Corioliskraft: Wie schnell dreht sich die Erde?

Eine wundersame Kraft wirkt tagtäglich auf unsere Wetterlage – die Corioliskraft. Sie ist dafür verantwortlich, dass sich Luftmassen um Hoch- bzw. Tiefdrucksysteme im bzw. gegen den Uhrzeigersinn bewegen. Benannt ist die Kraft nach dem französischen Mathematiker Gaspard-Gustave de Coriolis (1792-1843), der sie im Jahr 1835 beschrieb.

Fangen wir ganz von vorn an – sehen wir uns einmal die Erde an. Sie ist rund. Angenommen, wir schicken ein Luftteilchen auf direktem Weg von einem Punkt A am Nordpol zu einem Punkt B am Äquator. Das Teilchen würde in einer geraden Linie am Nullmeridian entlang unterwegs sein und ebendort am Äquator ankommen. So weit, so gut. Jetzt bringen wir die Erddrehung ins Spiel.

Die Erde dreht sich an einem Tag um ihre eigene Achse, das entspricht einer Drehung von 360 Grad in 24 Stunden. In einer Stunde dreht sich die Erde also um 15 Grad (360/24=15). Schicken wir unser Teilchen jetzt noch einmal von Punkt A am Nordpol zu Punkt B am Äquator. Unser Teilchen ist schnell unterwegs, in nur einer Stunde landet es am Äquator – aber nicht an Punkt B. Während das Teilchen in gerader Linie unterwegs war, hat sich nämlich die Erde weitergedreht. Das Teilchen landet statt an Punkt B an Punkt C, in unserem Fall 15 Grad nach Westen versetzt. Aus der Sicht des Teilchens ist es in Bewegungsrichtung nach rechts abgelenkt worden, wie die Grafik veranschaulicht:

Schauen wir uns die Geschichte einmal von der anderen Seite aus an. Diesmal startet unser Teilchen nicht am Pol, sondern am Äquator. Jetzt wird es ein bisschen komplizierter. Unser Startpunkt A liegt nun am Äquator. Das heißt: Der Erdumfang am Äquator beträgt 40.075 Kilometer. Wenn sich hier in 24 Stunden eine volle Umdrehung ausgehen soll, dann muss die Rotationsgeschwindigkeit sehr hoch sein, nämlich 40.075/24=1.670 km/h. Unser Punkt A legt nun also 1.670 Kilometer pro Stunde zurück, ohne sich auf einer Weltkarte auch nur einen Millimeter zu bewegen.

Ein Punkt, der weiter nördlich bzw. südlich liegt, legt in der selben Zeitspanne weniger Kilometer zurück. Am Pol selbst ist die Rotationsgeschwindigkeit dagegen gleich 0. Schicken wir unser Teilchen nun also los auf seine Reise vom Äquator zum Nordpol. Das Teilchen nimmt auf seiner Reise nach Norden seine ursprüngliche Geschwindigkeit mit – also 1.670 km/h in Ostrichtung. Je weiter unser Teilchen nun nach Norden kommt, desto langsamer wird die Rotation der Erdoberfläche. Weil unser Teilchen sich schneller nach Osten bewegt als die unter ihm liegende Oberfläche, wird es scheinbar nach Osten abgelenkt. Die Corioliskraft ensteht also praktisch durch die Erdrotation.

Die Corioliskraft ist von großer Bedeutung für die Wettersysteme. Sie bewirkt, dass auf der Nordhalbkugel die Luft um ein Hochdruckgebiet im Uhrzeigersinn fließt und um ein Tiefdruckgebiet gegen den Uhrzeigersinn – auf der Südhalbkugel ist das genau umgekehrt. Auch die Westwinddrift, die in mittleren Breiten (und damit im Großteil Europas) die Abfolge der Großwetterlagen steuert, ist der Corioliskraft zu verdanken.