我國的颱風都是逆時針旋轉？這是巧合嗎？

夏秋季節，破壞力最大的天氣現象恐怕就是颱風了。每年，我國東南沿海總會有幾輪颱風過境。颱風是一種強烈的熱帶氣旋，颱風周圍的空氣旋轉著沖向颱風中心的低氣壓區，帶來狂風與驟雨。

圖| Pixabay

你可曾想過，為什麼每次衝擊東南沿海的颱風看起來都在逆時針旋轉呢？這要歸功於大氣慣性與地球自轉的共同作用。

地球在自轉時，地面上每個點自轉的速度（稱為線速度，也就是地面上每個點自轉時的位移速度）並不相同。緯度越高，所在地的緯線就越短，由於地球各處都是一天自轉一圈，緯度越高，所在地的運動速度就越小。

在北半球，當一個物體向北運動時，就從一個自轉更快的地點（低緯度）移動到了自轉更慢（高緯度）的地點。由於慣性，該物體保持原有速度不變，相對於地面會有向東的運動（地球自轉方向是自西向東），實際運動的方向就會向右偏轉。當一個物體向南運動時，情況類似，最後的結果也是相對於原先的運動方向向右偏轉。

如果一個物體向著正東或正西方向運動，則會因為離心/向心運動而偏轉。物體向東運動時，繞地軸轉動比所在地的自轉更快，於是表現為遠離地軸的離心運動；向西運動時，則表現為向心運動。離心和向心運動都是物體慣性的體現——物體只是沿原有運動方向繼續運動。

在北半球，離心運動從地面看來，表現為向上、向南運動；向心運動則表現為向下、向北運動。因此，在北半球沿緯線向東的運動會向南偏轉，而向西的運動會向北偏轉，都表現為向右偏轉。（更嚴格的推導與定量運算要用到角動量的相關知識，在這裡就不再展開了。）

這些偏轉的現象在日常生活中不明顯，幾乎不能察覺。但是，對於颱風這樣尺度可以達到上百千米的天氣現象，運動偏轉就十分明顯了。與其他物體一樣，空氣也有慣性，在沒有外力作用時，保持速度的大小和方向不變。在出現颱風時，颱風中心是一個低氣壓區，周圍高氣壓區的空氣會湧向颱風中心。在北半球， 運動的空氣會出現向右的偏轉，最後就形成了逆時針旋轉的氣旋。

由於地球的自轉，直線運動的物體反而出現了運動方向偏轉。為了更好的描述這一現象， 運動的偏轉被表示為一種假想力的作用——地轉偏向力。在其他旋轉的系統里，也存在類似的運動偏轉現象。法國物理學家古斯塔夫·科里奧利在研究水車的轉動時，最先提出了這一類旋轉系統中的假想力的數學表達式，所以這一類假想力現在也被稱為科里奧利力。值得一提的是，科里奧利力並不是真正的作用力，物體恰恰是因為保持了原有的運動方向才出現了偏轉。

作者：雲銷雨霽

編輯：張帥琰

製圖：坨坨

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