由於地球自轉而產生作用於運動物體的力，稱為地轉偏向力，簡稱偏向力。因此物體在地球上進行運動時會產生地轉偏向現象。
基本介紹
- 中文名：地轉偏向現象
- 原因：地轉偏向力
- f：2mvωsinφ
- v：物體的水平運動速度分量
- 學科：地理學
- 性質：名詞
- 根本原因：地球自轉
- 原因：地轉偏向力
簡介,含義,產生原因,發現,存在條件,方向,地理意義,水漩渦的形成,車輛和行人靠右行,左右鞋磨損程度不同,跑道上逆時針跑行,機械設備都是順時針旋轉,
簡介
含義
地轉偏向現象產生的原因就是地轉偏向力。地轉偏向力亦稱科氏力(科里奧利力)，因為地球自轉而產生的以地球經緯網為參照系的力。
在北半球，科里奧利力使風向右偏離其原始的路線；在南半球，這種力使風向左偏離。風速越大，產生的偏離越大。於是，在北半球，當空氣向低壓中心輻合時會向右彎曲，形成了一個逆時針方向的旋轉氣流。從高壓中心輻散出來的空氣，則因為向右彎曲而形成了順時針方向的旋風。我們把逆時針旋轉的叫做氣旋，把順時針旋轉的叫做反氣旋。在南半球，上述的情形正好相反。科里奧利效應使風在北半球向右轉，在南半球向左轉。此效應在極地處最明顯，在赤道處則消失。如果沒有地球的旋轉，風將會從極地高壓吹向赤道低壓地區。科里奧利效應在極地最顯著，向赤道方向逐漸減弱直到消失在赤道處。這就是為什麼颱風只能僅僅使雲形成在5緯度以上的地區。
科里奧利力不僅僅對風產生影響，任何一個環繞地表的遠距離運動都會受到它的捉弄。在一戰期間，德軍用他們引以自豪的射程為113千米的大炮轟擊巴黎時，懊惱地發現炮彈總是向右偏離目標。直到那時為止，他們從沒擔心過科里奧利力的影響，因為他們從沒有這樣遠距離的開火。
當然，對於近距離的運動，科里奧利力影響極小。從場地一邊把籃球拋到另一邊的運動員，考慮科里奧利力的影響而需要調整自己投球的偏移量為1.3厘米。當你拔掉盥洗池的橡皮塞時，會發現有時水流並不是逆時針旋轉流走的，因為科里奧利力幾乎沒有足夠的時間來影響水這樣短距離的運動，水流的形態更多地受到水池形狀或者水龍頭噴射角度的影響。
在大氣層的高處，科里奧利效應是一個重要的因素。在大約5500米或更高的地方，空氣沒有與大山、樹木的摩擦，它能夠不斷地增強力量並達到驚人的速度。當氣壓差不斷地把這些風推向低壓地區時，空氣就會受科里奧利力的影響而轉向，最終會沿著等壓線吹動。
TIP: 定位風暴 19世紀比利時氣象學家白貝羅套用科里奧利效應找出一條規律，發現最近的風暴：在北半球，當你背風而立，風暴在你的左側；在南半球，則在你的右側。
產生原因
當空氣環繞著旋轉的地球表面遠距離移動時，它最初的向東的動量在地表開始改變。我們知道，地球是由西向東旋轉的，赤道地區旋轉的線速度最大，隨著緯度越高，線速度越來越小，到了極點減為零。構想空氣從低緯度地區移向北極：在最初，空氣是具有與源地相同的向東速度的；當空氣接近極點時，在那兒的地球轉動為零，而這股空氣卻繼續保持著它原來的向東的動量（假設沒有因為摩擦而耗損的話），於是它會相對於目的地的地錶轉向東面。這樣，即使空氣以相當直的路線越過緯線向極地方向前進，相對於地球，它看起來會是同時朝東轉向越過經線。
發現
一個名叫古斯塔·加斯佩德·科里奧利的法國人在1835年最先用數學方法描述了這種效應，所以科學界用他的姓氏來命名此種力。我們通常也稱它為地轉偏向力。
存在條件
非赤道地區對於地面擁有水平運動方向速度分量的物體大小
f=2mvωsinφ（後附證明）
m為物體質量
f為地轉偏向力的大小
v為物體的水平運動速度分量
ω為地球自轉的角速度
sin是正弦函式
φ為物件所處的緯度
方向
地理意義
對於洋流，河流，風及其他具有水平運動的事物產生影響。
地轉偏向力與生活
沿地表水平運動的物體在地轉偏向力的作用下運動方向發生了偏移，使許多自然現象都受其影響，同時也影響著人類的生產和生活，請看下面五例：（以北半球為例）
水漩渦的形成
當我們打開水龍頭向塑膠桶中注水時，當水庫放水（放水口在水下）時，水槽放水時等，都會看到在水面形成漩渦。注水時呈順時針旋轉，放水時呈逆時針旋轉。如下圖：
圖中虛線是表層水的原始流動方向，實線是水的實際流動方向。當向桶中注水時，水從注水點向四周流動，北半球在地轉偏向力的作用下右偏，漩渦呈順時針方向旋轉。南半球則呈逆時針方向旋轉。放水時表面水都流向下層出水點，北半球在地轉偏向力的作用下右偏，漩渦呈逆時針方向旋轉。南半球則呈順時針方向旋轉。
不過江河中的漩渦不一定符合這一規律，因為它還受到河床特徵的影響。
那么，馬桶沖水逆時針流的原因看來就是科里奧利力了？
那倒未必。
我小的時候看科普書，也對文章開頭的說法深信不疑。直到有一天雨後，我看到樓下的沙井蓋上面兩個排水孔中水流的旋轉方向是一個順時針一個逆時針之後，我就不再相信這種說法了。要是真的是科里奧利力導致的排水孔水流打轉的話，應該兩個方向相同才對，怎么能一個順時針一個逆時針呢？
但這只不過是一個例子，還不能說明所有排水孔水流旋轉方向都不是由科里奧利力引起的。但是我們只要稍微估算一下就會知道水流漩渦產生的原因是不是科里奧利力了。假設水流跑得跟劉翔差不多快，也就是10米每秒的樣子，而且速度完全平行於地面。即使這樣，水流受到的由於科里奧利力產生的加速度最多也只不過是0.001米每平方秒。如果馬桶的直徑有1米，而水流是從馬桶邊徑直衝向中心的話，到達中心的時候由於科里奧利力產生的偏轉還不到半毫米，根本就產生不出什麼看得見摸得著的效應，更何況是我們平時看見的漩渦了。如果連在這個巨型馬桶中的高速水流都產生不出看得見的效應的話，就更別說那些可憐的小馬桶和排水口了，沒戲的。
實際上，排水口和馬桶們產生漩渦的原因多半是由於它們自身的構造問題。有的馬桶就是特地設計漩渦式沖水的，這樣的話無論你把它挪到地球上什麼地方它都只能產生同一個方向的漩渦。而對於一般的排水口，由於結構，有時候它們會偏好形成某個方向的漩渦，而更多的時候是兩種旋轉方向的漩渦都會出現，不信你試試就知道了。
車輛和行人靠右行
不是所有的國家或地區的車輛和行人都靠右行，但靠右行是最為合理的。如下圖：
A圖為靠左行，北半球車輛在地轉偏向力的作用下右偏，都偏向道路中間，更容易與對面過來的車輛相撞，發生車禍的頻率會更高。B圖為靠右行，北半球車輛在地轉偏向力的作用下右偏，都偏向路邊，路邊是司機開車注意力的集中點，司機會不斷調整方向來保證行車安全。
車輛靠右行導致人也靠右行，這樣更安全些。由於長期習慣，所以人們無論在哪裡行走都喜歡右行。
左右鞋磨損程度不同
這種現象現代人已經難看到，因為一雙鞋穿的時間太短，表現不明顯。我想40歲以上的人對這個現象還記憶猶新。如下圖：
這是由於兩隻鞋的受力差異而形成的。在北半球，由於地轉偏向力作用於右側，所以人們常發現右鞋磨損比左鞋要多些；而南半球由於地轉偏向力作用於左側，所以左鞋磨損比右鞋要多些。
跑道上逆時針跑行
在跑道上跑行，人們總喜歡沿逆時針方向。如下圖：
A人是逆時針方向跑，正好在彎道處。從圖上可以看出，地轉偏向力向外，身體傾斜產生一個向內的向心力，二力方向相反，更易平衡，過彎道處不易跌倒。B人是順時針方向跑，也正好在彎道處。從圖上可以看出，地轉偏向力和身體傾斜產生一個向內的向心力方向相同，不易平衡，過彎道處易跌倒。
人類的發源地都在北半球，人們長期受地轉偏向力的影響形成了這一習慣，所以哪怕到了南半球，人們還是習慣於這樣的行為。
機械設備都是順時針旋轉
我們所見到的電扇、電機、柴油機、水輪機等都是順時針旋轉。
可以看出，在北半球順時針旋轉，地轉偏向力指向軸心，有於物質的向心作用，使機械設備更耐用、更牢固。而逆時針旋轉時地轉偏向力指向外，有於物質的離心運動，機械設備易損壞，使用壽命縮短。
總的來說要看到一個微弱的東西產生的效應，最好的辦法在大尺度和長時間的過程裡邊觀察它。
古語有云，“水滴石穿”，只要時間夠長，沒有什麼效應是觀察不到的。比如說河流，一刻不停流淌了千百年的河流，在科里奧利力的作用下河水總是傾向於向右偏，於是河流的右岸總是被沖刷的，而左岸由於沒那么多河水沖向它，流速較慢，所以經常有沙石堆積。再比如說鐵路，每天都有成百上千噸重量的火車在上面沿著同一個方向以一百來公里一小時的速度飛馳著，這樣日積月累也會產生磨損。而人們發現在北半球，右軌磨損得總是比左軌要厲害那么一點點，原因就是火車在行走的時候會受到向右的科里奧利力的作用，這樣的話右軌要承擔的壓力就比左軌要大那么一點，於是磨損當然也就更厲害了。
如果在大尺度上觀察的話，科里奧利力也會現出原形。我在沿海地區長大，一年少說也會經歷好幾次颱風。如果我們從衛星雲圖上面看的話，所有在北半球的颱風都是向外順時針旋轉的，這就是科里奧利力玩的把戲。在地面附近，颱風中心處的氣壓會特別低，所以風是向颱風中心吹的。而當這么多空氣跑到颱風的中心之後，它們也沒地方去，所以就一直沿著風眼的壁旋轉著向上爬，然後就到達頂端了【注2】。在頂端它們也還是沒有地方好去，之後向外吹了。這時候，科里奧利力就過來干涉了，使氣流的方向逐漸向右偏移，於是我們就能在衛星雲圖上看到這個被自己向外吹成了順時針的颱風了（這是2007年第8號颱風聖帕）：
首先，要明確的是以我個人的觀點，地轉偏向力不是純粹的慣性力。地轉偏向是由兩個不相干因素共同引起的。在以下的討論中，我們均假定研究物體處於北半球。
我們先來研究一下，當物體以平行於赤道的速度運動時偏向現象的產生。(注1)當物體自西向東運動，其需要的向心力增加，在運動過程中他就有向下運動的趨勢以增加向心力；反之，便會有像北極點運動的趨勢。但是當物體沿垂直於赤道方向運動時，需要的向心力不管向上或向下運動都會增加的，為什麼不論向南向北運動，物體都會向其右方偏轉呢？我猜想，此時產生偏向現象的主要因素改變了！
如果一個物體向正北運動，那么水平方向的線速度不會改變；但水平方向的運動半徑卻逐漸減小了，所以，此物體的水平角速度在增加，即它有向東運動的趨向；反之，物體便會向西運動。
在地球上任意一點任意平行於地面的速度，都可以分解為垂直於和平行於其所在緯線切線方向的兩個速度。則可知，地轉偏向現象的產生是由於運動物體運動向心力的改變和水平角速度的改變造成的，不能單純地認為就是由於地球自轉產生的，自然，引入的地轉偏向力也不是純粹的慣性力。
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注1：這裡就要說明一下，當我們靜止在地球表面時，受到指向地心的萬有引力和豎直向上的支持力。因為地球自形成伊始，其組成物質便是在自轉的條件下冷卻的。所以，與地面垂直的是萬有引力的一個分力——重力，這也解釋了為什麼我們的地球是個橢圓球體。而萬有引力的另一個分力則垂直於地軸，提供自轉所需要的向心加速度。
