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當空氣環(huán)繞著旋轉(zhuǎn)的地球表面遠距離移動時,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；當空氣接近極點時,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)沒有因為摩擦而耗損的話）,于是它會相對于目的地的地表轉(zhuǎn)向東面.這樣,即使空氣以相當直的路線越過緯線向極地方向前進,相對于地球,它看起來會是同時朝東轉(zhuǎn)向越過經(jīng)線.
一個名叫古斯塔·加斯佩德·科里奧利的法國人在1835年最先用數(shù)學方法描述了這種效應(yīng),所以科學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,科里奧利力使風向右偏離其原始的路線；在南半球,這種力使風向左偏離.風速越大,產(chǎn)生的偏離越大.于是,在北半球,當空氣向低壓中心輻合時會向右彎曲,形成了一個逆時針方向的旋轉(zhuǎn)氣流.從高壓中心輻散出來的空氣,則因為向右彎曲而形成了順時針方向的旋風.我們把逆時針旋轉(zhuǎn)的叫做氣旋,把順時針旋轉(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產(chǎn)生影響,任何一個環(huán)繞地表的遠距離運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,懊惱地發(fā)現(xiàn)炮彈總是向右偏離目標.直到那時為止,他們從沒擔心過科里奧利力的影響,因為他們從沒有這樣遠距離的開火.
當然,對于近距離的運動,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.當你拔掉盥洗池的橡皮塞時,會發(fā)現(xiàn)有時水流并不是逆時針旋轉(zhuǎn)流走的,因為科里奧利力幾乎沒有足夠的時間來影響水這樣短距離的運動,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,它能夠不斷地增強力量并達到驚人的速度.當氣壓差不斷地把這些風推向低壓地區(qū)時,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:定位風暴 19世紀比利時氣象學家白貝羅應(yīng)用科里奧利效應(yīng)找出一條規(guī)律,發(fā)現(xiàn)最近的風暴：在北半球,當你背風而立,風暴在你的左側(cè)；在南半球,則在你的右側(cè).