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梅乐芝经理的科普文章(四) (第3/6页)
南半球表现出不同的效果,整体上按照赤道对称,陆地的影响,改变了一些细节。在赤道附近,海水流动形成的洋流是自东向西。遇到陆地后向高纬度地区流动,最后形成环流。整体上北半球是顺时针环流,南半球是逆时针环流。为什么一定是这样的效果,而不是相反的结果。地球自转一周,在赤道上某点移动的距离为赤道的周长。在北半球上某点,假设为北纬60度的某一点,移动了多长的距离呢?如图41示,从北极上空看地球,可以很明显地看到,北纬60度上点在地球自转一周时,移动了一个圆,但这个圆的直径是赤道圆的一半。那么移动距离就为为赤道上的一半。地球自转一周24小时,赤道上点移动到距离最大,越离开赤道,移动距离就越短。北纬60度移动距离是赤道的一半。而北极点则完全不移动。距离除以时间就是速度,将这些值换算为速度可以很明确地知道不同纬度的移动速度。假设赤道的速度为1,则北纬60度的速度为05。如图42示,赤道上有两点,四角星点和五角星点,北纬60度上有一点,标为四角星点。地球自转了25小时。则赤道和北纬60度的四角星点移动如图所示。把赤道上的五角星点移动到北纬60度上,速度依然为1,则五角星点在北纬60度上移动的距离就是北纬60度四角星点移动距离2倍。如果地球不自转,赤道的五角星点向北极移动到北纬60度后和本地四角星点重合,但由于自转,五角星点跑到四角星点前面了。从直观的角度看,就是五角星移动的路线向右偏转了。同样,北纬60度的点移到赤道,则落后于地球不自转时本身应达到地点。同样是路线向右偏转。当赤道点向南极移动时,则路线向左偏转。总结一下就是:在北半球,任何物体移动,由于地球自转的影响,其路径都向右偏移。在南半球,任何物体移动,路线向左偏移。注意:当移动方向是某个特定方向时,这个规律失效。闭上眼睛,思考一下这个方向指向何处?回到地球的洋流,地球洋流由于受地形影响,被迫向两极移动,在北半球部分自然就形成了顺时针环流,南半球则为逆时针环流。如果没有地形影响,那么洋流就一直绕自转轴环流。南极洲北部的海域没有任何大陆阻隔,形成了西方漂流。在地球局部,由于海水密度不同、洋流补偿等因素,会导致其他方式的局部洋流。同样在太阳和木星表面上,不存在大陆问题,都是气流,因此全是绕自转轴环行的。右图可清晰看到木星的环流,不同的纬度形成不同颜色和结构的环流层,全部逆自转方向移动。观察太阳的环流是依靠太阳黑子的移动,不如木星清晰明了。大气在不同纬度的移动路径,和洋流类似。但大气还存在强烈的上下对流,形成与洋流截然不同的大气环流。这对调节地球气候至关重要。在公元1世纪开始的海上贸易,从中国到阿拉伯地区,就是利用从赤道到北纬30区域的季风进行。每隔半年季风转向,使得货船来回都节省时间。由于季风准时,称之为信风,又名贸易风。仔细观察可发现,季风的路径同样满足洋流的规律。现在把这种自转带来的偏移力称为科里奥利力,一个意大利人的名字。注意,第一:不是饼干。第二:这个力不是真正存在的,只是等效出来的。思考:厨房的排水孔,在排水时经常形成旋涡结构,这个旋涡是左旋?右旋?或都有可能?这里能用科里奥利力解释吗?飓风,带有强烈破坏作用的热带气旋。中心气压低,周围的气流补充进来,使用科里奥利力分析,北半球的气旋旋转方向是顺时针?还是逆时针?天气预报出现卫星云图,若有气旋,根据形状,马上就可以判断出发生在北半球或南半球。在北半球的夏天,热带上升的暖气流向南北方向漂流,到在北纬30附近下降,形成多个高气压包,持续范围3000公里以上,那么此气包的旋转方向应该是什么?这个会是季风形成的原因吗?观察地球,发现北纬30区域,沙漠密集。但中国长江流域却是粮仓。美国中南、东南部由于墨西哥湾和大西洋供湿才免遭涂炭。若无青藏高原,沙漠会延伸到哪里?马尼拉大帆船,从地理和经济因素来分析(看过加勒比海盗么?德雷克海峡,以海盗船长的名字命名),为何不绕行南美回西班牙?额外的情况,玉米、西红柿、土豆、番薯随这条航线引入中国,这些新物种经过长时间熟悉后大规模种植。早几十年的话,大约明朝可能坚持住了。晚百年,就没盛世了。事实上,美洲的这些物种耐寒
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