แรงโคริออลิส

ลมหรือกระแสอากาศในแนวราบ เกิดขึ้นจากอากาศเย็นในหย่อมความกดอากาศสูง (H) เคลื่อนที่มาแทนที่อากาศร้อนในหย่อมความกดอากาศต่ำ (L)  แต่หากเราพิจารณาเครื่องหมายลูกศร ซึ่งแสดงถึงทิศทางของลมในแผนที่อากาศในภาพที่ 1 จะเห็นว่า กระแสลมเคลื่อนที่เป็นเส้นโค้ง ที่เป็นเช่นนี้มีสาเหตุเนื่องมาจากแรงโคริออริส

ภาพที่ 1 แผนที่อากาศ

แรงโคริออริส (Coriolis) เป็นแรงเสมือนซึ่งเกิดจากการที่โลกหมุนรอบตัวเอง ภาพที่ 2 ด้านบนแสดงให้เห็นว่า หากโลกไม่หมุนรอบตัวเอง การยิงจรวดจากขั้วโลกเหนือไปยังเป้าหมายซึ่งอยู่บนตำแหน่งที่เส้นศูนย์สูตรตัดกับเส้นแวงที่ 90° จะได้วิถีของจรวดเป็นเส้นตรง โดยสมมุติให้จรวดใช้เวลาเดินทางจากจุดปล่อยไปยังเป้าหมายใช้เวลาเดินทาง 1 ชั่วโมง

  ภาพที่ 1 ด้านล่างอธิบายถึงการเกิดแรงโคริออริสเนื่องจากโลกหมุนรอบตัวเอง 1 รอบใช้เวลา 24 ชั่วโมง เมื่อเวลาผ่านไปหนึ่งชั่วโมง นับตั้งแต่จรวดถูกปล่อยออกจากจุดปล่อยไปยังเป้าหมาย การหมุนของโลกทำให้วิถีของจรวดเป็นเส้นโค้ง และเคลื่อนไปตกบนเส้นแวงที่ 105° เนื่องจากหนึ่งชั่วโมงโลกหมุนไปได้ 15° (105° - 90° = 15°)

ภาพที่ 2 แรงโคริออริส

แรงโคริออริสไม่มีอิทธิพลต่อกระแสลมที่บริเวณเส้นศูนย์สูตร แต่จะมีอิทธิพลมากขึ้นในละติจูดสูงเข้าใกล้ขั้วโลก แรงโคริออริสทำให้ลมในซีกโลกเหนือเบี่ยงเบนไปทางขวา และทำให้ลมในซีกโลกใต้เบี่ยงเบนไปทางซ้าย ภาพที่ 3 แสดงให้เห็นว่า ในบริเวณซีกโลกเหนือ แรงโคริออริสทำให้มวลอากาศรอบหย่อมความกดอากาศต่ำ (L)หรือ “ไซโคลน” (Cyclone) หมุนตัวทวนเข็มนาฬิกาเข้าสู่ศูนย์กลาง และมวลอากาศรอบหย่อมความกดอากาศสูง (H) หรือ “แอนติไซโคลน” (Anticyclone) หมุนตัวตามเข็มนาฬิกาออกจากศูนย์กลาง ในบริเวณซีกโลกใต้ “ไซโคลน” จะหมุนตัวตามเข็มนาฬิกา และ “แอนติไซโคลน” จะหมุนตัวทวนเข็มนาฬิกา ตรงกันข้ามกับซีกโลกเหนือ

ภาพที่ 3 ไซโคลน และ แอนติไซโคลน ในซีกโลกเหนือ

เมื่อเราเปรียบเทียบแผนที่อากาศกับภาพถ่ายดาวเทียม จะเห็นว่า บริเวณหย่อมความกดอากาศต่ำ (L) ซึ่งมีเส้นไอโซบาร์อยู่ชิดติดกันในแผนที่อากาศ จะเป็นพายุหมุนซึ่งเต็มไปด้วยเมฆสีขาวในภาพถ่ายดาวเทียม เมฆเหล่านี้เกิดจากอากาศยกตัวแล้วควบแน่นเป็นหยดน้ำจึงปรากฎตัวให้เห็น  ส่วนบริเวณที่เป็นหย่อมความกดอากาศสูง (H)ในแผนที่อากาศ จะเป็นท้องฟ้าใสไร้เมฆในภาพถ่ายดาวเทียม  ภาพที่ 4 เป็นพายุไต้ฝุ่นฝาแฝด (Twin Typhoon)  ซึ่งเกิดจากหย่อมความกดอากาศต่ำ (L)​ สองหย่อมในบริเวณมหาสมุทรแปซิฟิกตอนเหนือ เกิดขึ้นจากน้ำในมหาสมุทรได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์แล้วระเหยเป็นไอน้ำ ลอยยกตัวขึ้นแล้วควบแน่นกลายเป็นเมฆ แรงโคริโอลิสทำให้กระแสอากาศภายในก้อนเมฆบิดตัวในทิศทวนเข็มนาฬิกากลายเป็นพายุหมุน

ภาพที่ 4 พายุไต้ฝุ่นฝาแฝด