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Lucille

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日志

 
 

漫谈地球自转偏向力  

2010-09-10 02:44:47|  分类: 转载 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 朱思昆



地球自转会产生一些重要的地理现象,比如昼夜更替、产生时差等。此外还有一个很有趣的现象就是会产生地转偏向力。由于法国物理学家科里奥利1835年第一次详细地研究了这种现象,因而又被称作“科里奥利力”。通过研究发现,地面上水平方向运动的物体(气体、液体和固体),在地球自转的影响下其运动方向要发生偏转:在北半球向右偏,在南半球向左偏,并且地球自转偏向力随地理纬度的降低而减小,在赤道地区为零。

尽管我们不能快速觉察到这种力,但在经历了漫长的岁月以后,地球自转偏向力还是在地球上某些地方留下了它的痕迹。俄国旅行家柏尔在1860年发现俄罗斯从南向北流的大河如鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河的右岸大都比较陡峭,是侵蚀岸;左岸则大都平缓,是堆积岸,河道有明显向东(右)滚动的趋势,人们将这一发现叫做“柏尔定律”。正是河水千万年来的奔流不息,对左右岸的日夜冲刷,才让我们见到了地球自转偏向力的存在。

地球自转偏向力对气流和水流的水平运动影响最为突出。例如,赤道两边地区的气流向赤道方向流动时,假如没有这种偏向力的影响,赤道以北应该经常刮北风,赤道以南应该经常刮南风。但是由于受到地转偏向力的作用,风向发生了改变,赤道以北向右偏,形成了东北风;赤道以南向左偏,形成了东南风。地球自转偏向力对天气系统的影响也尤为重要。在热带海洋的表面,受气压梯度力和地转偏向力的共同影响,会使水蒸气生成最严重的自然灾害──热带气旋(热带风暴、台风、飓风),其发生频率之高、累积损失之大,远远超过了地震带来的灾害。另外,大气运动和近地面风带造成海洋水体运动,形成规模很大的洋流,地球自转偏向力会迫使洋流在运动过程中使其流动方向发生改变,而这变化对调节海洋水热分布、海水的净化、渔业生产、远洋航行和天气预报等都有重大的意义。

如前所述,地球自转偏向力对河流的影响表现为,在北半球,从南向北流的河流,河水冲刷东岸;从北向南流的河流,河水冲刷西岸。这样使自然河道右岸冲刷,左岸堆积,结果造成河床“摆动”,形成河弯,也造成了地球上南北流向河流的河谷不对称。却对找矿、修建港口、码头、设置航道、城市建设影响却很明显,比如长江沿岸的港口都建在南岸,因为河水受到地球自转偏向力以后,冲刷南边的岸,使堤岸陡峭,船只不容易搁浅,就成了良港。特别是长江口的崇明岛,南边的水流多,北面没有水流,泥沙大量沉积,面积越来越大,可以预见崇明岛有一天会和北岸合并。

同样的道理,在北半球行驶的火车,由于右侧轨道的压力要比对左侧轨道的压力大些,单向行驶铁轨,右轨磨损更快。我国地处北半球,火车在行驶中受地球自转偏向力作用,对右轨压力大于左轨压力,普通单轨铁路上经常有相反方向的火车行驶,其左右正好相反,结果两轨磨损差不多相同。由于这种力只相当于列车自重的几万分之一,所受阻力的百分之几,这样大小的力,其作用效果只能是表现为右轨磨损较甚,所以不必担心会不会使复线上相向而行的两列火车相撞。

由于地球自转偏转力总有使物体改变其原来运动方向的趋势,因而,在许多工程技术领域中都要考虑偏向力这个因素。例如,发射洲际远程导弹、航海和航空都需要注意纠正偏向力的影响,否则,就无法命中目标或准确地到达目的地。国际田联的规定,长跑运动员训练时,一般要沿跑道逆时针跑动,因为大多数比赛在北半球举行,如果不顺应地球自转偏向力的话,人体易受离心力与地球自转偏向力不均而受伤。总之,地球自转偏转力的存在,带给我们的是福是祸,还需我们深入了解它的各种规律,并且利用这种规律造福人们,使人类更和谐地生活在这个世界上。

(山东省微山县欢城镇第一中学)

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