如何深入理解運(yùn)動物體的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象?
中學(xué)地理欄目整理
當(dāng)空氣環(huán)繞著旋轉(zhuǎn)的地球表面遠(yuǎn)距離移動時(shí),它最初的向東的動量在地表開始改變.我們知道,地球是由西向東旋轉(zhuǎn)的,赤道地區(qū)旋轉(zhuǎn)的線速度最大,隨著緯度越高,線速度越來越小,到了極點(diǎn)減為零.設(shè)想空氣從低緯度地區(qū)移向北極：在最初,空氣是具有與源地相同的向東速度的；當(dāng)空氣接近極點(diǎn)時(shí),在那兒的地球轉(zhuǎn)動為零,而這股空氣卻繼續(xù)保持著它原來的向東的動量（假設(shè)沒有因?yàn)槟Σ炼膿p的話）,于是它會相對于目的地的地表轉(zhuǎn)向東面.這樣,即使空氣以相當(dāng)直的路線越過緯線向極地方向前進(jìn),相對于地球,它看起來會是同時(shí)朝東轉(zhuǎn)向越過經(jīng)線.
一個(gè)名叫古斯塔·加斯佩德·科里奧利的法國人在1835年最先用數(shù)學(xué)方法描述了這種效應(yīng),所以科學(xué)界用他的姓氏來命名此種力.我們通常也稱它為地轉(zhuǎn)偏向力.在北半球,科里奧利力使風(fēng)向右偏離其原始的路線；在南半球,這種力使風(fēng)向左偏離.風(fēng)速越大,產(chǎn)生的偏離越大.于是,在北半球,當(dāng)空氣向低壓中心輻合時(shí)會向右彎曲,形成了一個(gè)逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)氣流.從高壓中心輻散出來的空氣,則因?yàn)橄蛴覐澢纬闪隧槙r(shí)針方向的旋風(fēng).我們把逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的叫做氣旋,把順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的叫做反氣旋.在南半球,上述的情形正好相反.
科里奧利效應(yīng)使風(fēng)在北半球向右轉(zhuǎn),在南半球向左轉(zhuǎn).此效應(yīng)在極地處最明顯,在赤道處則消失.如果沒有地球的旋轉(zhuǎn),風(fēng)將會從極地高壓吹向赤道低壓地區(qū).
科里奧利效應(yīng)在極地最顯著,向赤道方向逐漸減弱直到消失在赤道處.這就是為什么臺風(fēng)只能僅僅使云形成在5緯度以上的地區(qū).
科里奧利力不僅僅對風(fēng)產(chǎn)生影響,任何一個(gè)環(huán)繞地表的遠(yuǎn)距離運(yùn)動都會受到它的捉弄.在一戰(zhàn)期間,德軍用他們引以自豪的射程為113千米的大炮轟擊巴黎時(shí),懊惱地發(fā)現(xiàn)炮彈總是向右偏離目標(biāo).直到那時(shí)為止,他們從沒擔(dān)心過科里奧利力的影響,因?yàn)樗麄儚臎]有這樣遠(yuǎn)距離的開火.
當(dāng)然,對于近距離的運(yùn)動,科里奧利力影響極小.從場地一邊把籃球拋到另一邊的運(yùn)動員,考慮科里奧利力的影響而需要調(diào)整自己投球的偏移量為1.3厘米.當(dāng)你拔掉盥洗池的橡皮塞時(shí),會發(fā)現(xiàn)有時(shí)水流并不是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)流走的,因?yàn)榭评飱W利力幾乎沒有足夠的時(shí)間來影響水這樣短距離的運(yùn)動,水流的形態(tài)更多地受到水池形狀或者水龍頭噴射角度的影響.
在大氣層的高處,科里奧利效應(yīng)是一個(gè)重要的因素.在大約5500米或更高的地方,空氣沒有與大山、樹木的摩擦,它能夠不斷地增強(qiáng)力量并達(dá)到驚人的速度.當(dāng)氣壓差不斷地把這些風(fēng)推向低壓地區(qū)時(shí),空氣就會受科里奧利力的影響而轉(zhuǎn)向,最終會沿著等壓線吹動.
TIP:定位風(fēng)暴 19世紀(jì)比利時(shí)氣象學(xué)家白貝羅應(yīng)用科里奧利效應(yīng)找出一條規(guī)律,發(fā)現(xiàn)最近的風(fēng)暴：在北半球,當(dāng)你背風(fēng)而立,風(fēng)暴在你的左側(cè)；在南半球,則在你的右側(cè).