Zawirowania

Zawirowania na stykach prądów cyrkulacyjnych

Na stykach równoleżnikowych prądów cyrkulacyjnych mogą powstawać zawirowania naładowanych elektrycznie cząstek. Zawirowania te mają charakter turbulencji wywoływanych przez przeciwnie poruszające się prądy cyrkulacyjne, lecz mogą też powstawać pod wpływem siły Coriolisa działającej na poruszające się cząstki - na półkuli północnej w prawo a na półkuli południowej w lewo od kierunku ruchu cząstek po powierzchni Ziemi.

Zmianę kierunku ruchu cząstki po powierzchni globu wywołuje składowa powierzchniowa siły Coriolisa - (jej rzut na powierzchnię globu). Składowa ta jest największa w pobliżu biegunów a najmniejsza na równiku.

Na powierzchni oceanów, zawirowania najczęściej powstają pomiędzy równikowym prądem wschodnim i prądem zachodnim.

Oddziaływanie pola magnetycznego wiru z polem magnetycznym planety, odpycha wir w kierunku słabszego pola magnetycznego - w stronę równika. Stwarza to złudzenie jak gdyby wir powstał wewnątrz równikowego prądu wschodniego. Gdy wir jest całkowicie wepchnięty w strefę równikowego prądu wschodniego, jego wirowanie nadal jest podtrzymywane przez różnicę prędkości ruchu prądu cyrkulacyjnego - mniejszą na styku z przeciwnie płynącym prądem zachodnim i większą bliżej osi prądu.

Zawirowania, powstające na stykach prądów cyrkulacyjnych które posiadają różnoimienne ładunki elektryczne, są nietrwałe ponieważ kierunek działania siły Coriolisa jest przeciwny do kierunku ruchu tych wirów a mieszanie się w nich różnych (+ i -) ładunków elektrycznych utrudnia powstanie stabilizującego je zjawiska lokalnego pola magnetycznego wiru.

Oprócz przedstawionych czynników mechanicznych decydujących o powstaniu wiru, w wirze utworzonym przez naładowane elektrycznie cząstki występują wszystkie zjawiska elektromagnetyczne przedstawione we wcześniejszych częściach opracowania,
- indukcja pola magnetycznego przez wirujące ładunki elektryczne
- oddziaływanie styczne ładunków względem lokalnego pola magnetycznego wiru
- oddziaływanie poprzeczne jako zjawisko wtórne oddziaływania stycznego, oraz
- zjawisko naturalnego dodatniego sprzężenia zwrotnego.

Przy silnym polu magnetycznym planety np. na Jowiszu, lub bardzo silnym polu magnetycznym gwiazdy np. na Słońcu, o stabilności wiru decyduje oddziaływanie zewnętrznego pola magnetycznego otaczającego wir - działa skupiająco na naładowane elektrycznie cząstki na zewnętrznym obwodzie wiru. Równocześnie wewnątrz wiru, odśrodkowo działające siły oddziaływania poprzecznego wysysają naładowane elektrycznie cząstki ze środka wiru, - z głębszych warstw oceanu - tworząc na obwodzie wiru wypiętrzenie, a w osi wiru lejkowate zagłębienie.

Zdarza się, w przypadku silnie rozbudowanego trwałego wiru, że lej w środku takiego wiru ulega zakrzywieniu i wydłużeniu, tak bardzo, że dno leja wychodzi na powierzchnię oceanu, od strony bliższej bieguna globu.
Zakrzywienie leja wiru następuje w wyniku zamykania się linii sił pola magnetycznego wiru w formę pierścieniowego obwodu, wyjaśnia to poglądowo rysunek.

W skrajnych przypadkach, ruch wirowy, koncentracja ładunku elektrycznego w wirze, oraz jego pole magnetyczne mogą być tak duże, że pod wpływem sił elektrostatycznych i magnetycznych, wypiętrzenie na obwodzie wiru unosi się w przestrzeń ponad powierzchnię globu w postaci naładowanych elektrycznie kropli mgły wodnej, lub w postaci protuberancji zjonizowanej plazmy na powierzchni Słońca. Na powierzchni Ziemi, zawirowania mogą występować na Oceanie Atlantyckim w rejonie Morza Sargassowego i na Oceanie Spokojnym w rejonie Basenu Północno Zachodniego, gdzie linie brzegowe kontynentów w naturalny sposób sprzyjają powstawaniu współbieżnych zawirowań. Przykładami stabilnych współbieżnych zawirowań w kosmosie są "plamy słoneczne" na powierzchni Słońca, oraz "czerwona plama" na powierzchni Jowisza.

"Czerwona plama" na powierzchni Jowisza.

Wir - "Czerwona plama" znajduje się na południowej półkuli Jowisza, dlatego "plama" wiruje przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, a dno leja wiru wychodzi na powierzchnię bliżej południowego bieguna planety - poniżej plamy.