地球自转水流为何有快有慢？

科普中国-科学原理一点通 2017-03-21

　　知识点：地球绕着地球不停地旋转，自转方向是自西向东，在地球自转时会产生一个有趣的现象就是会产生偏向力。

　　当我们仔细观察一条河流时，常常会发现河流的右岸总是被冲刷最严重的，而左岸由于河水流速较慢，所以经常有沙石堆积。

　　同样一条河流，为啥两岸的流速有快有慢？这跟地球的自转有关，准确地说是地球自转时产生的偏向力有关。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。

　　尽管地转偏向力非常微弱，但是我们也还能看到某些它的效应。要看到一个微弱的东西产生的效应，最好的办法在大尺度和长时间的过程里边观察它。

　　如果我们从卫星云图上面看的话，所有在北半球的台风都是向外顺时针旋转的，这就是科里奥利力玩的把戏。在地面附近，台风中心处的气压会特别低，所以风是向台风中心吹的。而当这么多空气跑到台风的中心之后，会一直沿着风眼的壁旋转着向上爬到达云顶。所以，在云顶的风是向外吹的。这时候，地转偏向力就会使气流的方向逐渐向右偏移，这就是为什么在卫星云图上的台风总是一个漩涡。

　　也有人造的仪器可以展示地转偏向力，比如说傅科摆，它通过展示地转偏向力的效应证实了地球的自转。

　　当初，法国物理学家傅科(Jean Focault)在巴黎先贤祠放这个摆，目的的确是要展示地球在转动。在巴黎先贤祠的这个傅科摆，摆长67米，重28千克。之所以傅科选择这么长这么重的摆是有原因的。摆长越长，摆的速度就越大，偏转的效应会更加明显。而大质量的摆相对也不容易受空气阻力等干扰。为了显示摆的轨迹，在摆下还有一个沙盘。如果地球是静止的话，他的摆应该只会在沙盘上画出一条唯一的轨迹，并且沿着这条轨迹不停的往复运动，直到摩擦力使它失去所有能量为止。