地球之“手”伸向何處

駱昌芹

打不準(zhǔn)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(fā)生過一場激烈海戰(zhàn)。在戰(zhàn)斗中，英軍雖然氣勢高昂、紀(jì)律嚴(yán)明，戰(zhàn)績卻不佳。炮彈發(fā)射了不少，就是打不中目標(biāo)，急得英國海軍指揮員直拍桌子。

參戰(zhàn)的英國海軍是一支訓(xùn)練有索的部隊，他們的武器是屢建戰(zhàn)功的大炮。這樣一支軍隊怎么打不準(zhǔn)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(zhuǎn)，這一轉(zhuǎn)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(zhuǎn)偏向力。這個力是法國數(shù)學(xué)家科里奧利在19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的。科里奧利指出：在一個轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中，如果物體對于這系統(tǒng)發(fā)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(zhuǎn)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(zhuǎn)偏向力。

英國海軍的大炮是按英國海域的地轉(zhuǎn)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(zhuǎn)偏向力應(yīng)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(xiàn)了雙倍的偏差，這怎么能打中目標(biāo)呢?

英國科學(xué)家并不是不懂科里奧利力，這一力學(xué)現(xiàn)象早已寫進(jìn)《普通物理學(xué)》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(zhuǎn)偏向力與馬爾維納斯的地轉(zhuǎn)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(yán)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(xiàn)象。后來，地理學(xué)家知道了，對它進(jìn)行了研究。經(jīng)過仔細(xì)考察，發(fā)現(xiàn)凡是南北走向的河流都有類似現(xiàn)象，南半球上的河流出現(xiàn)的情況則相反：總是左岸比右岸沖刷得厲害。

仔細(xì)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(zhuǎn)偏向力“搗的鬼”。

擠壓大動脈

地轉(zhuǎn)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(jīng)濟(jì)發(fā)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(shù)十輛列車駛過。這些飛馳而過的列車也受到地轉(zhuǎn)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(yīng)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(zhuǎn)偏向力之“手”不僅伸向地面物體，也伸向空中。信風(fēng)就是在它的操縱下形成的。

“信風(fēng)”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(yuǎn)航從事國際商貿(mào)活動。信風(fēng)是他們駛向遠(yuǎn)方的動力，因此信風(fēng)又稱為貿(mào)易風(fēng)。

信風(fēng)的形成是這樣的：在赤道地區(qū)，由于烈日當(dāng)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?？諝饬鲃有纬娠L(fēng)。這樣，南回歸線附近的空氣便由南往北向赤道地區(qū)流動，形成南風(fēng)；北回歸線附近的空氣便由北往南向赤道地區(qū)流動，形成北風(fēng)。

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

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