浴槽の渦はどっち向き？

※本記事はアドベントカレンダー「明日話したくなる科学豆知識4」(http://www.adventar.org/calendars/1675)の一環として書いています。

こんにちは！NSIの伊阪です。

今日は「渦」のお話です。
渦はいろいろなところに現れます。

例えば、大きなものでは台風。夏には、台風が大きく渦を巻く様子をテレビなどで見る機会も多くあります。ご存知の方も多いかと思いますが、台風の渦は反時計回りです。それには地球の自転が大きく関係しています。地球が自転している影響で、台風の中心に向かう空気の流れにはコリオリ力という力がはたらきます。コリオリ力は空気の進行方向に対して横向きにはたらくため、流れの向きが徐々にそれてしまい、大きな渦になるのです。台風だけでなく、低気圧に吹き込む風にもコリオリ力がはたらくため、北半球では台風・低気圧ともすべて反時計回りの渦巻きになります。南半球の場合は、コリオリ力の向きが反対であるため、低気圧は時計回りの渦を作ります。

今日は、それよりももっと小さな、そしてもっと身近な渦のお話です。
タイトルにあるように、風呂の浴槽に溜まった水を抜くときにも、流れ出ていく水が渦を作ります。その小さな渦が今日のテーマです。

さて、ここで問題です。

浴槽の水を抜くときにできる渦は、時計回りと反時計回り、どちらでしょうか？

台風の渦と同じく、北半球では反時計回りでしょうか？

いえいえ、実は正解は、「両方」。

時計回りになることもありますし、反時計回りになることもあります。
浴槽にできるような小さな渦の場合、コリオリ力の影響は大きくありません。排水口に向かって流れる水は、流れる距離が非常に短いため、コリオリ力の影響をほとんど受けずに排水口に流れていきます。

では、なぜ時計回りと反時計回りのどちらの渦もできるのでしょうか？

それは、もともと浴槽の中に流れがあったり、排水溝の場所のせいであったりすることが原因だと考えられます。水は透明なのでよく見えないのですが、何らかのきっかかけで浴槽の中の水にも弱い流れができていることがよくあります。それが原因となって、排水溝のところで渦が生まれるのだと考えられます。このように渦の大きさが非常に小さいため、地球の自転の影響よりも中の水の流れなどの影響の方が圧倒的に大きく、渦の向きはコリオリ力とは無関係になってしまいます。

というわけで、今日の「明日話したくなる科学豆知識」は
浴槽の小さな渦には地球の自転は無関係！
です。

明日もお楽しみに！