L’ effetto di Coriolis
La terra impiega un giorno a compiere una rotazione completa sul proprio asse. Mentre la velocità angolare di rotazione della terra è uguale a tutte le latitudini, perché qualsiasi punto della sua superficie compie un intero giro di 360°, in 23 ore e 56 minuti, la velocità lineare alla superficie della terra è massima all’Equatore (27.8 Km /minuto) e va decrescendo verso i poli (a 50° di latitudine e pari a 18.6 Km /minuto). Infatti, un punto all’Equatore dovrà compiere un percorso maggiore nello stesso arco di tempo. Tutto ciò produce un effetto sulla direzione delle correnti marine. Nell’emisfero nord le particelle di acqua che si spostano verso nord riducono progressivamente la loro velocità di rotazione al crescere della latitudine.
L’effetto di Coriolis è una forza apparente che agisce sui corpi in movimento all’interno di un sistema di riferimento in rotazione, come la Terra. Questo effetto è fondamentale in meteorologia, oceanografia e altri campi delle scienze della Terra. Ecco una spiegazione dettagliata:
Ciò fa si che tali particelle di acqua avranno una più elevata velocità lineare verso est, cioè verso destra, rispetto all’acqua in cui si stanno muovendo e quindi tenderanno ad avere una deviazione relativa verso est rispetto alla loro direzione. Muovendosi verso sud, le particelle entreranno invece in zone di crescente velocità lineare verso est, tendendo quindi a “rimanere indietro” rispetto la massa d’acqua circostante e subiranno quindi una deviazione verso ovest. Una situazione speculare si verifica nell’emisfero sud con le particelle d’acqua che, spostandosi a sud, vengono deviate verso est e quindi sinistra, e spostandosi a nord vengono deviate verso ovest. Questo effetto della rotazione terrestre, noto come Effetto di Coriolis è dovuto alle differenze di velocità “locali” che ci sono su di un corpo rigido rotante come la Terra. L’effetto di Coriolis è importante perché modifica la direzione delle correnti oceaniche superficiali determinata dai venti.
Come Funziona
- Emisfero Nord: Gli oggetti che si muovono sono deviati verso destra rispetto alla loro direzione di moto.
- Emisfero Sud: Gli oggetti che si muovono sono deviati verso sinistra rispetto alla loro direzione di moto.
Cause dell’Effetto di Coriolis
L’effetto di Coriolis è causato dalla differenza di velocità lineare a diverse latitudini. Poiché la Terra è una sfera, le diverse parti della superficie terrestre si muovono a velocità diverse. Ad esempio, all’equatore la velocità di rotazione è massima, mentre ai poli è minima.
Implicazioni e Applicazioni
- Meteorologia: L’effetto di Coriolis è cruciale per la formazione e il comportamento dei sistemi meteorologici. Ad esempio, è responsabile della rotazione dei cicloni e degli anticicloni.
- Oceanografia: Influenza le correnti oceaniche. Le correnti di superficie tendono a deviare verso destra nell’emisfero nord e verso sinistra nell’emisfero sud.
- Aviazione e Navigazione: I piloti e i navigatori devono tenere conto dell’effetto di Coriolis per correggere le rotte degli aerei e delle navi.
Esempio Pratico
Un esempio comune per spiegare l’effetto di Coriolis è immaginare un cannone che spara un proiettile da un punto vicino all’equatore verso un punto a nord. A causa della rotazione terrestre, il proiettile devierà verso destra rispetto alla sua traiettoria iniziale. Questo avviene perché il punto di partenza (vicino all’equatore) ha una velocità di rotazione maggiore rispetto al punto di arrivo.
Formula Matematica
L’accelerazione di Coriolis può essere espressa matematicamente come: acoriolis=−2(Ω×v)\mathbf{a}_{\text{coriolis}} = -2 (\mathbf{\Omega} \times \mathbf{v})acoriolis=−2(Ω×v)
Dove:
- Ω\mathbf{\Omega}Ω è il vettore velocità angolare della Terra.
- v\mathbf{v}v è il vettore velocità dell’oggetto in movimento.
- ×\times× denota il prodotto vettoriale.
