地轉偏向力的研究

劉崗毅+王永越

【摘要】 地轉偏向力作為一種神奇的自然力量，一直是地理科學廣泛研究的對象。這種來自于偶然發現的強大力量，對地球的影響是巨大的：小到火箭、高射炮發射時的軌跡，大道季風、洋流的成因，都與其有密切的關聯。本文從地轉偏向力的成因入手，著重分析了地轉偏向力的實質，并最終得出結論。

【關鍵詞】 地理科學 經緯度 赤道 慣性力 地轉偏向力

一、綜述

眾所周知，在地球上（赤道、兩極另作考慮）運動的物體，總會受到一個來自側面的力的作用，我們把這個力稱作地轉偏向力。

在大多數中學地理課本上，它被描述為：在北半球運動的物體，會受到一個向右的力；在南半球運動的物體，會受到一個向左的力；在赤道上運動的物體則不受此力作用。這樣說，的確方便學生的記憶與試題解答，但如果我們就地轉偏向力進行深入探究，從它的成因和實質上解釋我們會發現：課本上的這種說法，從嚴格意義上講是不全面的，甚至可以說是錯誤的。

二、對地轉偏向力成因的探究

地轉偏向力，顧名意義是由地球自轉引起的，是科氏力在沿地球表面方向的一個分力。

因為在理想狀態下，地球上一運動的物體，它在運動時所受的力都可以被簡單分解為縱向和橫向的兩個力（或只受其中之一作用），所以我們在研究時，也可以只探究這兩個方向。

2.1 縱向

以北半球為例，地球在自轉過程中，高緯度地方的線速度要低于低緯度的地方。也就是說，在北邊時的線速度與在靠南位置的線速度相比就會較慢，所以在物體由北向南運動時，由于慣性的作用，這個物體的宏觀表現就是向右偏轉。同樣的道理，當一個物體由南向北運動時，從高線速度到相對較低的線速度。由于速度超前，所以要向右偏以抵消這一差異。

同理，在南半球也是如此，只不過慣性的作用方向改為向左。

2.2 橫向

以北半球為例，在地球自轉過程中，物體在水平方向上的離心力和向心力相互抵消，由于旋轉平面中心與引力中心（即地心）不在同一水平面上，所以物體會向赤道方向偏轉。那么這就存在一個問題，由于是向赤道方向偏轉，那么在北半球由東向西，南半球由西向東的物體豈不是偏轉方向存在了異常？這種情況在學術界一直存在爭議，但我個人認為這種反常情況是容許存在的，地理應當遵循物理學原理。

2.3 赤道上

赤道上僅存在東西方向，也就是上文提到的橫向的一種特殊情況。在赤道上由于兩心重合，所以不會受到力的作用。

2.4 由此我們可得如下公式

F=2mVωsinψ

其中：

m為質量；

V為運動速度（水平）分量；

ω為地球自轉角速度；

ψ為物體所處緯度；

F為地轉偏向力的大小。

三、地轉偏向力的實質

從有關地轉偏向力成因的描述以及公式可以看出：只有物體在水平運動時，才有可能受到一個實實在在的力的作用。而當物體縱向運動時，它的偏轉只能用慣性來解釋。可我們知道，慣性是物體本身的一種屬性，并不是力，只是一種物體保持原來運動狀態的傾向。

雖然它不是力，但它卻對地轉偏向的方向上起到了重要的作用。例如那個學術爭議問題，在現實中，自然條件下沒有精準的正東正西的運動，那么慣性力也會將其拉向正常方向的。

四、結論

在自然條件下，物體在地球上運動時的確符合符合課本上所給的定義。但在成因描述上，課本未能給予最精確的解釋。現在我們知道，地轉偏向力很大程度上不僅僅是力的產物，而是在力和慣性力的共同作用下形成的。

參 考 文 獻

[1]徐春堂. 地轉偏向力的實質、大小、影響及應用研究[J].棗莊學院學報.2006年05期

[2]陳菊絨. 地理教學中如何使學生理解地轉偏向力[J].大眾科技.2010年01期

[3]何順清. 中學地理教學中關于地轉偏向力問題[J].教育與進修.1983年04期

[4]劉杰.張寧. 地轉偏向力演示實驗的再思考[J].中國校外教育.2016年9月16日