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回転水槽によるロスビー循環モデル

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ハイドのロスビー循環モデルの実験です。

回転水槽によるロスビー循環モデル

地球の中緯度上空では、赤道の方が極より暖かくなっているので、上空でにいくほど西風が強くなっている。もし、初期に東西方向に一様な状態であっても、ちょっとした擾乱(じょうらん)が加わると、蛇行した波動が時間が経つにつれて大きくなるという不安定状態になる場合がある。水平方向に温度傾向があって鉛直方向に速度が変わっている流れに生ずる不安定を「傾圧不安定」といいます。この現象を実験で再現したものが回転水槽を使ったハイドの実験です。

ドーナツ型の水槽にアルミの粉を浮かべます。

中央に氷水、外側に熱湯を入れます。これが赤道と極にあたります。

こんな感じです。
モーターでゆっくり回転させます。
外から見ても、アルミの流れは分かりにくいです。
回転水槽の真上に同じ速度で回転するカメラから水槽をみると
蛇行する波が観察できます。上のGIFアニメでは3つの蛇行が観察できます。三つ葉のようですね。
回転する速度や温度差によって蛇行する回数は変わります。
地球の不思議がまた少し身近に感じました。

ふたばのブログが本になりました。

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自己紹介(PROFILE)

窪田 一志

窪田 一志

1986年生まれ、近畿大学農学部卒業、理科コア・サイエンス・ティーチャー(CST)養成課程修了
家庭教師、個別指導、塾講師を経て、神奈川県で5年間中学校理科教師として勤務。現在は大阪府の公立中学校で理科の楽しさを子どもたちに伝えるため日々奮闘中。
教材や教具、デジタル教材の開発、効果的なICT機器の活用方法、カードゲームや問題解決を通してのコミュニケーション能力の育成など自らの実践に基づいた教育活動を展開中。
ブログのアクセス数は月7万pvを超え、中学理科の授業情報をまとめた書籍「100均グッズからICTまで 中学校理科アイテム&アイデア100」を明治図書から出版。また、ブログがアプリ化されるなど勢いのある教育研究者 兼 教育実践者。
先生向け情報サイト「ふたばのブログ」の他、反転学習や、家庭学習に利用できるオンライン学習サイト「ふたば塾」を運営。
記事執筆、研修・講演依頼、書籍化についてはお問い合わせフォームからお願いします。

【著書】
100均グッズからICTまで 中学校理科アイテム&アイデア100[明治図書出版]
【協力実績】
株式会社 NHKエデュケーショナル
国立科学博物館
株式会社 朝日新聞社 企画事業本部文化事業部
株式会社 高純度化学研究所
株式会社 アスウム
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東京学芸大学 理科教育学分野
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