地球表面水平运动的物体为什么会发生偏向?

**解析:**地球自转引起地表物体水平运动的偏向力,简称地转偏向力,这 种力最早是法国物理学家科里奥利(1792~1843 年)发现确定的,因此,地球自转使物体运动发生偏向的力,称为地转偏向力,也称科里奥利力,物理学上叫做“科氏力”。

地球表面水平运动的物体发生偏向,是地球自转所产生的偏向力,作用于物体运动的质点所产生的结果。物体运动的惯性,总是保持物体运动初始时的原始方向和速度,而地球表面上的经线和纬线随着地球的自转而偏转。因此使地球表面运动的物体发生偏向,在北半球向右偏,在南半球向左偏, 在赤道上因为那里的经线是互相平行的,所以水平运动的物体没有右偏或左偏的现象。物体运动向左偏和向右偏,是观测者面向物体运动的前进方向, 按人体的左方和右方而言。物体运动的偏向,以北半球为例如下:

  1. 以北半球的风为例:图 1-26 中气流在水平气压梯度力的推动下由南向北运动,但在水平地转偏向力的影响下,使风向偏右。

  2. 在赤道与极地之间,南、北运动的物体,因物体运动惯性保持着原始的运动方向和速度,而地球的自转由于在不同纬度地方运动的方向和速度

不同,因此使物体运动在空间分布上发生了偏向。由低纬度地区向高纬度地区运动的物体,地球自转速度低纬度快、高纬度慢,物体运动的源地快,并保持原始的快速度运动,而物体运动的前进方向,愈向高纬地球自转速度愈慢。因此物体运动的质点跑到了源地经度的前方,物体发生了偏向,在北半球偏右,在南半球偏左,而且愈向高纬偏向愈大。反之,由高纬度地区向低纬度地区运动的物体,地球自转源地速度慢,而运动前进的方向速度快,物质运动的质点落到源地经度的后面,物体运动在北半球向右偏,在南半球向左偏。

  1. 除赤道外,东西向运动的物体也发生偏向。沿纬线向东运动的物体,它的速度大于当地的地球自转速度,该物体必然具有较大的惯性离心力。

甲乙两图中的 F 为垂直于地轴的离心力,F1 为垂直分力,F2 为水平分力。甲图上的垂直分力抵消了一部分重力作用,水平分力使向东运动的物体偏向低纬,在北半球偏右,南半球偏左。在乙图上,物体沿纬度线向西运动,离心力为负值,指向地轴,而垂直分力增加了重力的作用,水平分力使运动的物体偏向高纬,在北半球偏右,在南半球偏左。

下面四幅图中的 A 表示物体运动的初始方向,A′表示物体在运动过程中保持着初始时的运动方向和速度向前运动。由于地转偏向力的影响,相对于纬线的东西方向,物体在向前运动过程中,逐渐偏离了纬线的东西方向,在北半球偏右,在南半球偏左。