Força de Coriolis

Na teoria geral da circulação atmosférica, existem áreas de baixa pressão sobre as regiões equatoriais e áreas de alta pressão existem sobre as regiões polares devido a uma diferença de temperatura. A baixa pressão resultante permite que o ar de alta pressão nos pólos flua ao longo da superfície do planeta em direção ao equador. Embora esse padrão de circulação do ar esteja correto em teoria, a circulação do ar é modificada por várias forças, das quais a mais importante é a rotação da Terra.

A força criada pela rotação da Terra é conhecida como força de Coriolis. Essa força não é perceptível aos humanos enquanto caminham porque os humanos se movem lentamente e percorrem distâncias relativamente curtas em comparação com o tamanho e a taxa de rotação da Terra. No entanto, a força de Coriolis afeta significativamente o movimento em grandes distâncias, como uma massa de ar ou um corpo de água. 

A força de Coriolis desvia o ar para a direita no Hemisfério Norte, fazendo com que ele siga um caminho curvo em vez de uma linha reta. A quantidade de deflexão difere dependendo da latitude. É maior nos pólos e diminui a zero no equador. A magnitude da força de Coriolis também difere com a velocidade do corpo em movimento – quanto maior a velocidade, maior o desvio. No Hemisfério Norte, a rotação da Terra desvia o ar em movimento para a direita e altera o padrão geral de circulação do ar.

A força de Coriolis faz com que o fluxo geral se divida em três células distintas em cada hemisfério. No Hemisfério Norte, o ar quente no equador sobe da superfície, viaja para o norte e é desviado para o leste pela rotação da Terra. No momento em que percorreu um terço da distância do equador ao Pólo Norte, ele não está mais se movendo para o norte, mas para o leste. Esse ar esfria e afunda em uma área semelhante a um cinturão a cerca de 30° de latitude, criando uma área de alta pressão à medida que afunda em direção à superfície. Então, ele flui para o sul ao longo da superfície de volta ao equador. A força de Coriolis dobra o fluxo para a direita, criando assim os ventos alísios de nordeste que prevalecem de 30° de latitude ao equador. Forças semelhantes criam células de circulação que circundam a Terra entre 30° e 60° de latitude e entre 60° e os pólos. Este padrão de circulação resulta nos ventos de oeste de nível superior predominantes nos Estados Unidos contíguos.

Os padrões de circulação são ainda mais complicados por mudanças sazonais, diferenças entre as superfícies dos continentes e oceanos e outros fatores, como forças de atrito causadas pela topografia da superfície da Terra que modificam o movimento do ar na atmosfera. Por exemplo, a 2.000 pés do solo, o atrito entre a superfície e a atmosfera retarda o movimento do ar. O vento é desviado de seu caminho por causa da força de atrito. Assim, a direção do vento na superfície varia um pouco da direção do vento apenas alguns milhares de pés acima da Terra.