Up 「地球を東西に一回りする空気塊チューブ」 作成: 2022-10-24
更新: 2023-02-10

      田中(2007), pp.42,43
    はじめに、地面に対して静止した (つまり地球の自転とともに回転する) チューブが東西に地球を一回りしているとする。
    もし、このチューブが中緯度から高緯度に移動したとすると、あとで述べる角運動量の保存則により回転半径の縮まったチューブは東向きに回りだす。
    チューブの中の空気塊は、北に移動することで東向きの加速度を受けるが、これがコリオリ力である。
    地面に対して東向きに回りだしたチューブには、今度は遠心力の増大により回転半径の大きい低緯度に広がろうとする力が働く。
    東向きに移動する空気塊は南向きの加速度を受けるが、これもコリオリ力である。
    はじめの緯度を通過して低緯度に向かうチューブは、角運動量の保存により今度は西向きに回りだす。
    西に移動するチューブは遠心力が低下するので、高緯度に向かい、はじめの位置に戻る。
    このように、回転する地球上のチューブは回転を速めたり逆向きに回転したりしながら、南北に振動する。
    チューブの中の間じ質量を持つ空気塊の動きを追ってみると、それは円運動を描くことが確かめられる。
    コリオリ力とは、回転する地球上で、水平運動という束縛を受けたときに、回転の角運動量を保存するように運動方向と直角に働く力である。


    空気は，このようなチューブをつくらない。
    「地球を東西に一回りする空気塊チューブ」など存在しないことは，天気図を見れば直ちにわかることである。
500hPa 面天気図，2023-01-31 JST 9:00
(北極を真下に見る)

    グルッと一周して元の位置に戻ってくる空気粒子は，存在しない。
    「ゆく川の流れは絶えずして，しかも元の水にあらず」である。

  • 引用文献
    • 田中博 (2007) :『偏西風の気象学』(気象ブックス016)), 成山堂, 2007.