Кориолиса сила

КОРИОЛИСА СИЛА, одна из сил инерции, введённая для учёта влияния вращательного движения подвижной системы координат на относительное движение материальной точки. Названа по имени Г. Г. Кориолиса. Кориолиса сила F_Kop равна произведению массы материальной точки на её Кориолиса ускорение ω_Кор и направлена противоположно этому ускорению:

F_Kop = -mω_Кор.

На вращающейся Земле Кориолиса сила вызывает отклонение от вертикали свободно падающего тела к востоку (в первом приближении). Тела, движущиеся вдоль поверхности Земли, под действием Кориолиса силы стремятся изменить направление своего движения: повернуть в Северном полушарии вправо, а в Южном - влево. Эти изменения особенно заметны при высоких скоростях движения (например, при дальних полётах ракет и снарядов) или при продолжительных движениях (вызывают, например, подмывы берегов рек, смотри Бэра закон). В технике Кориолиса сила учитывается в теории гироскопов, турбин и т. п.

В. А. Самсонов.

Кориолиса сила играет важную роль в геофизике, где она рассматривается как сила инерции, действующая на сплошную среду, движущуюся относительно поверхности Земли. Кориолиса сила, действующая на единичный объём сплошной среды плотностью р, равна векторному произведению угловой скорости вращения системы координат ω на скорость и относительные движения среды, то есть F_Kop = 2ρ•[ω, u]. В динамике атмосферы и океана Кориолиса сила определяет основные черты крупно и мезомасштабных движений, таких как пассатные ветры, морские течения, краевые волны, приливные волны, длинные внутренние и поверхностные волны и т.д. В частности, Кориолиса сила вызывает отклонение глобальных ветров и океанических течений вправо по отношению к направлению движения в Северном полушарии и влево - в Южном.

В большинстве геофизических задач учитывается лишь та составляющая Кориолиса силы, которая определяется составляющей угловой скорости вращения, перпендикулярной поверхности Земли ω_┴=ω·sinφ (так называемое традиционное приближение, φ - географическая широта). Эти задачи рассматривают потоки, движущиеся вдоль поверхности Земли, в то время как вертикальные скорости течений в океане и атмосфере относительно малы. Зависимость ω_┴ от широты определяет существование Россби волн, проявлениями которых являются синоптические вихри в океане и атмосфере (циклоны и антициклоны).

Лит.: Монин А. С. Теоретические основы геофизической гидродинамики. Л., 1988.