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漩涡与地球自转的不解之缘

时间:2022-12-22

然而,漩涡与地球的自转真的有关吗?谢皮罗教授认为在北半球,水产生的漩涡和台风产生的旋涡都是朝逆时针方向旋转,而在南半球,则恰恰相反,水会按照顺

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大家可能都听过谢皮罗教授通过每次放洗澡水时,水的漩涡总是朝逆时针方向旋转,从而经过多次的试验和研究,发表了漩涡与地球自转的论文,各个科学家纷纷做实验证实他的想法的正确性的故事。然而,漩涡与地球的自转真的有关吗?

谢皮罗教授认为在北半球,水产生的漩涡和台风产生的旋涡都是朝逆时针方向旋转,而在南半球,则恰恰相反,水会按照顺时针方向旋转形成漩涡。那么中间地带的赤道呢?则是无漩涡产生!这在当时引起了学术界极大的兴趣,各国的科学家们都纷纷做实验来证实谢皮罗的推想,结果还真如他所说。

众所周知,物体在地球的表面垂直于地球纬线运动时,地球自转线速度会因为纬度不同而发生变化,但是,所有具有质量的物体都有惯性,所以物体会相对于地面保持原有运动方向的趋势,这就是地转偏向力,也称科氏力。它不是传统意义上的真正的力,而是一种惯性力。它在极地最为显著,朝着赤道方向逐渐减弱,直到消失在赤道。

我们常常会误认为,浴缸,水池放水的时候形成的漩涡与科氏力有关,但事实上,科氏力的影响微乎其微,因为科氏力要有肉眼可见的影响效果,需要长距离移动,像浴缸和水池里的水这样的短距离移动,科氏力是心有余而力不足啊。那么,浴缸和水池里的水为什么会产生漩涡呢,这其实是水流与浴缸壁的摩擦效果。

当水因为自身重力朝着排水口下坠时,水流和缸底一些细微的凹凸不平相摩擦,固体表面就会形成相对于水体运动的切向力,就像螺旋丸那样,“搓”出来了涡流,然后不断放大,形成了肉眼可见的漩涡。

其实海洋里的漩涡也和科氏力的关系不大,它其实是正向水流和逆向水流交汇在一起,互相挤压而形成的,或者因为外力原因,单一方向的流体大幅度转弯时,也会形成漩涡。

而与地转偏向力联系最密切的,应该是低压气旋和高压反气旋系统。当地表某处出现强低压中心的时候,会迅速吸引周围的大气向中心移动,大气在长距离的运动中就会受到明显的科氏力,在科氏力,气压梯度力和摩擦力的作用下,就会形成巨大的气旋。

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