渦の巻き方について

質問

カテゴリ違いでしたら、申し訳ありません。理科の授業では北半球と南半球では渦の巻き方が逆になると習いましたが、赤道上や極点ではどうなるのでしょうか？「実際」と「理屈の上」の両方を教えて頂けるとうれしいです。よろしくお願いします。

回答No.3

puni2

たまたま検索していてこの質問を見付けました。幸いまだ締め切られていなかったので，補足します。

>風呂で見る渦はいかに逆方向に向けたいと思ってもできなかった気がします。
>それがコリオリカの作用なのでしょうか？

違うといってよいでしょう。
その風呂の形状その他の影響でたまたまそうなっているに過ぎないのだと思われます。
我が家の風呂では，どちら向きの渦もできます。
何もしなければ渦を巻かずに流れて行くのですが，ある方向に手で回してやると渦ができます。さらに手で逆回転させてやると，逆回りの渦になります。
風呂程度の，時間的にも空間的にもスケールの小さい現象では，コリオリの力による影響は無視してよいでしょう。
詳しくは，既出の質問「台風の目」（参考URL）をご覧ください。

>赤道上ではやはり、渦は見えないのでしょうか？
>それとも何らかの原因で結局どちらかの方向の渦ができるのでしょうか？

渦のできる基本的な原因はコリオリの力以外にあるわけですから，たとえ赤道上であっても，風呂の水が渦を巻くことは当然ありえます。
No.2の回答「赤道上では……排水口に流れる水などに渦はできません。」は誤りです。
また逆に，赤道上でなくても，渦を巻かずにまっすぐ排水溝から流下して行く浴槽もあります（たとえば我が家）。

「実際」と「理屈の上」の両方，というご質問でしたが，「実際」には，渦の巻き方は北半球でも，南半球でも，赤道上でも，時計回り・反時計回りの両方ができる（また渦を巻かない場合もある），という結論になります。
これは，コリオリの力の理論が誤っているわけではなく，渦の形成にかかわるほかの要因の影響が強すぎるからです。

参考URL：

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=99400

回答No.2

siegmund

物理屋の siegmund です．

低気圧や高気圧の渦の方向がコリオリ力の作用によることは，
No.1，No.2 の回答のとおりです．

ただし，低気圧や高気圧の渦の原因がコリオリ力によるのは，
低気圧や高気圧の空間的スケールが非常に大きいからです．

風呂の排水口にできる渦には，通常コリオリ力は効きません．
風呂桶と排水口の幾何学的配置によりどちら向きの渦ができやすいか，
ということで渦の方向が決まります．
また，配置を対称的にしても，風呂桶に水を入れたときの水の回転の
残りも無視できません．
風呂桶程度の大きさでコリオリ力の影響を見るためには，
非常に精密な実験が必要です．

コリオリ力がどの程度の影響を与えるかをあらわす流体力学的パラメーターが
ロスビー数といわれるものです．
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=49557
http://www-ccce.kek.jp/~morita/phys-faq/3-4J.html#item18
をご覧ください．

お礼

ありがとうございました。僕の経験からすると、風呂で見る渦はいかに逆方向に向けたいと思ってもできなかった気がします。それがコリオリカの作用なのでしょうか？銀河系なども渦を巻いていますが、そこにもコリオリカの作用は関係しているのでしょうか？また勉強してみます。

回答No.1

habukun

北半球では進行の向きを右に曲げるように、南半球では左に曲げるように転向力（コリオリの力）が働きます。北極は北半球、南極は南半球ですから、それぞれ右向き、左向きに曲げるように転向力がはたらきます。
　赤道上では、左右どちら向きにも転向力ははたらきませんので、排水口に流れる水などに渦はできません。赤道上では、横回転というより、下に向かって回転しているようなものですから、左右向きの力（転向力）は生じないのです。

お礼

ありがとうございました。赤道上ではやはり、渦は見えないのでしょうか？それとも何らかの原因で結局どちらかの方向の渦ができるのでしょうか？一度見てみたいと思います。