地转偏向力

地转偏向力

20世纪40年代科学家卡皮罗在每次实验后，把污水倒入水槽时发现在漏水口处形成的旋涡总按固定的方向旋转，这个现象引起了他的注意。于是在水流下时他故意用手指向相反方向搅动，但手离开后旋涡又恢复原来的旋转方向。这是否与漏水口的形状有关？于是他做了许多不同形状的漏水口，但试验结果总是相同。他对此困惑不解，于是他到世界各地去做同样的试验，使他大为惊奇的是在南半球水流旋涡的方向与北半球刚好相反，在北半球是逆时针的而在南半球是顺时针的，在赤道附近两种情况几乎各有一半。卡皮罗喜出望外，他终于找到了结论，旋涡的方向与在地球上所处位置有关。后来人们把这种现象称为卡皮罗现象。

事实上，卡皮罗现象是地球在自转过程中由于惯性引起的一种非惯性系的科里奥利力造成的。地球自转所产生的效应很多，其中一个很重要的效应就是产生地转偏向力。在这种力的作用下，地球上水平运动的物体，无论朝着任何方向运动，都要和直线方向发生偏离，在北半球右偏，在南半球左偏。这种现象是地球自转的效应，也是地球自转的有力证据。地转偏向力对作为气体和流体的气流、河流、洋流等水平运动方向影响很大，具有重要的地理意义。这种力是法国科学家科里奥利首先发现的，称为科里奥利力，简称科氏力，即地转偏向力。

地球上任何物体在运动时都具有惯性，都力图保持它初始的运动方向和速度。这种运动方向，即惯性方向，或物理方向。但由于地球自转，这种惯性方向同作为地理方向标志的经纬线方向发生了偏离。这种物体的运动方向，对地理的经纬线方向确实发生了偏向，是具体可见的；对物体运动的初始方向，却没有发生变向，而是一直按惯性方向或物理方向前进的，但却是不可见的。所以，这种变向是一种视变向，是现象而不是本质。

科里奥利力在自然界里卡皮罗现象的另一形式是龙卷风。无论是在广袤的平原还是浩瀚的大海上产生的陆龙卷和海龙卷，人们发现在北半球它们的旋转方向大多是逆时针的。在北京天文馆的傅科摆每隔37hl15min钟摆平面作顺时针转动一周也是科里奥利力作用的结果。科里奥利力是一个重要但又容易被一般人所忽视的力。例如在北半球火车由南向北快速行驶时右边轨道上所受的压力要大些，由南向北的河流东岸受冲刷较厉害，这些现象都可用科里奥利力来解释，另外在发射远程导弹、气象预报、航海、航空中气泡水准仪的设计等方面也要考虑到科里奥利力的影响。