地转偏向力的研究

刘岗毅+王永越

【摘要】 地转偏向力作为一种神奇的自然力量，一直是地理科学广泛研究的对象。这种来自于偶然发现的强大力量，对地球的影响是巨大的：小到火箭、高射炮发射时的轨迹，大道季风、洋流的成因，都与其有密切的关联。本文从地转偏向力的成因入手，着重分析了地转偏向力的实质，并最终得出结论。

【关键词】 地理科学 经纬度 赤道 惯性力 地转偏向力

一、综述

众所周知，在地球上（赤道、两极另作考虑）运动的物体，总会受到一个来自侧面的力的作用，我们把这个力称作地转偏向力。

在大多数中学地理课本上，它被描述为：在北半球运动的物体，会受到一个向右的力；在南半球运动的物体，会受到一个向左的力；在赤道上运动的物体则不受此力作用。这样说，的确方便学生的记忆与试题解答，但如果我们就地转偏向力进行深入探究，从它的成因和实质上解释我们会发现：课本上的这种说法，从严格意义上讲是不全面的，甚至可以说是错误的。

二、对地转偏向力成因的探究

地转偏向力，顾名意义是由地球自转引起的，是科氏力在沿地球表面方向的一个分力。

因为在理想状态下，地球上一运动的物体，它在运动时所受的力都可以被简单分解为纵向和横向的两个力（或只受其中之一作用），所以我们在研究时，也可以只探究这两个方向。

2.1 纵向

以北半球为例，地球在自转过程中，高纬度地方的线速度要低于低纬度的地方。也就是说，在北边时的线速度与在靠南位置的线速度相比就会较慢，所以在物体由北向南运动时，由于惯性的作用，这个物体的宏观表现就是向右偏转。同样的道理，当一个物体由南向北运动时，从高线速度到相对较低的线速度。由于速度超前，所以要向右偏以抵消这一差异。

同理，在南半球也是如此，只不过惯性的作用方向改为向左。

2.2 横向

以北半球為例，在地球自转过程中，物体在水平方向上的离心力和向心力相互抵消，由于旋转平面中心与引力中心（即地心）不在同一水平面上，所以物体会向赤道方向偏转。那么这就存在一个问题，由于是向赤道方向偏转，那么在北半球由东向西，南半球由西向东的物体岂不是偏转方向存在了异常？这种情况在学术界一直存在争议，但我个人认为这种反常情况是容许存在的，地理应当遵循物理学原理。

2.3 赤道上

赤道上仅存在东西方向，也就是上文提到的横向的一种特殊情况。在赤道上由于两心重合，所以不会受到力的作用。

2.4 由此我们可得如下公式

F=2mVωsinψ

其中：

m为质量；

V为运动速度（水平）分量；

ω为地球自转角速度；

ψ为物体所处纬度；

F为地转偏向力的大小。

三、地转偏向力的实质

从有关地转偏向力成因的描述以及公式可以看出：只有物体在水平运动时，才有可能受到一个实实在在的力的作用。而当物体纵向运动时，它的偏转只能用惯性来解释。可我们知道，惯性是物体本身的一种属性，并不是力，只是一种物体保持原来运动状态的倾向。

虽然它不是力，但它却对地转偏向的方向上起到了重要的作用。例如那个学术争议问题，在现实中，自然条件下没有精准的正东正西的运动，那么惯性力也会将其拉向正常方向的。

四、结论

在自然条件下，物体在地球上运动时的确符合符合课本上所给的定义。但在成因描述上，课本未能给予最精确的解释。现在我们知道，地转偏向力很大程度上不仅仅是力的产物，而是在力和惯性力的共同作用下形成的。

参 考 文 献

[1]徐春堂. 地转偏向力的实质、大小、影响及应用研究[J].枣庄学院学报.2006年05期

[2]陈菊绒. 地理教学中如何使学生理解地转偏向力[J].大众科技.2010年01期

[3]何顺清. 中学地理教学中关于地转偏向力问题[J].教育与进修.1983年04期

[4]刘杰.张宁. 地转偏向力演示实验的再思考[J].中国校外教育.2016年9月16日