第五节 地球转动所产生的力

地球转动的角速度在 24 小时内，各处都是相同的。瑞士的著名数学家L．尤拉（Eulen）约在二百多年前就指出，球体表面上任何一种移动，都可以被看作是一种绕轴的旋转。地球的旋转就是这样一种运动，它有一根假想的由南极到北极的轴。在绕轴旋转中，各处的线速度均不相同，在赤道最大， 而在两极处为零。

注意到这种现象并探索它对地表运动物体产生影响的，首推科里奥里

（Coriolis），他是法国的一位工程师。在 1835 年，他感到地球的这种自转特性，必然使得在地球表面上的任何物体，当其移动时要发生方向上的偏离。移动的物体在地球表面上被一个假想的力所作用，并且与该物体的运动速度成比例。又由于地球运动时线速度各处不等的缘故，这个假想的力又与地球表面上的纬度有关系。人们把这个假想的力叫做“地转偏向力”。

地转偏向力的基本描述是：运动的物体在北半球向右偏（顺时针）、在南半球则向左偏（反时针）。而且这个偏向力在赤道为零，在两极时最大。

地转偏向力（每单位质量）可以表示为： 2ωVsinΦ此处：ω——旋转之角速度（15°／时或 2π／24，地球的角

速度=7.29×10^-5 弧度／秒）；Φ——纬度；V——物体的运动速度。其中 2 ωsinΦ即称为科里奥里参数，用 f 来表示。

地转偏向力的大小正比于：（1）空气运动的水平速度（亦即空气移动为11 米／秒·时，仅仅为同一地点移动为 22 米／秒所经受偏向力的一半）；

（2）地理纬度的正弦值（即 sin0°＝0，代表在赤道上；sin90°＝1，代表在两极）。f 随地理纬度变化的数值如下：

由于地转偏向力对于大气的运动作用很大，研究大气环流必然涉及到它；此外，它也控制着每一个潮汐性的或非潮汐性的洋流，这样对在自然地理面中物质与能量的传输，不能不起着一定的重要作用，在弹道及人造卫星轨道计算中，也要考虑它的影响。

令人惊异的是，许多种鸟类、蜜蜂和其它动物；可以感知地转偏向力， 并利用它（当然还须伴随着太阳高度，日长等其它因子）去寻找远距离的目标。回游的鱼和迁徙的鸟，在其幼小时所作的第一次远距旅行，即使没有成年动物的带领，亦可准确无误地到达几千公里以外的地方。这里我们还可举出一个显著的例子，用以说明地转偏向力对于自然地理系统中物质能量传输中的影响来。

在北半球，有两支著名的暖流，一支是墨西哥湾流，一支是太平洋西岸的黑潮。它们在从低纬流向高纬时，由于地转偏向力的作用，均是由西南向东北方向运行。这样墨西哥湾流的矛头就指向北欧的沿岸，给这里提供了大量的能量。据估算，湾流每年供给北欧每厘米长度海岸线上的热量，大约相当于 600 吨煤燃烧时所放出的热量。使得欧洲西北部的气温，冬季明显的比同纬度其它地区高出约 16—20℃。而黑潮由于偏向力作用，则离开我国沿岸的方向向东北运行，于是我国沿岸得不到这种额外的能量补偿。这样，除了其它原因外，它也就成为我国冬季气温在同纬度最低的原因之一。由此也就带来了特定的与北欧不同的自然地理面貌。

据林之光报道，黑龙江省的呼玛县县城，与英国伦敦所处纬度相近，伦敦一月份平均气温是 3.7℃，冬草长青，与我国上海，杭州的温度相似，但呼玛俨如极地风光，一月份平均气温竟达零下 27.8℃，两地相差 30℃以上。再如天津市的纬度与葡萄牙首都里斯本相近，天津一月份平均气温是零下4.1℃，极端最低温度为零下 22.9℃；而里斯本一月份平均气温 9.2℃，极端最低气温只是零下 1.7℃。当然,我国的冬季气温突出地低于同纬度其它地区，（北京一月份平均气温零下 4.7℃，而处于北京同纬圈平均气温为 6℃），并不仅仅是洋流的偏向这一项原因造成的，但从上面数字对比来看，不能不看到它在其中所表现出的巨大作用来。至于地转偏向力在河流流动时的作用，也有不少这方面的研究。总之，在分析自然地理面中力的作用时，由于地球运动而致的地转偏向力，也是不容忽略的。

地球转动除了产生地转偏向力之外，还有摩擦力、离心力以及相应的离极力，此处就不加详述了。