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#气象科普在身边# 【旋涡方向和地球自转究竟有多大关系?】
漩涡是我们对流体的涡旋(vortex)的日常称谓。流体涡旋的成因多种多样,地球自转引发的科氏力仅仅是其中一种原因。实际上,某个流体涡旋都存在于一个复杂的力场中,很难说单一原因就造就了流体涡旋。
首先,想要用肉眼识别地转偏向力的弧形运动效果,在地球表面需要数百乃至数千公里的空间。浴缸水池的空间并不能形成因地转偏向力影响的涡旋;其次,浴缸漩涡是因为水流与缸壁摩擦的结果:水因自身重力直线向出水口中心运动,但水与缸底相接处是流体与固体相接,缸底一旦有一些细微凹凸不平,固体表面就会形成相对于水体运动的切向力,「搓」出涡流,不断放大,形成肉眼可见的急速涡旋。
更宏观的海洋水流涡旋也与地转偏向力关系不大,它一般是外力引发的正向水流与逆向水流相遇挤压形成漩涡,或者单一方向流体在大幅度转弯时本身形成涡流。海洋中我们有时在数百公里的海域看到海水呈涡流状运动,就是因为不同洋流交汇或者某一洋流急速转弯。
我们常见的与地球自转有关的流体涡旋是大气气旋(低压)和反气旋(高压)系统。地表某处出现强低气压中心后会快速吸引周围大气向中心运动,大气在长距离运动中受气压梯度力、地转偏向力(科氏力)和摩擦力的共同作用,宏观上形成一个巨大的气旋。但是这种涡旋直径一般达数百乃至上千公里,一个浴缸显然是装不下的。(来源于网络)
漩涡是我们对流体的涡旋(vortex)的日常称谓。流体涡旋的成因多种多样,地球自转引发的科氏力仅仅是其中一种原因。实际上,某个流体涡旋都存在于一个复杂的力场中,很难说单一原因就造就了流体涡旋。
首先,想要用肉眼识别地转偏向力的弧形运动效果,在地球表面需要数百乃至数千公里的空间。浴缸水池的空间并不能形成因地转偏向力影响的涡旋;其次,浴缸漩涡是因为水流与缸壁摩擦的结果:水因自身重力直线向出水口中心运动,但水与缸底相接处是流体与固体相接,缸底一旦有一些细微凹凸不平,固体表面就会形成相对于水体运动的切向力,「搓」出涡流,不断放大,形成肉眼可见的急速涡旋。
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