Une force apparente (inertielle) qui apparaît dans un référentiel en rotation et qui fait dévier les parcelles en mouvement vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud ; par unité de masse sa contribution est 2Ω×v, Ω étant le vecteur de rotation planétaire et v la vitesse de la parcelle.

Principe

Parce qu'un observateur dans un référentiel en rotation ne suit pas une trajectoire inertielle rectiligne, apparaît une accélération apparente perpendiculaire proportionnelle à la vitesse de rotation et à la vitesse de la parcelle ; cette déviation redistribue la quantité de mouvement à l'échelle planétaire et est nulle à l'équateur.

Démonstration

Une parcelle d'air se déplaçant vers le nord en latitude moyenne est déviée vers l'est par la force de Coriolis, tournant l'écoulement vers la droite dans l'hémisphère nord et contribuant à la rotation des dépressions et à l'orientation des vents à grande échelle.

Mauvaise application

Considérer la force de Coriolis comme une force de contact agissant sur des objets immobiles ou l'appliquer à de petites échelles (par exemple un tourbillon dans une baignoire ou des insectes en vol) où le nombre de Rossby est grand rend l'effet artificiellement important.

Conséquence

La force de Coriolis organise les circulations atmosphériques et océaniques à grande échelle, permet l'équilibre géostrophique avec la force du gradient de pression et impose des directions préférentielles pour les écoulements et la propagation des ondes sur une planète en rotation.

Inversion

Dans un référentiel non rotatif (inertiel) la force de Coriolis n'existe pas ; inverser le signe de la rotation (Ω opposé) inverserait le sens de la déviation et produirait des schémas de circulation en image miroir.

Limite

S'applique uniquement lorsqu'on utilise un référentiel en rotation et à des échelles spatiales et temporelles où la rotation est significative ; négligeable pour des systèmes avec nombre de Rossby >> 1 ou à l'équateur où le paramètre de Coriolis tend vers zéro.

Tension sémantique

Il y a une tension entre la qualifier de 'force' et la voir comme un effet inertiel/ cinématique dû à l'emploi d'un référentiel non inertiel ; cela engendre la confusion sur le fait qu'elle 'agit' réellement ou qu'elle est un terme de comptabilité dans les lois de Newton.

Synthèse

La force de Coriolis est l'accélération inertielle apparente dans un référentiel en rotation égale à 2Ω×v par unité de masse : elle est perpendiculaire au mouvement et à l'axe de rotation planétaire, négligeable aux petites échelles et à l'équateur, et fondamentale pour comprendre les circulations géophysiques à grande échelle.