Corioliskraft

Allgemeines

Corioliskraft © goruma (H.Ganter)

Die Corioliskraft spielt im Wettergeschehen auf der Erde, vor allem bei den großen Windsystemen, wie den Monsun- und Passatwinden, aber auch für die Entstehung von Hurrikans eine entscheidende Rolle. Nach der allgemein gültigen Gleichung der Physik, dass Kraft gleich Masse mal Beschleunigung ist, muss jeder Bewegungsänderung eine Kraft zu Grunde liegen. Eine Bewegungsänderung bedeutet entweder eine Änderung der Geschwindigkeit eines Körpers oder aber seiner Bewegungsrichtung.

Corioliskraft © goruma (H.Ganter)

Diese Tatsache führt zu der "Scheinkraft" bei Drehbewegungen - der Corioliskraft. Sie wurde im Jahr 1835 von dem französischen Physiker Gaspard Gustave de Coriolis (1792-1843) in die Physik eingeführt.

Ein Experiment
Auf einer Scheibe, z.B. einem Jahrmarktkarussell, steht eine Person, die auf eine andere Person, die sich weiter außen auf dem Karussells befindet, einen Ball wirft. Sofern sich das Karussell in Ruhe befindet, wird der Ball - sofern der Werfende geübt im Werfen ist und gut zielt - sein Ziel treffen. Wenn sich aber das Karussell  dreht, so wird der Ball das Ziel verfehlen - egal wie geübt und gut der Werfende auch ist. Für einen Beobachter sieht das dann so aus, als ob der Ball eine gebogene Flugbahn zurückgelegt hat. 
Die Schein-Kraft, die zu dieser Richtungsänderung führt, ist die erwähnte Corioliskraft.

Erklärung in der Meterologie
Ein Luftmolekül müsste auf dem Weg zum Äquator - was eine Änderung der Breitengrade bedeutet - schneller werden und bleibt daher auf dem Weg zum Äquator hinter der Erddrehung zurück.
Umgekehrt ist es auf dem Weg vom Äquator weg zu schnell und eilt daher der Erddrehung voraus.

Die Corioliskraft spielt auf vielen Gebieten eine Rolle, so bei den Windbewegungen auf der Erde, wo sie auf der Nordhalbkugel zu Rechtsabweichungen von fließendem Wasser (Flüssen) oder Luftbewegungen führt. Auf der Südhalbkugel führt sie übrigens zu Linksabweichungen. Auch bei Schienenfahrzeuge, die sich von Nord nach Süd oder umgekehrt bewegen, führt die Kraft auf der Nordhalbkugel zu einer stärkeren Belastung der rechten Schiene und auf der Südhalbkugel entsprechend der linken.

Ein Beispiel aus dem Militärwesen
Ein Artilleriegeschoss, das mit einer Geschwindigkeit von 800 m/s von Süden nach Norden abgefeuert wird, erfährt dabei eine Corioliskraft mit einer Coriolis-Beschleunigung von 0,08 m/s². Bei einer realistischen Entfernung des Ziels von z.B. 25 km und damit einer Flugzeit des Geschosses von 31,25 s, würde das Ziel nur auf Grund der Corioliskraft immerhin um rund 39 m verfehlt werden.