科里奥利力的方向( 三 )


科氏加速度与科里奥利力当空气环绕着旋转的地球表面远距离移动时,它最初的向东的动量在地表开始改变 。我们知道,地球是由西向东旋转的,赤道地区旋转的线速度最大,随着纬度越高,线速度越来越小,到了极点减为零 。设想空气从低纬度地区移向北极:在最初,空气是具有与源地相同的向东速度的;当空气接近极点时,在那儿的地球转动为零,而这股空气却继续保持着它原来的向东的动量(假设没有因为摩擦而耗损的话),于是它会相对于目的地的地表转向东面 。这样,即使空气以相当直的路线越过纬线向极地方向前进,相对于地球,它看起来会是同时朝东转向越过经线 。
一个名叫古斯塔·加斯佩德·科里奥利的法国人在1835年最先用数学方法描述了这种效应,所以科学界用他的姓氏来命名此种力 。我们通常也称它为地转偏向力 。在北半球,科里奥利力使风向右偏离其原始的路线;在南半球,这种力使风向左偏离 。风速越大,产生的偏离越大 。于是,在北半球,当空气向低压中心辐合时会向右弯曲,形成了一个逆时针方向的旋转气流 。从高压中心辐散出来的空气,则因为向右弯曲而形成了顺时针方向的旋风 。我们把逆时针旋转的叫做气旋,把顺时针旋转的叫做反气旋 。在南半球,上述的情形正好相反 。
科里奥利效应使风在北半球向右转,在南半球向左转 。此效应在极地处最明显,在赤道处则消失 。如果没有地球的旋转,风将会从极地高压吹向赤道低压地区 。
科里奥利效应在极地最显著,向赤道方向逐渐减弱直到消失在赤道处 。这就是为什么台风只能仅仅使云形成在5纬度以上的地区 。
科里奥利力不仅仅对风产生影响,任何一个环绕地表的远距离运动都会受到它的捉弄 。在一战期间,德军用他们引以自豪的射程为113千米的大炮轰击巴黎时,懊恼地发现炮弹总是向右偏离目标 。直到那时为止,他们从没担心过科里奥利力的影响,因为他们从没有这样远距离的开火 。
当然,对于近距离的运动,科里奥利力影响极小 。从场地一边把篮球抛到另一边的运动员,考虑科里奥利力的影响而需要调整自己投球的偏移量为13厘米 。
在大气层的高处,科里奥利效应是一个重要的因素 。在大约5500米或更高的地方,空气没有与大山、树木的摩擦,它能够不断地增强力量并达到惊人的速度 。当气压差不断地把这些风推向低压地区时,空气就会受科里奥利力的影响而转向,最终会沿着等压线吹动 。
地转偏向力是什么水平地转偏向力亦称地偏力,因为地球自转而产生的以地球经纬网为参照系的力地转偏向是科氏力(科里奥利力)在沿地球表面方向的一个分力
由于地球自转而产生作用于运动空气的力,称为地转偏向力,简称偏向力它只在物体相对于地面有运动时才产生(实际不存在),只能改变(水平运动)物体运动的方向,不能改变物体运动的速率地转偏向力可分解为水平地转偏向力和垂直地转偏向力两个分量由于赤道上地平面绕着平行于该平面的轴旋转,地转偏向力
空气相对于地平面作水平运动产生的地转偏向力位于与地平面垂直的平面内,故只有垂直地转偏向力,而无水平地转偏向力由于极地地平面绕着垂直于该平面的轴旋转,空气相对于地平面作水平运动产生的地转偏向力位于与转动轴相垂直的同一水平面上,故只有水平地转偏向力,而无垂直地转偏向力在赤道与极地之间的各纬度上,地平面绕着平行于地轴的轴旋转,轴与水平面有一定交角,既有绕平行于地平面旋转的分量,又有绕垂直于地平面旋转的分量,故既有垂直地转偏向力,也有水平地转偏向力