當空氣環繞著旋轉的地球(qiú)表麵遠距(jù)離移動時,它最初的向東(dōng)的動量在地表(biǎo)開始改變(biàn)。我們知道,地球是由西向東旋轉的,赤道地區旋轉的線速度最大,隨著緯度(dù)越高,線(xiàn)速度越來越小,到了極點減為零(líng)。設想空氣從低緯度地區移向北極:在最初(chū),空氣是具有與源地相同的向東速度的;當空氣接近(jìn)極點時,在那兒的地球(qiú)轉(zhuǎn)動為零,而這股空氣卻(què)繼續保持著它原來的向東的動量(假設沒有因為摩擦而耗損的話),於是(shì)它會相對於目的地的地表轉向東麵。這(zhè)樣,即(jí)使空氣以相當(dāng)直的路線越過(guò)緯(wěi)線向極地方向前進,相對於地球,它(tā)看起來會是同時朝(cháo)東轉向越過經線。
一個名叫古斯(sī)塔·加斯佩德(dé)·科裏奧利的法(fǎ)國人(rén)在1835年最(zuì)先(xiān)用數(shù)學方法描(miáo)述了這種效應,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偏向(xiàng)力。在北半球,科裏奧利力使風向右偏離其(qí)原始(shǐ)的路(lù)線(xiàn);在南(nán)半球,這種力使風向左偏離。風速越大(dà),產生的偏離越(yuè)大。於(yú)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氣流。從高壓中心輻散出來的空氣,則因為向右彎(wān)曲而形成了順時針方向的(de)旋風(fēng)。我們把逆時針旋轉的(de)叫做氣旋,把順時針旋轉的叫做反氣旋。在(zài)南半球,上述的情(qíng)形正好相反。
科裏奧利(lì)效應(yīng)使風在北半(bàn)球向右(yòu)轉,在(zài)南半(bàn)球向左轉(zhuǎn)。此效(xiào)應在(zài)極地處最明顯,在赤道處則消失(shī)。如果沒有地球的旋轉,風將會從極地高壓吹向(xiàng)赤道低壓地區。
科裏奧利效應在極(jí)地最顯著,向赤(chì)道方向逐漸減弱直到消失在赤道處(chù)。這就是為(wéi)什麽台風隻能僅僅使雲形成在5緯度以上的(de)地區。
科裏奧利(lì)力不僅僅對風產生影響,任何一個環繞地表的遠距離運動(dòng)都會受到它(tā)的捉弄。在一戰期間,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(dì)發現炮彈總是向右偏離目標。直到那時為止,他們從沒擔(dān)心過(guò)科(kē)裏奧利(lì)力的影響,因為他們從沒有(yǒu)這樣遠距離的開火。
當然,對於(yú)近距離的運動,科裏奧利力影響極小。從場地一邊(biān)把籃球拋到另一邊(biān)的運動員,考慮科裏奧利力的影響而需要調(diào)整(zhěng)自己投(tóu)球的偏(piān)移量為1.3厘米。當你拔(bá)掉盥洗池的橡皮塞時,會(huì)發現有時水流並不是逆時針旋轉流走的,因為科(kē)裏奧利力幾(jǐ)乎沒有足夠的時間(jiān)來影響水這樣短距離的運動,水流的形(xíng)態更多地受到水池形狀或者水(shuǐ)龍(lóng)頭噴射角度的影響。
在(zài)大氣層的高處,科裏奧利效應是一(yī)個重要的因(yīn)素。在大約5500米或更高的地方,空氣沒有與大山(shān)、樹木的摩擦,它能(néng)夠(gòu)不斷地增強力量並達到驚人的速度。當氣壓差不斷地把這些(xiē)風推向低壓地區時,空氣就會受科裏奧利力的影響而轉向(xiàng),最終(zhōng)會沿著等壓(yā)線吹(chuī)動。
TIP: 定位風暴 19世紀比利時氣象學家白貝羅應用科裏奧利效應找出一條規律,發現最近的風暴:在北半球,當你背(bèi)風而立,風暴在你的左側;在南半球,則在(zài)你的右側。