気象学は,偏西風を<回転する空気のチューブ>と定める。
偏西風の現象を<自転する空気のチューブ>の力学で説明しようとする。
この説明づくりにおいて気象学は,「角運動量」の誤用と併せて,「コリオリ力」を誤用する。
つぎのように:
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田中 (2007), pp.42,43
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。
図2.7
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「空気のチューブ」は,幻想である。
そのようなものは存在していない。
「空気のチューブ」が幻想であるので言うまでもないが,「空気のチューブの運動方向と直角に働く力」も幻想である。
「自転球体上の移動」の数学からも,このようなものの存在は却けられる。
実際,この「力」が条件にしている「角運動量保存則」がそもそも意味の取り違えなのであるから,この話はアブストラクト・ナンセンス話にさえもならない。
そしてこれに「コリオリ力」の名前をあてるのは,間違いの上重ねである。
「チューブ」を角運動量をもつものにしているのであれば,「運動方向と直角」の意味は「角運動量ベクトルと直角」である。
そして,角運動量ベクトルと直角になるものは, 「ジャイロモーメント」である。
角運動量と直角に,ジャイロモーメントが働く。
角運動量ベクトルの方向は,<回転方向に右ネジを回したときにネジが進む方向>で定義される。
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引用文献
- 田中博 :『偏西風の気象学』(気象尾ブックス016)), 成山堂, 2007.
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