漩渦與地球自轉的不解之緣?!漩渦真的是由於地球自轉產生嗎?

2020-12-25 白鴉三川

大家可能都聽過謝皮羅教授通過每次放洗澡水時,水的漩渦總是朝逆時針方向旋轉,從而經過多次的試驗和研究,發表了漩渦與地球自轉的論文,各個科學家紛紛做實驗證實他的想法的正確性的故事。然而,漩渦與地球的自轉真的有關嗎?

謝皮羅教授認為在北半球,水產生的漩渦和颱風產生的旋渦都是朝逆時針方向旋轉,而在南半球,則恰恰相反,水會按照順時針方向旋轉形成漩渦。那麼中間地帶的赤道呢?則是無漩渦產生!這在當時引起了學術界極大的興趣,各國的科學家們都紛紛做實驗來證實謝皮羅的推想,結果還真如他所說。

眾所周知,物體在地球的表面垂直於地球緯線運動時,地球自轉線速度會因為緯度不同而發生變化,但是,所有具有質量的物體都有慣性,所以物體會相對於地面保持原有運動方向的趨勢,這就是地轉偏向力,也稱科氏力。它不是傳統意義上的真正的力,而是一種慣性力。它在極地最為顯著,朝著赤道方向逐漸減弱,直到消失在赤道。我們常常會誤認為,浴缸,水池放水的時候形成的漩渦與科氏力有關,但事實上,科氏力的影響微乎其微,因為科氏力要有肉眼可見的影響效果,需要長距離移動,像浴缸和水池裡的水這樣的短距離移動,科氏力是心有餘而力不足啊。那麼,浴缸和水池裡的水為什麼會產生漩渦呢,這其實是水流與浴缸壁的摩擦效果。當水因為自身重力朝著排水口下墜時,水流和缸底一些細微的凹凸不平相摩擦,固體表面就會形成相對於水體運動的切向力,就像螺旋丸那樣,「搓」出來了渦流,然後不斷放大,形成了肉眼可見的漩渦。

其實海洋裡的漩渦也和科氏力的關係不大,它其實是正向水流和逆向水流交匯在一起,互相擠壓而形成的,或者因為外力原因,單一方向的流體大幅度轉彎時,也會形成漩渦。

而與地轉偏向力聯繫最密切的,應該是低壓氣旋和高壓反氣旋系統。當地表某處出現強低壓中心的時候,會迅速吸引周圍的大氣向中心移動,大氣在長距離的運動中就會受到明顯的科氏力,在科氏力,氣壓梯度力和摩擦力的作用下,就會形成巨大的氣旋。

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