看不见的“地球之手”


文章出自:博物 2012年第05期 作者: 山鬼 

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不断自转的地球,有一只“看不见的手”。沿地表水平运动的物体,在这只手的作用下,运动方向多少会发生些偏移——这就是“地转偏向力”。广东这道有关“河岸侵蚀”的考题,考的就是它的知识。其实,除了河道水文,许多自然现象,甚至人类的生产生活,也都受到“地偏力”的影响。
黄河流经若尔盖地区,河道蜿蜒宛转。

1982年,英国海军远渡重洋,与阿根廷争夺马尔维纳斯群岛(又称福克兰群岛)主权。在这场海战中,英军惊讶地发现,他们的线膛炮不听使唤了,瞄准好的大炮,打出去却放了空,怎么也击不中目标。

查来查去,问题竟然出在校炮上。早在很多年前,英国人就发现,飞行的炮弹总会往右稍稍偏移。因此在校炮的时候,士兵会把瞄准点向左微调—这种偏移实际上是北半球地转偏向力影响的结果。然而士兵们没有意识到,在南纬50°的马岛附近,地转偏向力却是向左的,这时,瞄准点其实应该往右调整了。这一左一右的偏差,使英国海军的炮弹出现了双倍误差,又怎能打中呢?

事实上,早在1835年,法国人科里奥利就已经发现,并用数学方法描述了地转偏向力的效应,所以科学界也用他的姓氏来命名这种力。在地球的自转中,赤道上的点以每秒464米的速度由西向东运动,与此相对应,南北两极则运动速度很小,趋近于零。如果有一个物体,用1秒钟时间从赤道飞向北极,假设地轴与两极重合,并且忽略大气的摩擦力,那么这个物体并不会到达北极点。因为根据牛顿的惯性定律,它向北飞的同时,依然会保持向东的速度,所以它会向右偏移464米。反过来,如果这个物体是从北极飞往赤道,则会向西偏移464米。所以北半球运动的物体总是向右偏,而南半球则向左。

在北半球热带地区的气旋,受地转偏向力影响,都是逆时针旋转的。

用“科里奥利力”的原理,可以解释大气运动的规律,比如台风和信风的由来。之后,人们又渐渐发现,这种由地球自转而形成的神秘力量,会影响地球上所有的运动物体,运动距离越远,这种作用越大。

责任编辑 / 刘莹 

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