地球之“手”伸向何處

駱昌芹

打不準的炮彈

南太平洋的馬爾維納斯群島上，英德兩國曾在這里發生過一場激烈海戰。在戰斗中，英軍雖然氣勢高昂、紀律嚴明，戰績卻不佳。炮彈發射了不少，就是打不中目標，急得英國海軍指揮員直拍桌子。

參戰的英國海軍是一支訓練有索的部隊，他們的武器是屢建戰功的大炮。這樣一支軍隊怎么打不準呢?指揮官們躬思再三，找不出答案。他們哪里知道，原來是地球在暗地里作祟。

地球不停地自西向東自轉，這一轉動使得地面上運動的物體總有一種偏離原來運動方向的趨勢，好像有一只無形的巨手在暗地里牽拉運動物體。這種躲在暗處拉動運動物體使之偏離原來方向的力叫做地轉偏向力。這個力是法國數學家科里奧利在19世紀發現的。科里奧利指出：在一個轉動系統中，如果物體對于這系統發生移動，則除離心力以外，還有一個附加的力作用于這一物體上。這個力被稱為科里奧利力。

由于科里奧利力的存在，北半球地球上的運動物體，只要在南北方向有運動分量，不管是由南向北運動，還是由北向南運動，都要受到一個指向右的地轉偏向力。同樣，在南半球地球上運動的物體，只要在南北方向上有運動分量，也要受到一個指向左的地轉偏向力。

英國海軍的大炮是按英國海域的地轉偏向力校正的。英國位于北緯50度左右，而馬爾維納斯在南緯50度附近。按照北半球的地轉偏向力應向左偏的大炮到了南半球則向右偏。這一左一右的偏離使得英國海軍的炮彈出現了雙倍的偏差，這怎么能打中目標呢?

英國科學家并不是不懂科里奧利力，這一力學現象早已寫進《普通物理學》了：英國工程師們在校正大炮時就用到了科里奧利力的原理，只是沒考慮到英國的地轉偏向力與馬爾維納斯的地轉偏向罷了。

奇怪的河流

地球上的怪事說起來真不少。北美洲有條育空河，滔滔流水日夜不停地由北往南流淌，有趣的是育空河西岸沖刷得比東岸嚴重。無獨有偶，在俄羅斯的西伯利亞，有一條鄂畢河，奔騰不息地由南往北流淌著。令人驚奇的是，它的東岸比西岸沖刷得厲害。這兩條北半球的河流，位于不同的地方，流淌的方向亦不同，但如果我們面向河水流動的方向站著，右岸總是比左岸沖刷得厲害。滾滾洪流似乎有一種喜歡沖刷右岸的“癖好”。起初，人們沒有把河水的這種“癖好”放在心上，以為這是個別現象。后來，地理學家知道了，對它進行了研究。經過仔細考察，發現凡是南北走向的河流都有類似現象，南半球上的河流出現的情況則相反：總是左岸比右岸沖刷得厲害。

仔細想想，北半球的河水喜歡沖刷右岸；南半球的河水喜歡沖刷左岸，原來都是地轉偏向力“搗的鬼”。

擠壓大動脈

地轉偏向力不僅影響炮彈飛行和河水的沖刷，而且伸手“騷擾”臥在陸地上的鐵軌。鐵軌被譽為鋼鐵大動脈，對國民經濟發展起著舉足輕重的作用。我國有許多南北走向的鐵路，京廣、津浦等主要鐵路干線都是南北走向的。汽笛長鳴，車輪滾滾，在這些南北大動脈中，一天有數十輛列車駛過。這些飛馳而過的列車也受到地轉偏向力的作用。因此由南向北行駛的列車對東邊的鐵軌壓力較大，東邊的鐵軌磨損厲害；相反，由北向南行駛的列車對西邊的鐵軌磨損厲害。由此看來，在京廣和津浦等南北鐵路干線上，應該盡量讓不同方向行駛的列車在同一條鐵路線上行駛。

守信用的使者

地轉偏向力之“手”不僅伸向地面物體，也伸向空中。信風就是在它的操縱下形成的。

“信風”顧名思義，每年按時而來，從不失信。古代商人由于沒有輪船，只能揚帆遠航從事國際商貿活動。信風是他們駛向遠方的動力，因此信風又稱為貿易風。

信風的形成是這樣的：在赤道地區，由于烈日當頭，終年高溫，空氣受熱上升，形成低氣壓，而南、北回歸線附近，由于氣溫較低，是高氣壓。高氣壓帶著空氣綿綿不斷往低氣壓跑。空氣流動形成風。這樣，南回歸線附近的空氣便由南往北向赤道地區流動，形成南風；北回歸線附近的空氣便由北往南向赤道地區流動，形成北風。

實際上地球還帶著它周圍的空氣一道轉動，因此風在向赤道吹的過程中，也受到地轉偏向力的作用，因而在赤道以南形成東南風，在赤道以北形成東北風。

地轉偏向力是由地球自轉和物體相對于地球運動產生的，是一種自然力，它既能造成炮彈打偏、堤岸沖刷嚴重，也能產生信風，給海上航行者揚帆遠航提供動力。地轉偏向力的功過全在于如何同它“打交道”。