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Montag, 25.09.2017
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Corioliskraft im Visier

Wie dreht der Badewannenstrudel?

Coriolis-Kraft

Coriolis-Kraft

Das hartnäckige Gerücht, dass ablaufendes Wasser in der Badewanne den Gesetzen der Corioliskraft gehorcht, ist genau das: ein Gerücht. Zumindest für die normale Badewanne. Den Einfluss der Corioliskraft auf das abfließende Wasser bei dieser Größenordnung schätzt Professor John McCalpin von der University of Delaware auf ungefähr 10.000 Mal geringer als den anderer Faktoren. Wie der Stöpsel gezogen wird oder wie das Wasser hin- und her schwappt ist entscheidender für die Drehrichtung des Wirbels über dem Abfluss.

Mehr ist manchmal eben doch besser


Würde man jedoch eine Badewanne mit 500-fachen Volumen einer Standardwanne nehmen, also so um die 850 Meter lang, und die gefüllte Wanne ein paar Tage ruhen lassen, so könnte man den Effekt der Corioliskraft in dieser Badewanne zuverlässig nachweisen. Das haben zumindest die Berechnungen des australischen Mathematikers Michael Page von der Monash University ergeben. In solch einer gigantischen Badewanne könnte man tatsächlich beobachten, dass der Wirbel über dem Abfluss auf der Nordhalbkugel jedes Mal gegen den Uhrzeigersinn und südlich des Äquators im Uhrzeigersinn dreht.

Warum dreht es sich?


Die Corioliskraft ist eine Scheinkraft und wird durch die Drehung der Erde verursacht. Während eines Tages dreht sich die Erde einmal um sich selbst. Dabei legt ein Punkt am Äquator ca. 40.000 Kilometer zurück, ein Punkt weiter polwärts eine entsprechend kürzere Strecke, da der Erdumfang zu den Polen hin abnimmt. Der Punkt am Äquator ist also schneller. Bewegt sich eine Masse, zum Pol hin oder von ihm weg, muss sie diesen Geschwindigkeitsunterschied ausgleichen. Jede Masse, ob Meeresströmung, Luft oder Badewasser wird daher auf der Nordhalbkugel in Bewegungsrichtung nach rechts abgelenkt, auf der Südhalbkugel nach links.

Tiefdrucksystem

Tiefdrucksystem

Im Norden geht es rechtsherum


Betrachten wir verschiedene Systeme auf der Nordhalbkugel: Eine gegen den Uhrzeigersinn gerichtete Drehrichtung kommt zu Stande, wenn zwei Massen aufeinander zustreben, z.B. beim Abfluss oder in einem Tiefdrucksystem (s. nebenstehende Abbildung). Denn die Sogwirkung zum Zentrum hin ist stärker als die nach außen wirkende Corioliskraft. Dies kann man allabendlich auf den Satellitenbildern der Wettervorhersage beobachten. Bei einem Hochdruckgebiet streben die Luftmassen vom Zentrum weg und werden dabei ebenfalls nach rechts abgelenkt. Daher entsteht ein Wirbel im Uhrzeigersinn. Auch der Golfstrom ist Teil einer so abgelenkten Meeresströmung. Der Weg dieser Strömung führt vom Golf von Mexico nordwärts am amerikanischen Kontinent entlang über den Nordatlantik nach Europa. Dort wird der Strom entlang der europäischen Küste nach Süden abgelenkt. Als Nordäquatorialstrom bezeichnet strömt das Wasser dann wieder zurück zu seinem Ausgangspunkt. Immer schön im Uhrzeigersinn.

Allerdings spielt die Größe des Systems eine entscheidende Rolle: In der Badewanne zu Hause wirkt die Corioliskraft zwar auch, aber sie ist so winzig klein, dass selbst ein Lufthauch sie überdecken kann.
(GeoUnion, 10.03.2003 - Kirsten Achenbach/ DFG-Forschungszentrum Ozeanränder Bremen (RCOM))
 
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