河流偏移

河流偏移

河流偏移(river deflection)是指正常流動的河道,因某種作用力的影響而發生偏轉。河流偏移這種作用力一般有兩種來源:一是地球自轉偏向力,這是一種慣性力,它使北半球的河流向右偏移,南半球的河流向左偏移;二是地面因掀斜隆升,使河流從隆升一側向下降一側偏移。

釋義

河流偏移(river deflection)是指正常流動的河道,因某種作用力的影響而發生偏轉。

產生原因

河流偏移這種作用力一般有兩種來源:一是地球自轉偏向力,這是一種慣性力,它使北半球的河流向右偏移,南半球的河流向左偏移;二是地面因掀斜隆升,使河流從隆升一側向下降一側偏移。

產生機理

地球自轉的另一種效應是使地面上的水平運動發生偏轉:北半球右偏,南半球左偏。這裡的“右”偏和“左”偏,是指觀測者面向物體運動方向時的偏向而言。

這種現象之所以發生,是因為物體具有慣性,力圖保持其運動速率和方向。然而,地球上的水平方向都以經線和緯線為準:經線的方向就是南北方向,緯線的方向就是東西方向。但是,由於地球的自轉,作為南北和東西方向基準的經線和緯線,都隨著地球自轉而不斷地改變著它們的空間方向。於是,真正保持不變方向的物體的水平運動,用地球上的水平方向表示,倒是相對地發生了偏轉。

地球自轉的方向是自西向東,在北半球是逆時針方向,即自右向左轉動;在南半球是順時針方向,即自左向右轉動,因此,北半球的經線和緯線都向左偏轉,以致那裡的水平運動方向相對地發生右偏;南半球的經線和緯線都向右偏轉,以致那裡的水平運動發生左偏。

按慣性定律推論,如果物體改變它的速率或運動方向,那么,這種變化必定是由於某種外來的影響。於是,人們構想有一個假想的力作用於水平運動物體,使它發生左右偏轉。法國學者科里奧利(1792—1843)最早研究並證明它的存在,故稱這種視力為科里奧利力(或簡稱科氏力)。地理和氣象學上則形象地稱它為地轉偏向力,因為它是由於“地轉”而發生偏向的。

其它影響

地轉偏向力的存在,對許多地理事物產生深遠的影響:

——地轉偏向力影響大氣環流。它對地球上的氣壓帶和風帶(行星風系)的形成,氣旋、反氣旋和颱風(熱帶氣旋)的發生和發展,以及洋流的分布等,都起著主要的作用。

——在北半球,河流對右岸的沖刷比對左岸強烈,以致大河右岸通常較為陡峻,而左岸較為平緩。由於這個原因,北半球的河流一般總是從右面繞過障礙,南半球情形相反。

——在工程技術方面也不乏地轉偏向力影響的例子:如在北半球,機車的右輪通常比其左輪磨損得更快;發射遠射程炮彈和火箭時,如不計算地轉偏向力的影響,就不會有效地命中目標。

地轉偏向力是一種視力,只能改變物體運動的方向,而不能改變其速率。地轉偏向力的大小隨緯度和物體運動速度而定。在氣象學上,具體表示地轉偏向力(F)的是如下公式:

F=2 Vωm sinj

式中V是水平運動速度,ω為地球自轉角速度,m為物體質量。在這裡,ωsinj 即傅科擺偏轉速度。該公式表示,緯度愈高,運動速度愈大,地轉偏向力就愈大,而與運動方向無關。

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