esquerra en un sistema que gira en sentit horari. |
Del Pol Nord a l'equador i tornada
La Terra és com una gran atracció giratòria tridimensional. En un cert sentit, l’hemisferi nord es pot comparar amb la plataforma de la Marta i del Pedro, però “una mica” bombada. La Terra gira de l’est a l’oest, en sentit antihorari. I també en aquest cas, la velocitat tangencial és zero als pols i màxima a l’equador. Doncs què passa si la Marta llança una “superpiloteta” des del pol nord cap a l’equador on l’espera el Pedro? Va cap a l’est o cap a l’oest? (1) I si donem la sarbatana al Pedro? (2) [Mira les solucions]
I a l'hemisferi sud?
Si la piloteta de paper de la Marta és veritablement fenomenal, superarà en Pedro i arribarà més enllà de l’equador.
De sobte la piloteta es trobarà en un sistema invertit respecte de l’altre i rebrà una força de Coriolis cap a l’esquerra (est).
|
|
| El mateix passarà si la Marta es situa amb la sarbatana en el pol sud (però aquesta vegada la desviació cap a l’esquerra correspon a una desviació cap a l’oest). En resum, els moviments de l’equador als pols es desvien cap a l’est i els dels pols a l’equador es desvien cap a l’oest. |
Alisis, borrasques i corrents
La rotació de la Terra és molt lenta (li calen 24 hores per fer només un gir!), molt més lenta que els fenòmens físics que duren pocs segons o minuts, que no se’n ressenten. Però, sí que hi ha fenòmens que duren molts dies i s’allarguen per grans espais: per exemple, els fenòmens meteorològics. En aquest cas, l’efecte de la lenta rotació terrestre es va sumant i acaba per jugar-hi un paper. Per exemple, les altes temperatures equatorials escalfen masses d’aire que en conseqüència redueixen la seva densitat i pugen, atraient aire fred des de les zones de la Terra més properes als pols. Aquest aire és desviat per la força de Coriolis i constitueix els vents constants coneguts com alisis. A l’hemisferi nord els alisis bufen cap al sud-oest i en el sud cap al nord-oest. També la circulació de les borrasques segueix la pauta de la força de Coriolis. Així, les borrasques que neixen a l’equador circulen cap a l’oest, tant a l’hemisferi sud com al nord. Un discurs semblant es pot fer per als corrents del mar.
El sentit dels ciclons |
|
|
Però hi ha un fenomen meteorològic diferent entre els dos hemisferis: la direcció de rotació dels ciclons i dels anticiclons. Els primers són espirals d’aire que es formen arreu d’una zona de baixa pressió: la falta d’aire en aquesta zona atrau més aire, que es posa en rotació per l’efecte de Coriolis.
La baixa pressió normalment s’associa al mal temps. Al contrari, els anticiclons es formen arreu d’una zona d’alta pressió que expulsa aire, que al seu torn es posa en rotació per Coriolis. L’alta pressió s’associa normalment al bon temps.
|
A causa de les diferències de la força de Coriolis entre els dos hemisferis, els ciclons roden en sentit antihorari i els anticiclons en sentit horari a l’hemisferi nord, mentre que al sud passa el contrari.
|
La pica impossible
Potser us han explicat que a l’hemisferi nord l’aigua s’escola pel desguàs girant en sentit contrari que a l’hemisferi sud per la rotació de la Terra. Però el sentit de rotació de l’aigua en una pica no té res a veure amb l’efecte Coriolis: es tracta d’una llegenda urbana. Faria falta una pica molt i molt gran en repòs absolut, amb un desguàs molt i molt petit, que es buidés molt i molt lentament, durant hores, per tal d’apreciar-hi l’efecte Coriolis. De fet, en una pica normal, segons la seva forma o les pertorbacions que un hi apliqui es pot invertir el sentit de rotació fàcilment. Prova-ho tu mateix!
Qui era Coriolis?
Gaspard-Gustave de Coriolis va viure a París a la primera meitat del segle xix.
Aquest matemàtic i enginyer va escriure, entre d’altres importants treballs, l’article “Sobre les equacions del moviment relatiu als sistemes dels cossos” (1835), on introduïa la que després es va anomenar “força de Coriolis”. Aquest nom l’hi van donar els meteoròlegs a finals del segle xix.
Però Coriolis no va esmentar cap problema meteorològic en el seu article. El seu interès principal era el funcionament de les rodes de molí.
|
|
Solucions:
- (1) Antihorari --> a la dreta de la Marta --> cap a l’oest.
- (2) Antihorari --> a la dreta del Pedro --> cap a l’est.
[Tornar a l'article]
|
