《别让地球抛弃我们:认识可怕的气候灾害》:
尽管空气看不见,摸不着,但它却时时刻刻存在着,它吹拂着我们的脸颊,使旗帜飘扬,使船帆涨满,使云飘过天空。
有时它却发出狂啸,就像在华盛顿山上,1934年4月12日,山顶阵阵狂风,以每时373千米的速度被载人世界纪录。
我们所说的风,是这样形成的:空气在旋转着的地球上空移动。然而风的产生与地球的运动没有直接的关系。大气是独立存在的,它与地球结伴存在,并围绕着地球旋转。空气流动或运动是因为气压的存在。气压不均衡地分布在地球周围。为了实现全球均衡,空气从高压地区移向低压地区,高压和低压取决于空气的密度。空气移动的形式是多种多样的,其中最为常见的是季风。
气象学家绘制大气图需要标出压力。所谓等压线是指连接等压点的线。与地势图上的等高线类似,等压线形成同心圆或光滑的曲线,另外等压线与等高线一个很大的区别就是等高线表示河流流过地面的快慢,而等压线表示了风吹动的强弱。如果所标示的等压线越密,说明压力梯度越大,风速就越大。
在地势图上,河流从高地向低地直接穿过海拔线。但是在等压线图上,空气并不直接穿过等压线,因为地球旋转影响着风从高压吹向低压。
当空气环绕着旋转的地球表面远距离移动时,它最初向东的动量在地表开始改变。设想空气移向北极:当空气接近极点时,在那儿地球转动为零,风更加缓慢地向东越过大片土地。结果是,这股空气继续保持它相对地表转向东的动量。这样,即使空气以相当直的路线越过纬线向极地方向移动,相对于向东旋转的地球,它看起来也是向东转向越过经线。
一个叫做古斯塔·力斯佩德·科里奥利的法国人在1835年最先用数学方法来描述这种效应,所以气象学家用他的姓氏命名此种效应。在北半球,科里奥利效应使风向右偏离其原始的路线。在南半球,科里奥利效应使风向左偏离。风速越快,产生的偏离越大。
所以,在北半球,空气移向低压中心并向右弯曲,形成了一个逆时针方向的气旋式气流。从高压地区或从反气旋移动出来的空气,也向右弯曲,形成了一个顺时针方向的旋风。在南半球,则正相反。
科里奥利效应在极地最为显著,逐渐变弱直到在赤道处完全消失,在那儿,地球的转动达到最高点。
这就是为什么飓风和台风只能仅仅使云形成在5纬度以上的地区。
但是,个别的雷暴和龙卷风的产生很少受到地球旋转的影响,因为它们的半径太小了,地球的旋转只能使飓风产生了很小的转动。科里奥利效应对风会产生一定的影响,所有远距离环绕地表的运动都会受到大气的捉弄。例如,一战期间,德国军队用大炮轰击巴黎时,就受到了科里奥利效应的严重干扰。令他们更生气的是,这些士兵发现他们的炮弹远远地向右偏离目标。从那之后,他们就开始担心科里奥利效应,因为它对战争的胜败都有很大的影响。
能够把球从场地一边抛向另一边的篮球运动员,也必须利用科里奥利效应的影响来调整自己的投球达1.3厘米。在另一方面,与当今许多书本上教授的相关内容相反的是,从洗涤槽排出的水不受这种效应的影响。如果在澳大利亚,水以顺时针方向旋转而下,这仅仅是因为水槽的形状或者水龙头喷射的角度。科里奥利效应,只在这种情况下,没有足够的时间来影响水的运动。
在大气高处,在环绕地球的气流中,科里奥利效应是一个重要的因素。在大约5500米和更高处,空气没有与大山、树林和丘陵的磨擦,它能不断地增强力量并达到惊人的速度。当气压差不断地把这些柔和的风推向低压地区时,空气就会受科里奥利效应的影响而改变方向,最终沿着等压线和低压附近吹动。在任何地方,这种现象都没有在地球气压梯度最大的地方效果明显,形成风速很大的急流。
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