駱昌芹

打不準(zhǔn)的炮彈

南太平洋的馬爾維納群島上，英德兩國(guó)曾在這里發(fā)生過(guò)一場(chǎng)激烈海戰(zhàn)。在戰(zhàn)斗中，英軍雖然士氣高昂，紀(jì)律嚴(yán)明，戰(zhàn)績(jī)卻不佳。炮彈發(fā)射了不少，就是打不中目標(biāo)，急得英國(guó)海軍指揮員直拍桌子。

參戰(zhàn)的英國(guó)海軍是一支訓(xùn)練有素的部隊(duì)，英國(guó)的武器是在本土上屢建戰(zhàn)功的大炮。這樣一支軍隊(duì)怎么打不準(zhǔn)呢?指揮官們思考再三，找不出答案。他們哪里知道，原來(lái)是地球在暗地里作祟。

地球這樣做并不是有意的，它不停地自西向東自轉(zhuǎn)，地球自轉(zhuǎn)使得地面上運(yùn)動(dòng)的物體產(chǎn)生一種偏離原來(lái)運(yùn)動(dòng)方向的趨勢(shì)，好像有一只無(wú)形的巨手在暗地里拉動(dòng)物體。這種躲在暗處拉動(dòng)物體使之偏離原來(lái)方向的力叫做地轉(zhuǎn)偏向力，這個(gè)力是法國(guó)數(shù)學(xué)家科里奧利在19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的?？评飱W利指出：在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中，如果物體對(duì)于該系統(tǒng)發(fā)生移動(dòng)，則除離心力以外，還有一個(gè)附加的力作用于這一物體上，這個(gè)力稱為科里奧利力。

由于科里奧利力的存在，北半球地球上的運(yùn)動(dòng)物體，只要在南北方向有運(yùn)動(dòng)分量，不管是由南向北運(yùn)動(dòng)，還是由北向南運(yùn)動(dòng)。都要受到一個(gè)指向右的地轉(zhuǎn)偏向力。同樣，在南半球地球上運(yùn)動(dòng)的物體，只要在南北方向上有運(yùn)動(dòng)分量，也要受到一個(gè)指向左的地轉(zhuǎn)偏向力。

英國(guó)海軍的大炮是按英國(guó)海域的地轉(zhuǎn)偏向力校正的。英國(guó)位于北緯50度左右，而馬爾維納斯在南緯50度附近。按照北半球的地轉(zhuǎn)偏向力，應(yīng)向左偏的大炮到了南半球則向右偏。這一左一右的偏離使得英國(guó)海軍的炮彈出現(xiàn)了雙倍的偏差，這怎么能打中目標(biāo)呢?

英國(guó)科學(xué)家并不是不懂科里奧利力，這一力學(xué)現(xiàn)象早已寫(xiě)進(jìn)《普通物理學(xué)》一書(shū)中，英國(guó)工程師們?cè)谛Ｕ笈跁r(shí)就用到了科里奧利力的原理，只是沒(méi)考慮到英國(guó)的地轉(zhuǎn)偏向力與馬爾維納斯的地轉(zhuǎn)偏向。

奇怪的河流

說(shuō)起來(lái)，地球上的怪事真不少。北美洲有條育空河，滔滔流水日夜不停地由北往南流淌，有趣的是育空河西岸沖刷得比東岸嚴(yán)重。無(wú)獨(dú)有偶，在俄羅斯的西伯利亞，有一條鄂畢河，奔騰不息地由南往北流淌著。令人驚奇的是，它的東岸比西岸沖刷得厲害。這兩條北半球的河流，位于不同的地方，流淌的方向亦不同，但如果我們面向河水流動(dòng)的方向站著，右岸總是比左岸沖刷得厲害。滾滾洪流似乎有一種喜歡沖刷右岸的“癖好”。

起初，人們沒(méi)有把河水的這種“癖好”放在心上，以為這是個(gè)別現(xiàn)象。后來(lái)，地理學(xué)家知道了，對(duì)它進(jìn)行了研究。經(jīng)過(guò)仔細(xì)考察，發(fā)現(xiàn)凡是南北走向的河流都有類似現(xiàn)象，南半球上的河流出現(xiàn)的情況則相反，總是左岸比右岸沖刷得厲害。

仔細(xì)想想，北半球的河水喜歡沖刷右岸；南半球的河水喜歡沖刷左岸，原來(lái)都是地轉(zhuǎn)偏向力搗的鬼。

擠壓大動(dòng)脈

地轉(zhuǎn)偏向力不僅影響炮彈飛行和河水的沖刷，而且伸手騷擾臥在陸地上的鐵軌。鐵軌被譽(yù)為鋼鐵大動(dòng)脈，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的作用。我國(guó)有許多南北走向的鐵路，京廣、津浦等主要鐵路干線都是南北走向的。汽笛長(zhǎng)鳴，車輪滾滾，在這些南北大動(dòng)脈中，一天有數(shù)十列火車駛過(guò)。這些飛馳而過(guò)的列車也受到地轉(zhuǎn)偏向力的作用。因此由南向北行駛的列車對(duì)東邊的鐵軌壓力較大，東邊的鐵軌磨損厲害；相反，由北向南行駛的列車對(duì)西邊的鐵軌磨損厲害。由此看來(lái)，在京廣和津浦等南北鐵路干線上，應(yīng)該盡量讓不同方向行駛的列車在同一條鐵路線上行駛。

守信用的使者

地轉(zhuǎn)偏向力之“手”不僅伸向地面物體，也伸向空中。信風(fēng)就是在它的操縱下形成的。

信風(fēng)是一種很守信用的風(fēng)，每年按時(shí)而來(lái)，從不失信。古代商人由于沒(méi)有輪船，只能揚(yáng)帆遠(yuǎn)航，從事國(guó)際商貿(mào)活動(dòng)。信風(fēng)是他們駛向遠(yuǎn)方的動(dòng)力，因此信風(fēng)又稱為貿(mào)易風(fēng)。

信風(fēng)的形成是這樣的：在赤道地區(qū)，由于烈日當(dāng)頭，終年高溫，空氣受熱上升，形成低氣壓，而南、北回歸線附近，由于氣溫較低，是高氣壓。高氣壓帶著空氣綿綿不斷往低氣壓跑，空氣流動(dòng)形成風(fēng)。這樣，南回歸線附近的空氣便由南往北向赤道地區(qū)流動(dòng)，形成南風(fēng)：北回歸線附近的空氣便由北往南向赤道地區(qū)流動(dòng)，形成北風(fēng)。

實(shí)際上地球還帶著它周圍的空氣一道轉(zhuǎn)動(dòng)，因此風(fēng)在向赤道吹的過(guò)程中，也受到地轉(zhuǎn)偏向力的作用，因而在赤道以南形成東南風(fēng)，在赤道以北形成東北風(fēng)。

地轉(zhuǎn)偏向力是由地球自轉(zhuǎn)和物體相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，是一種自然力，它既能造成炮彈打偏、堤岸沖刷嚴(yán)重，也能產(chǎn)生信風(fēng)，給海上航行者揚(yáng)帆遠(yuǎn)航提供動(dòng)力。地轉(zhuǎn)偏向力的千秋功過(guò)全由同它打交道的人來(lái)評(píng)說(shuō)。