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Lexikon der Geowissenschaften: Corioliskraft

Corioliskraft, Kraft, die auf sich bewegende Körper auf der rotierenden Erde wirkt. Auf der Nordhemisphäre werden horizontale Bewegungen nach rechts und auf der Südhemisphäre nach links abgelenkt. Da die Corioliskraft selbst keine Bewegung erzeugt sondern eine vorhandene Bewegung lediglich umlenkt, wird sie auch als Scheinkraft bezeichnet. Sie wurde erstmals 1835 von dem französischen Ingenieur G.G. Coriolis beschrieben. Die Corioliskraft wird hervorgerufen durch die Tatsache, daß Bewegungen auf der Erde nicht in einem Inertialsystem stattfinden, sondern die Erde ein rotierendes System darstellt. Am einfachsten läßt sich die Corioliskraft für horizontale Bewegungen an den Polen verdeutlichen. Die gradlinige Bewegung eines Teilchens wird im Koordinatensystem der Erde durch die darunter rotierende Erde scheinbar abgelenkt ( Abb. ). Je größer die Geschwindigkeit des Teilchen senkrecht zur Drehachse der Erde, desto größer ist demzufolge auch die Ablenkung in einer festen Zeiteinheit und damit die Corioliskraft. Außer am Äquator hat jede Horizontalbewegung im Koordinatensystem der Erde eine Komponente senkrecht zu ihrer Drehachse. Mit Ausnahme von den Polen gilt dies auch für jede Vertikalbewegung, auf die entsprechend der obigen Überlegung ebenfalls die Corioliskraft wirkt. Mathematisch ausgedrückt beeinflußt sie die Bewegung eines Teilchens wie folgt:





= Strömungvektor in alle drei Raumrichtungen, t = Zeit und

= Winkelgeschwindigkeitsvektor der Erde mit Richtung der Drehachse. Allerdings ist aus ozeanographischer Sicht zumeist nur die auf die Horizontalbewegungen wirkende Komponente der Corioliskraft relevant. Für die West-Ost- bzw. Süd-Nord-Komponente der Bewegungsgleichungen erhalten die Beschleunigungen durch die Corioliskraft dann folgende Form:



bzw.



Hierbei sind u, v die Geschwindigkeitskomponenten in West-Ost- bzw. Süd-Nord-Richtung und f ist der Coriolisparameter.


Corioliskraft: scheinbare Ablenkung der geradlinigen Bewegung eines Teilchens relativ zur darunter rotierenden Erde (Draufsicht auf den Nordpol). Ω = Winkelgeschwindigkeit der Erde; A1, A2 = Endposition eines sich vom Nordpol entfernenden Teilchens ohne/mit Erdrotation (betrachtet aus einem mit der Erde verbundenen Koordinatensystem); r1, r2 = zurückgelegte Strecke des Teilchens ohne/mit Erdrotation. Kreisbogen der A1 und A2 verbindet = Ablenkung des Teilchens verursacht durch die Erdrotation (betrachtet aus einem mit der Erde rotierenden Koordinatensystem). Corioliskraft:
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