Draaiduivel

Twee vragen worden de AW-redactie jaar in jaar uit bijna maandelijks gesteld. Hoe komt het dat het getinkel van het lepeltje waarmee ik mijn oploskoffie of chocolademelk roer onder het roeren van toon verandert. En is het waar dat het bad of de wasbak op het noordelijk halfrond in een andere draairichting leegloopt dan op het zuidelijk halfrond.

Vandaag alleen over dat laatste. Het antwoord is nee. Nee, niet in uw wasbak, niet in uw badkuip. In uw wasbak wordt de draairichting van het weglopende water bepaald door het toeval, door de beweging die u zelf in het water bracht en door de typische geometrie van de bak.

Maar er zijn ooit zeer grote, volmaakt ronde, zuiver horizontale wasbakken geconstrueerd waarin onder goed geconditioneerde omstandigheden wèl een voorkeursrichting bij het leeglopen optrad. Het kwam voor de AW-redactie ook als een verrassing. Met ver terugwerkende kracht moet een woord van troost worden gesproken tot briefinzenders die anders te horen kregen.

Het vermoeden dat een badkuip of wasbak op het noordelijk halfrond (van boven gezien) tegen de klok in zou behoren leeg te lopen wordt ingegeven door waarnemingen aan windrichtingen rond depressies. Ook rond depressies op ons halfrond draait de lucht tegen de klok in. Counter clockwise.

Het is in 1857 op een ongelooflijk ingewikkelde manier als wetmatigheid beschreven door C.H.D. Buys-Ballot. In feite was het een uitvloeisel van de heldere theorieën die de Fransman G.-G. Coriolis in 1835 ontwikkeld had over krachten die werken op voorwerpen die zich op een roterend lichaam bevinden en vanaf dat lichaam worden waargenomen. De analyse is niet eenvoudig. Het simpelste voorbeeld is de draaimolen: daarin zijn zowel de centrifugale kracht als de Coriolis-kracht merkbaar voor het meedraaiende kind. Dat kind kan niet eenvoudig een bal gooien naar een kind dat diametraal tegenover hem zit, de bal komt neer op een heel andere plaats dan verwacht.

Op het noordelijk halfrond krijgt stromende lucht geleidelijk aan een afwijking naar rechts, zo komt de tegenklokse draaiing tot stand. Ook een kanonskogel die ergens op onze breedte precies in noordelijke richting wordt afgeschoten komt iets ten oosten van het noorden neer. Enzovoort. De Coriolis-kracht is geen schijnkracht, zoals het vroeger wel heette, maar een traagheidskracht. Van belang is dat de grootte van de kracht wordt bepaald door de plaats op aarde (op de evenaar is hij nul) èn door de snelheid van het voorwerp dat er mee te maken krijgt (de bal, de kogel).

De theorie van Coriolis lijkt onontkoombaar en daarom nam een groep onderzoekers zo'n veertig jaar geleden aan dat er in zuiver ronde wasbakken een voorkeurs-draaiing moest optreden. De beslissende experimenten zijn beschreven in Nature van 15 december 1962 (voor Boston) en van 4 september 1965 (voor Sydney). Waarom er überhaupt draaiing optreedt in een leeglopende wasbak blijft altijd onbesproken. Toch loopt een zandloper niet draaiend leeg. En je weet bijna zeker dat het met keukenstroop in de wasbak ook niet zou gebeuren.

De kwestie kwam in herinnering toen er laatst zoveel te doen was over de cyclonen die de kust van Texas en de rust van Bush verstoorden. Er zijn mooie satellietopnamen van cyclonen op internet te vinden, inclusief heel technische beschouwingen. Opeens stond een foto van een tropische cycloon op het scherm die op het zuidelijk halfrond was ontstaan. Dat is sowieso een zeldzaamheid, maar het bijzondere was in de eerste plaats dat de cycloon, geheel conform Coriolis en B.-B., de verkeerde kant opdraaide. Met de klok mee. Ook depressies draaien in het zuiden met de klok mee.

Daarmee kwam een AW-vraag terug die hier lang geleden eens is voorgelegd. Wat gebeurt er eigenlijk als een tropische cycloon de evenaar oversteekt. Of desnoods een gewone depressie. Blijft de oorsponkelijk draairichting gehandhaafd, gaat het opeens de andere kant op of wordt het een rommeltje? Destijds was er nog geen internet, nu wel en daarop wordt al gauw de suggestie van een antwoord gevonden. Er zijn kaarten te vinden (met: `tracks of tropical cyclones') waarop de banen van alle tropische cyclonen van de afgelopen tien of twintig jaar zijn ingetekend. Nooit steekt een cycloon de evenaar over. Ze komen er niets eens in de buurt.

Dat klopt, zegt een geraadpleegde KNMI-fysicus. Juist omdat er op de evenaar geen Coriolis-kracht is ontstaan daar geen cyclonen. En het is ook dankzij die Coriolis-kracht dat alle cyclonen altijd van de evenaar wegdraaien. Want de Coriolis-kracht is aan de ene kant van de cycloon, het verst van de evenaar, altijd sterker dan aan de andere zijde. Overigens geldt hetzelfde voor gewone depressies. Beweerd wordt dat de heel zeldzame cyclonen die vlak bij de evenaar ontstaan soms averechtse draairichtingen hebben. Ingegeven door het toeval.

De werveltjes die straks, als de bladeren vallen, weer zichtbaar worden op de hoek van de straat en in de portiek hebben geen voorkeursrichting. De zware Amerikaanse tornado's weer wel, maar niet heel erg uitgesproken. Over de mooie stofhozen die ook 's zomers in Europa boven duinen of afgebrande tarweakkers voorkomen bestaat onduidelijkheid. Meteoroloog Thomas Schlatter houdt het erop (Weatherwise, juli/augustus 2002) dat de `dust devils' te kort leven om duidelijke Coriolis-effecten te krijgen. Er zijn er evenveel die linksom als die rechtsom gaan. `When dust devils spin up', zegt hij, dan concentreren ze zich om de toevals-wervelingen in het terrein. Waaròm de devils aan het draaien slaan staat er weer niet bij.

De internetgebruiker is ervoor gewaarschuwd dat op veel sites ijskoud wordt beweerd dat `dust devils' wèl voorkeursrichting hebben. Het bijgaande plaatje komt van zo'n site. Van AW-zijde bestaat ook nog steeds grote twijfel over de door Minnaert aangehaalde `buitengewoon belangwekkende wet' die voorschrijft dat stofhozen zich altijd dwars op de heersende windrichting verplaatsen. Het Magnus-effect heet dat. De van AW-wege waargenomen hoosjes woeien altijd gewoon met de wind mee.