„Warum dreht sich das Wasser in einer Toilette im Norden der Erde gegen den Uhrzeigersinn nach innen?“ „Weil der Coriolis-Effekt bewirkt, dass das Wasser nach unten fließt und gleichzeitig nach rechts abbiegt.“ Das ist ein Thema, das man gelegentlich im Alltag hört. Ist diese Aussage korrekt? Was ist dieser „Coriolis-Effekt“ überhaupt? Dieser „Effekt“ wurde erstmals vom französischen Mathematiker und Ingenieur Coriolis vorgeschlagen. Er beschreibt, dass sich bewegte Objekte in einem rotierenden Bezugsrahmen einer Kraft gegenübersehen, die senkrecht zur Bewegungsrichtung wirkt und sie von ihrer Flugbahn ablenkt. Die Erde dreht sich ununterbrochen um ihre Achse und kann als ein rotierender Bezugsrahmen betrachtet werden. Coriolis stellte fest: Im Norden wird bewegtes Material von einer Kraft nach rechts gezogen, im Süden nach links. Das ist auch der Grund, warum das Wasser im Norden tendenziell nach rechts abbiegt.
Ist also der Coriolis-Effekt der Grund dafür, dass das Wasser in einer Toilette im Norden gegen den Uhrzeigersinn fließt? Nicht unbedingt, denn die Erdrotation ist sehr langsam, und der Coriolis-Effekt ist sehr gering. Wir können eine kleine Berechnung durchführen. Angenommen, das Wasser fließt mit etwa 10 Metern pro Sekunde, wie bei Liu Xiangs 110-Meter-Hürdenlauf, dann würde der Coriolis-Effekt tatsächlich eine Abweichung der Flugbahn des Wassers bewirken. Allerdings zeigt eine genauere Berechnung, dass selbst bei einem Durchmesser von einem Meter und einer direkten Flugbahn vom Rand der „riesigen“ Toilette zur Mitte die durch den Coriolis-Effekt verursachte Abweichung weniger als einen halben Millimeter betragen würde und daher kaum sichtbar wäre. Selbst wenn es einen Effekt gäbe, würde er leicht durch Störfaktoren wie Wasserströmungen zwischen den Toiletten aufgehoben werden. Tatsächlich ist der Grund, warum das Wasser in Toiletten spiralförmig abfließt, hauptsächlich auf ihre Konstruktion zurückzuführen. Einige Toiletten sind speziell für eine spiralförmige Spülung konzipiert, um Schmutz besser abzuwaschen. Egal, wo auf der Erde sie sich befinden, sie erzeugen immer nur Spiralen in dieselbe Richtung. Bei normalen Abwasserabflüssen können Sie an regnerischen Tagen sowohl Spiralen in beide Richtungen beobachten.
Obwohl die Erdrotation nicht sehr schnell ist und der Coriolis-Effekt daher sehr gering ist, können wir seine Auswirkungen auf großen Skalen und über lange Zeiträume hinweg beobachten. Wie das Sprichwort sagt: „Tropfen höhlen den Stein“. Flüsse, die seit Tausenden von Jahren ununterbrochen fließen, werden durch den Coriolis-Effekt immer nach rechts (im Norden) abgelenkt, so dass das rechte Ufer ständig erodiert wird, während das linke Ufer relativ langsamer fließt und daher häufig Sand- und Kiesablagerungen aufweist. Bei Eisenbahnschienen, auf denen täglich Tausende von Tonnen schwere Züge mit Geschwindigkeiten von über 100 Kilometern pro Stunde in dieselbe Richtung fahren, ist die Abnutzung der Schienen im Norden immer etwas stärker als im Süden. Insgesamt ist der Einfluss des Coriolis-Effekts auf großen Skalen offensichtlich. Schauen Sie sich die Satellitenwolkenbilder an, und Sie werden sehen, dass alle Taifune in der nördlichen Hemisphäre gegen den Uhrzeigersinn rotieren. Das ist auch ein Trick des Coriolis-Effekts. Taifune sind Tiefdrucksysteme, in deren Nähe der Luftdruck besonders niedrig ist, so dass der Wind zum Zentrum des Taifuns weht. Durch den Coriolis-Effekt dreht sich der Luftstrom gegen den Uhrzeigersinn zum Zentrum (dies ist bereits weit verbreitet und als Allgemeinwissen bekannt). Wenn dann eine große Menge Luft zum Zentrum des Taifuns gelangt, hat sie keinen Platz mehr, wo sie hingehen könnte, und steigt daher zum oberen Rand des Taifuns auf, wo eine starke Konvergenzzone entsteht, die den Wind vom Zentrum wegbläst. Dann dreht sich der Wolkenrand des Taifuns weiter gegen den Uhrzeigersinn nach außen. Im Süden ist es umgekehrt.