科里奥利效应

科里奥利力的有关现象

摘要：生活中的一些小现象，只要善于探索，就能得到启发，甚至上升到理论，如科里奥利效应。科里奥利力在我们的课本中没有出现，但是作为一个极其重要的物理现象，我们有必要了解科里奥利力在生活中的一些现象，以此来丰富我们对自然的认识。本文着重从生活中的现象入手，简单解释了科里奥利效应产生的原因，并列举了常见的科里奥利现象。希望对大家有所帮助。

正文：

首先从一个老师上课讲过的小例子说起。生活中如果你从桥的一头走到另一头，或者在直线行驶的汽车内从车尾走到车头，你将不会有任何困难。但是，如果你在一个不同部分以不同的速度运动的物体上行走时，那么，情况就大不一样了：假定有一个旋转台或者任何一个绕其中心旋转的平台，整个平台的整体在旋转。很显然，我们知道越靠近圆心，线速度越小；越靠近边缘，线速度越大。

我们回到老师举得例子：假定你站在中心附近的那个点上，想要直接从中心出发的一条直线上走向靠近外缘的那个点。在中心附近的出发点上，你取得了该点的速度，缓慢地运动。当你向外走时，惯性效应使你保持缓慢运动，不过，当你越往外走的时候，你脚下的台面转动得越快：你本身的慢速和台面的快速的结合，使你觉得你在被推向与旋转运动相反的那个方向去。如果旋转台是在反时针方向转动，你就会发现，当你向外走时，你的路线越来越明显地顺时针方向弯曲。

反之，如果你从靠近外缘的一点出发向内行进，你就会保持着出发点的快速运动，但你脚下的台面运动得越来越慢。因此，你会觉得你在旋转方向上被越推越远。如果旋转台是反时针方向运动，那么，你的路线会再次越来越明显地顺时针方向弯曲。科学家甚至做过一个小实验：如果你从靠近中心的一点出发，向靠近外缘的一点走去，然后回头向靠近中心的一点走去，而且沿着阻力最小的路径前进，你就会发现，你走的路径大体上是一个圆形。

法国物理学家科里奥利于1835年第一次详细地研究了这种现象，因此这种现象称为“科里奥利效应”。有时也把它称为“科里奥利力”，但它并不真是一种力，它只不过是惯性的一种作用效果。

科里奥利效应对质量大的物体作用尤其明显。在日常生活中最重大的意义，是同旋转着的地球有关。地球是绕着地轴旋转的，从赤道向南北两极运动的过程中，由于半径变小，从而使地表的线速度变小。试想：从热带向北流动的一阵风或一股海流，起初随着地球的旋转，从西向东转动得非常快。当它向北流动时，它保持着它的速度，而地表的运动速度却越来越小。因此，风或海流就会超过地表，并且越来越向东沿着曲线前进。最后，风或海流就在北半球顺时针方向划一个大圆圈（这也正是北半球的台风总是呈现一个逆时针的旋转方向），而在南半球则反时针方向划一个大圆圈。正是这种造成曲线运动的科里奥利效应，在更加集中（因而更加有力）时，就会形成飓风，如果还要更加集中和更加有力，就会形成龙卷风。

所以，概括起来说，大尺度上的科里奥利效应，是地球自转偏向力，指的是由于地球沿着地轴自西向东旋转而产生的偏向力，使得在北半球所有移动的物体包括气团等向右偏斜，而南半球的所有移动物体向左偏斜的现象。

但是实际上，由于地转偏向力很小，其效应很容易被其他作用力的效应所掩盖。地转偏向力的效应只有在长时间累积的条件下，才容易察觉。这也正是生活中很多人会忽视科里奥利效应的原因。

生活中的科里奥利现象

下面介绍一些现实生活中受科里奥利力影响形成的现象：

1.柏而定律：该定律是自然地理中一条著名的、从实际观察总结出来的规律，即北半球河流右岸比较陡削，南半球则左岸比较陡削。这可以由地转偏向力得到说明，北半球河水在地转偏向力作用下，对右岸冲刷强于左岸，长期积累的结果，右岸比较陡峭。

2.气旋和反气旋：气旋与反气旋是大气中最常见的运动形式，也是影响天气变化的重要天气系统。在气压梯度力和地转偏向力的共同作用下，大气并不是径直对准低气压中心流动。低气压的气流在北半球向右偏转成按逆时针方向流动的大旋涡，在南半球向左转成按顺时针方向流动的大旋涡，大气的这种流动很象江河海流中水的旋涡，所以又叫气旋。夏秋季节，在我国东南沿海经常出现的台风，就是热带气旋强烈发展的一种形式。同理，高气压的气流在北半球按顺时针方向旋转流出，在南北半球按逆时针方向旋转流出，高气压的这种环流系统叫反气旋。

3.大气环流：气压梯度力是大气运动的源动力。全球共有七个气压带。所以气压带之间在气压梯度力和地转偏向力的作用下形成了低纬环流圈、中纬环流圈和高纬环流圈。由于受地转偏向力的作用，南北向的气流发生了东西向的偏转。北半球地面附近自北向南的气流，有朝西的偏向。南半球向北的气流也有朝西的偏向。因而在气压带之间形成了六个风带。

4.傅科摆：地球的自转对单摆的运动也会产生影响，单摆的振动平面将顺时针方向不断偏转。在历史上，傅科以此第一次显示了地球的自转。

5.在机械摆做垂直运动、水平运动的复合运动时，科里奥利力对摆振有显著影响。而且垂直运动速度越大，线越短，科里奥利力影响越明显，其主要体现在摆角的大小上。

生活永远不缺少真理，缺少的只是发现的眼睛和深入的思考。科里奥利效应生活中还有很多现象，这里仅能列举一部分，希望大家在生活中多多观察，多多思考，学会用知识去解释一些现象。同样希望老师改正我的错误，以使我能得到提高。

查阅资料出处:

1.《大学物理学》张三慧清华大学出版社1999年第二版

2.《基础物理学》陆果高等教育出版社1997年版

3.大科普网/geography/atmospheric

4.《物理与工程》2006年第五期

5.《演示科里奥利力的一个实验装置》大学物理;1982年03期