مطالب مشابه
حتما با جستجو در اینترنت تصاویری از ستون های دود عظیمی را دیده اید که از کوه های آتشفشان خارج میشوند و به ارتفاعات بسیار بالا نیز میرسند. بسیاری از افراد از این پدیده به عنوان دلیلی برای سکون زمین استفاده میکنند. همچنین برخی همان ایده را برای آبشار های بسیار بلند نیز بکار میبرند و از آنجا که آبشار در مسیر مستقیم خود به سوی زمین خم نمیشود(به دلیل وجود کوریولیس) آن را دلیلی برای نقض حرکت زمین میدانند.
اما آیا درحقیقت چنین پدیده هایی نشان میدهند که زمین حرکت نمیکند؟ بیایید بررسی کنیم.
اولین اصل دینامیک بیان میکند: یک جسم در سکون تمایل به ساکن ماندن و یک جسم در حرکت تمایل به حرکت در یک سرعت و یک جهت دارد مگر اینکه یک نیروی خارجی به آن اعمال کنیم.
دانشمندان باور دارند که زمین در فضا درحال حرکت است و هیچ نیروی خارجی نمیتواند بر اتمسفر و در نتیجه بر ستون دودی که ایجاد شده اعمال شود. اما درباره شتاب با توجه به چرخش چه؟ از آنجایی که زمین میچرخد اولین اصل دینامیک بطور کامل توسط شتابی که از چرخش ایجاد میشود غیر قابل استفاده خواهد شد. پس بیایید با محاسبه پیش برویم.
در نظر داشته باشید که یک فوران آتشفشان میتواند ستون دودی تا ارتفاعات زیاد تشکیل دهد. به عنوان مثال در سال ۲۰۱۴آتشفشان Shiveluchدر روسیه ستون دودی با ارتفاع ۱۰ کیلومتر ایجاد کرد.
برای اینکه محاسبات را ساده تر کنیم، تصور کنید این آتشفشان بر روی استوا قرار دارد که شعاع زمین در استوا ۶۳۷۸کیلومتر است و سرعت محیطی در قسمت پایینی ستون دود حدود ۱۶۶۹٫۳کیلومتر بر ساعت می باشد(این باید سرعت چرخش زمین در استوا باشد).
وقتی ۱۰کیلومتر را به شعاع اضافه میکنیم که با ارتفاع ستون دود مطابقت دارد، به سادگی میتوان به سرعت ۱۶۷۱٫۸کیلومتر بر ساعت رسید. فرمول زیر را باید خاطر بیاورید که با آن سرعت محیطی را محاسبه میکنیم:
Vp = ω ∙ r
اما ۳-۲کیلومتر تفاوت تاثیر چندانی ندارد. با در نظر گرفتن این حقیقت که سرعت باد با افزایش ارتفاع، افزایش پیدا میکند و حتی میتواند به سرعتی بیش از ۳کیلومتر بر ساعت برسد، در نتیجه تفاوت اندکی که در سرعت وجود دارد درواقع قابل ارزیابی نیست و نمیتوان آن را به عنوان دلیلی بر حرکت نکردن زمین در نظر گرفت و همین نیز میتواند توضیح دهد که چرا از آبشار نیز نمیتوان به عنوان دلیلی برای سکون زمین استفاده کرد. اما موضوع جایی متفاوت میشود که جهت حرکت ستون دود شمال-جنوب باشد. در این حالت، شتاب کوریولیس باید بطور محسوسی بر ستون دود تاثیر بگذارد.
به تصویر زیر دقت کنید. یک تصویر تاثیر گذار از آتشفشان Eyjafjallajökullکه در سال ۲۰۱۰فوران کرد و مشکلات بزرگی برای فرودگاه های اروپا ایجاد کرد. همانطور که میبینید ستون دود مسیری به سمت جنوب میرود (با توجه به قدرت وزش باد در آن مسیر.) علاوه بر آن، وقتی که سرعت محیطی کره را در عرض جغرافیایی ایسلند در نظر میگیریم و دیگری را به عنوان مثال در سطح ایتالیا، تفاوتی حداقل ۲۰۰کیلومتر بر ساعت محاسبه میشود.
ستون دود به ایتالیا وارد شد و برای فرودگاه میلان مشکلاتی به وجود آورد. اما همانطور که اشاره کردیم و باید به خاطر داشته باشید، زمین در ایتالیا با سرعت باورنکردنی ۱۲۰۰کیلومتر بر ساعت میچرخد (در ایسلند سرعت محیطی تقریبا ۱۰۰۰کیلومتر بر ساعت است).
چگونه یک ستون دود میتواند شتاب مورد نیاز را بدست آورده و به سرعت کافی ای برای حفظ مسیر حرکت صاف خود برسد و شکل خود را حفظ کند؟ و پس از آن به راحتی به کل اروپا برسد؟ علاوه بر آن در نظر داشته باشید که شتاب کوریولیس باید بر ستون دود اعمال شده و آن را به سمت چپ منحرف و خمیده کند. چرا باید چنین پدیده ای را میدیدیم اما شاهد آن نبودیم؟ چون فرض شده که زمین به سمت شرق درحال حرکت است و ستون دود باید به سمت غرب منحرف شود. این مسیر صاف از حرکت ستون دود به هیچ وجه توسط چرخش زمین تحت تاثیر قرار نگرفت که نشان میدهد زمین چرخشی به دور خود ندارد و کاملا ثابت است. چرخش زمین باید اثری بر بادها نیز بگذارد.
به عنوان مثال به بادهای بسامان (یا باد های تجاری) فکر کنید. این باد ها از مناطق گرمسیری به سوی استوا می وزند و جهت وزش آنها شمال-جنوب است. باید به یاد داشته باشید که اثر کوریولیس تنها به چیز هایی که در این جهت هستند اعمال میشود و آنان را تحت تاثیر قرار میدهد. هلیکوپتری که در جهت شرق-غرب حرکت میکند به هیچ وجه تحت تاثیر کوریولیس قرار نمیگیرد. این بادها از هوای گرم (گرم شده توسط خورشید) که در عرض های جغرافیایی استوا هستند نشات میگیرند. بنابراین بالا رفتن جریان های گرم ، هوا را در مناطق گرمسیری تحت فشار قرار میدهد (هوا را می ِکشد). علم بیان میکند که این بادها با توجه به کوریولیس در مسیری منحرف (غیر مستقیم) می وزند.اما با کمی تحقیق، متوجه خواهید شد که این بادها در طول سال با سرعت متوسط ۱۸ کیلومتر بر ساعت می وزند. علاوه بر آن در مناطق گرمسیری سرعت محیطی زمین باید در حدود ۱۵۳۰کیلومتر بر ساعت باشد. این درحالیست که ادعا شده زمین در استوا با سرعت ۱۶۷۰کیلومتر برساعت درحال چرخش است. این بدان معناست که بادهای بسامان یا تجاری باید با سرعتی حدود ۱۴۰کیلومتر برساعت بوزند.
مورد آخر اینکه اگر بادهای قطبی و بادهای بسامان در مسیر درستی وزش داشته باشند که توسط اثر کوریولیس ایجاد شده، چه موتور پر قدرتی وجود دارد که بادها را به مناطق معتدل هل میدهد تا در مسیر دیگری بوزند که حتی سریعتر از زمین در جهت شرق حرکت میکنند؟
مسیر اصلی وزش جریان های بادی توسط هیچ عامل کوریولیسی تحت تاثیر قرار نگرفته و این نشان میدهد که زمین در حقیقت هیچ حرکتی ندارد. تنها نیروی موجود ، نیروی ایجاد شده حاصل از چرخش جهان و اجرام آسمانی به دور زمین است.
