为什么在地球上水平运动的物体都发
水平运动的偏转
地球自转的另一种效应是使地面上的水平运动发生偏转:北半球右偏,南半球左偏。这里的“右”偏和“左”偏,是指观测者面向物体运动方向时的偏向而言。
这种现象之所以发生,是因为物体具有惯性,力图保持其运动速率和方向。 然而,地球上的水平方向都以经线和纬线为准:经线的方向就是南北方向,纬线的方向就是东西方向。但是,由于地球的自转,作为南北和东西方向基准的经线和纬线,都随着地球自转而不断地改变着它们的空间方向。 于是,真正保持不变方向的物体的水平运动,用地球上的水平方向表示,倒是相对地发生了偏转。
地球自转的方向是自西向东,在北半球是逆时针方向,即自右向左转动;在南半球是顺时针...全部
水平运动的偏转
地球自转的另一种效应是使地面上的水平运动发生偏转:北半球右偏,南半球左偏。这里的“右”偏和“左”偏,是指观测者面向物体运动方向时的偏向而言。
这种现象之所以发生,是因为物体具有惯性,力图保持其运动速率和方向。
然而,地球上的水平方向都以经线和纬线为准:经线的方向就是南北方向,纬线的方向就是东西方向。但是,由于地球的自转,作为南北和东西方向基准的经线和纬线,都随着地球自转而不断地改变着它们的空间方向。
于是,真正保持不变方向的物体的水平运动,用地球上的水平方向表示,倒是相对地发生了偏转。
地球自转的方向是自西向东,在北半球是逆时针方向,即自右向左转动;在南半球是顺时针方向,即自左向右转动,因此,北半球的经线和纬线都向左偏转,以致那里的水平运动方向相对地发生右偏;南半球的经线和纬线都向右偏转,以致那里的水平运动发生左偏(图1)。
按惯性定律推论,如果物体改变它的速率或运动方向,那么,这种变化必定是由于某种外来的影响。于是,人们设想有一个假想的力作用于水平运动物体,使它发生左右偏转。法国学者科里奥利(1792—1843)最早研究并证明它的存在,故称这种视力为科里奥利力(或简称科氏力)。
地理和气象学上则形象地称它为地转偏向力,因为它是由于“地转”而发生偏向的。地转偏向力的存在,对许多地理事物产生深远的影响:
——地转偏向力影响大气环流。它对地球上的气压带和风带(行星风系)的形成,气旋、反气旋和台风(热带气旋)的发生和发展,以及洋流的分布等,都起着主要的作用
——在北半球,河流对右岸的冲刷比对左岸强烈,以致大河右岸通常较为陡峻,而左岸较为平缓。
由于这个原因,北半球的河流一般总是从右面绕过障碍,南半球情形相反。
——在工程技术方面也不乏地转偏向力影响的例子:如在北半球,机车的右轮通常比其左轮磨损得更快;发射远射程炮弹和火箭时,如不计算地转偏向力的影响,就不会有效地命中目标。
地转偏向力是一种视力,只能改变物体运动的方向,而不能改变其速率。地转偏向力的大小随纬度和物体运动速度而定。在气象学上,具体表示地转偏向力(F)的是如下公式
F=2 Vωm sinj 式中V是水平运动速度,ω为地球自转角速度,m为物体质量。
在这里,ωsinj 即傅科摆偏转速度。该公式表示,纬度愈高,运动速度愈大,地转偏向力就愈大,而与运动方向无关。
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