Вращение Земли и крутые берега рек (закон Бэра)

Shoorick
Автор
reka_zagadka_crop.jpg

Начало тут:
https://poehali.net/forum/turizm/tur-boltalka/istoriya-kljuchegorskoj-ges-i-ee-podzhog/?page=12#forum_message-607500

у рек текущих в Северном полушарии, правый берег крутой ...
сила Кориолиса действует в северном полушарии всегда вправо по течению, отчего берег и обрывистый!

//-(
По-вашему, только правый берег (для реки в северном полушарии) может быть крутым. Это неверно.
Закон Бэра говорит лишь о преимущественном подмывании правого берега рек в северном полушарии. В реальности у малых и средних рек обрывы встречаются и слева, и справа (к чему примером та же Оболь). У крупных рек правый берег, действительно, чаще крутой, чем левый. Но и левых крутых достаточно (хороший пример: Березина).

Более подробно закон Бэра излагается в БСЭ:
http://slovari.yandex.ru/~книги/БСЭ/Бэра закон/
В описании имеются следующие оговорки:
"причину подмыва берегов рек, текущих в направлении меридиана"
Указывает не на все реки, а текущие в меридианальном направлении (на север или на юг, перпендекулярно экватору).

"Эффект Б. з. прямо пропорционален массе движущейся воды и ясно заметен только в долинах крупных рек, почти не проявляясь на малых реках."
Это я уже отмечал.

"Кроме того, размыв соответствующего берега часто затушёвывается основным наклоном местности, геологическим строением долины и др. факторами."
Это естественно.

Таким образом, по закону Бэра далеко не каждый обрывистый берег в северном полушарии является правым.

Но это еще не все. Как показал поиск, закон Бэра упоминается в основном в русскоязычном интернете, в остальном мире про него либо не знают, либо он называется гипотезой, неподтвержденным предположением.

Бэр высказал свое предположение на дебатах 1859 г. во Французской Академии. Причем Бэр говорил не про обрывы, он считал, что даже меандрирование реки (извилистость) вызывается силой Кориолиса. Бэр использовал устаревшую модель, и считал, что сила Кориолиса действует только на реки, текущие в направлении север либо юг. Его не убеждало даже то, что французские реки Сена и Луара, текущие с востока на запад, тоже меандрируют. В дальнейшем на мнении Бэра основывался даже Эйнштейн в своей работе про меандры. Закон Бэра вошел в советские книги, учебники и Большую Советскую Энциклопедию.

Бэр был не прав. Сила Кориолиса значительно влияет лишь на большие объемы, как океаны или атмосферные массы. А для рек инерция воды превышает эту силу в 10-1000 раз (число Россби). Таким образом, влияние вращения Земли и силы Кориолиса на реки ничтожно, закон Бэра не подтверждается. Причины, по которым у Днепра, Дона, Волги, Оби, Иртыша и Лены правый берег преимущественно выше левого, на данный момент неизвестны.

Литература:
Anders O. Persson "The Coriolis Effect: Four centuries of conflict between common sense and mathematics" http://aos.princeton.edu/WWWPUBLIC/gkv/history/persson_on_coriolis05.pdf
Zoltan, Balla "The Influence of the Coriolis Force on Rivers and the Baer Law. Historical Review" http://www.mafi.hu/static/microsites/EJ_digi/EJ_2007PDF/Balla_1_angol.pdf (сейчас недоступен)
Jesus Martinez-Frias, David Hochberg, Fernando Rull "Contributions of Albert Einstein to Earth Sciences: A review in Commemoration of the World Year of Physics" http://arxiv.org/abs/physics/0512114

Повторю про загадку. На картинке-загадке река течет слева направо. Это видно по границам потока и уловов за поворотами реки. Похоже, художник либо составитель загадки запутался сам:

Как показал поиск, закон Бэра упоминается в основном в русскоязычном интернете, в остальном мире про него либо не знают, либо он называется гипотезой, неподтвержденным предположением.

Может поэтому совецкие дипломы на Западе принимались как бумажки?
И поэтому мы так жили в Союзе, потому-то почитали бредовые идеи Карлуши Маркса, а Запад чтил и жил по его "Капиталу".
Мультяшный Карлсон к нам пришёл вроде из Швеции. Там он изгой, мерзкий персонаж, а у нас он любимый герой детворы.

Izobrazhenie_102_2.jpg
Цитата сообщения от kciroohs отправленного 18 Дек, 2012 в 20:42

...влияние вращения Земли и силы Кориолиса на реки ничтожно...

Не спорю. И к тому же ещё добавлю, что в туристкой практике, течение вызванное силой Кориолиса можно не учитывать – она не влияет на ход судна, не ощущается человекам. На реке главенствует стрежень, перекат, порог.
Однако стоит задуматься над тем, чтО эта ничтожная сила может сделать, за миллионы лет существования Земли, с правым берегом? Пожар возникает от искорки.

Похоже, художник либо составитель загадки запутался сам:

Эту загадку я взял из книги: "Твоё свободное время". Эта книга сборник задач, игр и опытов. Они в своё время были опубликованы в журналах "Техника – молодёжи", "Наука и жизнь". Публиковались там под рецензией кандидатов, докторов наук. Цензура была тогда жесточайшей, об ошибке художника не может быть и речи. Приведенные сведения на рисунке для меня выше гипотезы Бэра.

Зигзаги, обведённые вами кружками, обозначают течение воды (волны, рябь), но никоим образом – улова. //-( Уловов не видно, они за выступами обрывистого берега, река на рисунке течёт к горизонту!
Привожу вам туристские схемы с условными обозначениями. Ознакомьтесь с "зигзагами" и расположением уловов.
И ваше полное право сомневаться, в том, что на схеме ошибка художника или иная ересь.

Shoorick
Автор
region72_katun_pni_potoki.jpg

Бэр был академиком Петербургской Академии Наук. До него на силу Кориолиса обратил внимание Словцов в 1827 году. Многие российские и советские ученые занимались этой проблемой. Хорошим примером всегда были сибирские реки. Думаю, по этим причинам закон (или, строго говоря, гипотеза) Бэра известнее у нас.

Литература: А.Н. Кондратьев "Относительная транспортирующая способность и другие руслоформирующие факторы" http://bedload.narod.ru/Channel/Thesis2004/Soderz.HTM

Про "жесточайшую цензуру" журнала сомневаюсь, так как в разгадке наивно обобщается: "У рек, текущих в Северном полушарии, правый берег крутой".

Графическое изображение границы потока и улова (из книги Юрин "Сольфеджио белой воды";):

Начало на краю препятствия (камень, скала, берег), направление ближе к центру реки.
На этой фотографии хорошо видно:
(автор region72, источник http://hunt72.ru/viewtopic.php?f=51&t=24&start=150)

Последняя фотография совсем неудачный пример - подстилающие породы скальные и форма русла у такого незначительного потока сильно зависит от структуры подстилающих пород (каковой может являтся куэста). Уровни потоков не сопоставимы в данном контексте.

В загадке река течет справа на лево. Если обоснование правильного ответа опирается на силу Кориолиса, то это тупая школьная "шаблонщина" и стереотипность автора и т.д. и т.п. Если обоснование правильного ответа опирается на форму и характер русла, то автор, значит, знаком с предметом. увидел правильный ответ - это //-(

Цитата сообщения от kciroohs отправленного 18 Дек, 2012 в 20:42

...Причины, по которым у Днепра, Дона, Волги, Оби, Иртыша и Лены правый берег преимущественно выше левого, на данный момент неизвестны...

Днепр, Дон, Волга (в меньшей степени, но в низовьях!) текут преимущественно на юг, т.е. правый берег западный.
Обь, Иртыш и Лена на север (одозначно :) ), т.е. правый берег восточный.
Или в цитате путаница, или сила Кориолиса к правому берегу Оби, Иртыша и Лены отношения не имеет.

зы. Меня еще в школе напрягала эта несуразица :), но, я думаю, это просто школьный шаблон, коих тыщупицот.

И, да!

...
сила Кориолиса действует в северном полушарии всегда вправо по течению...

//-(
Сила Кориолиса действует в направлении противоположном вращению Земли.

Обозначте, пжл, четче тему дискуссии, я б поучавствовал с удовольствием.

И, это, Шурик, в этой теме какие-то проблемы с летоисчислением (в шапке сообщений).

Shoorick
Автор

Тема дискуссии: верен ли закон Бэра, есть ли доказательства.
(Отдельные подтверждения не являются доказательствами, иначе астрология была бы наукой).

В загадке, скорее всего, просто путаница. Река выглядит несколько неестественно. Всё это давно несерьезно, но, по-моему, результат работы художника больше похож на реку, текущую вправо.
1. Если река течет слева направо: река на повороте подмывает высокий левый берег, потом упирается в более твердые породы, несколько сужается и ускоряется ближе к центру русла. Этот вариант мне кажется более логичным.
2. Если река течет справа налево: река почему-то ускоряется от центра к краям, потом внезапно расширяется, часть потока заворачивает вправо под прямым углом и подмывает там берег. Возможно также, струи и блики нарисованы художником случайно. Возможно, река течет очень быстро, и подмывает берег за поворотом за счет уловов, потоков, крутящихся по часовой стрелке. Возможно, за каждым поворотом впадают ручьи, которые размывают берег. Этот вариант мне кажется менее реальным.

Сила Кориолиса действует в направлении противоположном вращению Земли.

Нет, это не так. Весьма частое заблуждение, которого и я придерживался:)
Сила Кориолиса в северном полушарии действует не на запад, а в направлении вправо от движения тела.
Она действует на правый берег реки (правый орографически, то есть как раз по направлению течения).
Из похожих эффектов: в северном полушарии снаряды отклоняются вправо, маятник Фуко тоже постоянно немного подворачивает направо.

Днепр, Дон, Волга (в меньшей степени, но в низовьях!) текут преимущественно на юг, т.е. правый берег западный.
Обь, Иртыш и Лена на север (одозначно ), т.е. правый берег восточный.
Или в цитате путаница, или сила Кориолиса к правому берегу Оби, Иртыша и Лены отношения не имеет.

зы. Меня еще в школе напрягала эта несуразица , но, я думаю, это просто школьный шаблон, коих тыщупицот.

Во всех цитатах так, а почему объяснено выше.
А школьная несуразица, как оказалось, в том, что выдают недоказанный закон Бэра за непреложную истину.

Цитата сообщения от kciroohs отправленного 19 Янв, 2013 в 21:24

...> Сила Кориолиса действует в направлении противоположном вращению Земли.

Нет, это не так. Весьма частое заблуждение, которого и я придерживался:)
Сила Кориолиса в северном полушарии действует не на запад, а в направлении вправо от движения тела.
Она действует на правый берег реки (правый орографически, то есть как раз по направлению течения).
Из похожих эффектов: в северном полушарии снаряды отклоняются вправо, маятник Фуко тоже постоянно немного подворачивает направо.
...

У меня случился взрыв моего географического мозга и крах вселенной. Буду переваривать, позже отпишусь.

Цитата сообщения от shkab отправленного 20 Янв, 2013 в 01:14
Цитата сообщения от kciroohs отправленного 19 Янв, 2013 в 21:24

...> Сила Кориолиса действует в направлении противоположном вращению Земли.

Нет, это не так. Весьма частое заблуждение, которого и я придерживался:)
Сила Кориолиса в северном полушарии действует не на запад, а в направлении вправо от движения тела.
Она действует на правый берег реки (правый орографически, то есть как раз по направлению течения).
Из похожих эффектов: в северном полушарии снаряды отклоняются вправо, маятник Фуко тоже постоянно немного подворачивает направо.
...

У меня случился взрыв моего географического мозга и крах вселенной. Буду переваривать, позже отпишусь.

будем взрывать мозг дальше.

сила кориолиса определяется как

на примере данной картинки рассмотрим направление силы кориолиса.
скорость , что снизу, что сверху разложим на две состоявлющие: параллельные и перпендикулярные угловой скорости w. параллельные состовляющие в векторное произведение не будут давать вклада.

остаются перпендиклулярные.

для нижней части сферы проекция скорости будет направлена от оси, и напраление силы кориолиса будет на лево (направление четко определяется через вектороне произдведение векторов).

для верхней части скорость будет направлене к оси, а следовательно и направление силы кориолиса изменит направление ( станет направлено в право).

если изменим вектор скорости на противоположный, то и силы кориолиса поменяет свое направление на противополложное.

надеюсь, хоть что-нибудь стало понятно...

наглядная картинка с неплохим пояснением
Но
Если вектор от полюсов к экватору, то все очевидно.
А вот если от экватора? Разница в угловой скорости не компенсируется ли поворотом Земли за время, так сказать, полета.
Че думаете?
Применительно не к алгебраическим выкладкам, где вроде все четко, а к географическим (природным) объектам (отчасти геометрии), где бла-бла-бла.

Цитата сообщения от shkab отправленного 21 Янв, 2013 в 22:50

наглядная картинка с неплохим пояснением
Но
Если вектор от полюсов к экватору, то все очевидно.
А вот если от экватора? Разница в угловой скорости не компенсируется ли поворотом Земли за время, так сказать, полета.
Че думаете?
Применительно не к алгебраическим выкладкам, где вроде все четко, а к географическим (природным) объектам (отчасти геометрии), где бла-бла-бла.

черт. забыл в прошлый пост картинку вставить..

вобщем смотри на картинку, там все понятно. если поменять скорости на противоположные, то и на правление силы кориолиса изменится на противоположное

Shoorick
Автор
coriolis_effect_animation.gif

Если вектор от полюсов к экватору, то все очевидно.
А вот если от экватора?

Действительно, большинство иллюстраций показывают движение от полюса к экватору, а чтобы вообразить обратное, требуется хорошее воображение.

Вот еще одна, с википедии:

Здесь можно поиграться с анимацией силы Кориолиса:
http://www.cleonis.nl/physics/physlets/coriolis_effect.php
(требуется Java в браузере)

К примеру, соорудил такую гипнотизирующую картинку.
Мы зависли над Северным Полюсом и смотрим на Землю сверху. Она вращается против часовой стрелки (на восток).
Шарик летает по прямой от экватора к полюсу и обратно (если смотреть в неподвижной системе отсчета).
За счет вращения Земли получается, что шарик постоянно заворачивает вправо (если смотреть в системе отсчета, привязанной к Земле).
Таким образом, сила Кориолиса действует вправо от движения (в северном полушарии).

последняя картинка - класс, спасибо.
забавно, конечно, уяснить до конца такой вопрос через год после того как бросил науку |-))

Про реку (абстрагируясь от коректности автора, частично):
течет влево -
1. на это указывает "заостренность" выступов влево (с учетом того, что подстилающие породы осадочного происхождения), по аналогии с образованием песчаных кос на поворотах; при течении вправо выступы смыло бы (в осадочных породах).
2. судя по картинке, там есть овраги или балки, сток из которых дополнительно бы разрушал выступы при течении вправо. А так, формируется закономерная, древовидная в плане, сеть поверхностного стока.
Таким образом, опираясь на шаблон ( з. Бэра и т.д.), автор другими деталями подчеркнул ответ.

Цитата сообщения от валерос отправленного 19 Дек, 2012 в 17:20
Цитата сообщения от kciroohs отправленного 18 Дек, 2012 в 20:42

...влияние вращения Земли и силы Кориолиса на реки ничтожно...

Не спорю. И к тому же ещё добавлю, что в туристкой практике, течение вызванное силой Кориолиса можно не учитывать – она не влияет на ход судна, не ощущается человекам. На реке главенствует стрежень, перекат, порог.
Однако стоит задуматься над тем, чтО эта ничтожная сила может сделать, за миллионы лет существования Земли, с правым берегом? Пожар возникает от искорки.

С тем же успехом можно учитывать в процессе подмывания берегов лунную и солнечную гравитацию, энергию рыбьих плавников или плевка рыбака.
Один ручеек, впадающий в реку, по своему энергетическому вкладу превосходит все ваши кориолисовы ускорения.
А ваше сравнение с искоркой, говорит о непонимании физики процессов, так как возгорание - это, в отличие от течения, процесс лавинообразный

размытие берега лавиннообразно.
Ваши идеи о появлении новых русел рек и крутизне берегов? Инопланетяне?

Shoorick
Автор

Ваши идеи о появлении новых русел рек и крутизне берегов? Инопланетяне?

Существует большое количество факторов, русловых процессов (в частности, меандрирование - образование и изменение извилин реки), гипотез. Выше была ссылка на подробнейшую диссертацию Кондратьева (быть может, геологи добавят хороший источник по существу).