作者:水瓶江
在《大航海时代》这个合集中,“地转偏向力”经常被作者述及。这个概念在高中地理课上学过,说是它使北半球运动的物体(沿运动方向)往右偏,南半球运动的物体往左偏。当时我没能把它弄懂,好像很多人对它也不够了解。不过通过后来的认知,我发现它很有意思。
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地图上最直观的表现与洋流的记忆
我大学毕业后跨专业考地理学的研究生,复习时又遇到这个概念,初步感到它很神奇。复习参考书中说,因为地转偏向力,北半球大河的入海口明显向右侵蚀。在此举4个例子(图1):长江、钱塘江、珠江、圣劳伦斯河。其它河口请读者查地图自行验证,不过请注意,南半球方向相反往左偏,赤道无地转偏向力,附近河流无明显偏向(提示4个典型例子,南美洲拉普拉塔河、西伯利亚注入北冰洋的鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河。另外,考研复习时我才知道地转偏向力随纬度增高而增大,赤道无地转偏向力)。
图1长江和钱塘江(a)、珠江(b)、圣劳伦斯河(c)河口,明显向右侵蚀。
考研复习也涉及到洋流分布,这个在中学也学过。我中学时能大体记清全球的大山大河、气候分布,但洋流分布一直没能记清。只知道暖流增温增湿,造就了高纬度的西欧温暖湿润的气候(52°N伦敦和53°N漠河纬度相近但气候迥异);寒流减温减湿,使经过的海岸带呈沙漠景观(如纳米比亚的“骷髅海岸”、世界干极阿塔卡玛沙漠)。但借助“地转偏向力”的概念,全球洋流瞬间变得好记:记住少数几条东西水平走向的洋流,以及几条有名的陆地沿岸洋流,余下的按照“北半球向右偏”、“南半球向左偏”和“碰到陆地就拐弯”三条规律,就能八九不离十地记下来。
图2人教版高中地理教材上的全球洋流分布图,北半球基本往右偏,南半球基本往左偏。
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风带的形成及其在航海中的关键作用
大气比海水更容易受到地转偏向力的影响。地理课本上说因不同纬度受热不均产生了气压带。这样就有了气压差,再加上地转偏向力的作用,就形成了风带(图3)。
图3信风带和西风带的形成(来自人教版《高中地理·必修1》)
在一些重大历史事件中,信风带和西风带扮演过关键角色。
闽粤商船下南洋
冬季,广东福建沿海的商船,在东北信风的吹拂下扬帆起航,刚好顺风抵达马六甲。等到来年(北半球的)夏季,太阳直射点北移,对应气压带和风带同时北移。有趣的是,原本在南半球的东南信风,这时进入北半球,地转偏向力随之反转,使东南信风变成西南信风,刚好能把船队吹回广东福建。等待的这半年,商人们大可从容地卖掉带来的国货,顺便休息休整,同时收集东南亚的土特产船载回国再赚一笔。(参看“大航海时代合集”第95篇《大航海时代—马来半岛,季风,爪哇国》)
图4信风在“下南洋”中扮演的角色。返程一般赶台风频发前的5、6月,这时太阳直射点已经很靠北了
哥伦布携风带的助力“发现”美洲
哥伦布从加纳利群岛出发先向南航行,刚好乘上东北信风,顺风抵达西印度群岛,“发现”美洲。返程时,富有好奇心的哥伦布不大可能原路返回(更因为他知道原路返回只能逆风),于是他先带领船队先向北航行(金主西班牙王室在北面,要回去取得报酬),航行一段后又恰好进入西风带。船帆在西风的助力下,快速顺利地返回西班牙。(参看“大航海时代合集”第34篇《东北信风,西风,百慕大》)
图5信风和西风为哥伦布“发现”美洲做出的关键贡献
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西风漂流以及南极远比北极冷的原因
地理教材上有一张图解说了西风带的高空受地转偏向力的影响,成为纯粹的西风(图6)。海面的摩擦力远比陆面的要小。而35°~65°S之间的陆地很少(因此这片区域被称为“南大洋”),基于同样的道理,该区域的“西北风”几乎都转成了“西风”。没有陆面摩擦减速的西风,异常猛烈,这使南美洲和南极之间的德雷克海峡成为世界上风暴最大的海峡;南非的好望角刚被发现时,被命名为“风暴角”。而在南大洋航行过的船员们曾感叹“四十度以下没有法律,五十度以下没有上帝”。
图6西风的形成——从近地面到高空(来自人教版《高中地理·必修1》)
图7轮船视窗里的南大洋,真是汹涌澎湃(图片来自百度)
与此同时,海水受西风吹拂,成为了环南极封闭的“西风漂流”。西风漂流阻断了南极和中纬度地区的热量交换,而北极有北大西洋暖流输送热量,这是南极远比北极寒冷的原因之一(其它原因请读者想一想,留言区期待你的留言)。
图8西风漂流对南极的封闭和北大西洋暖流对北极的“供暖”
虽然地转偏向力可造成明显的气候环境效应,但它的绝对量很小,在日常生活中可以忽略不计。在地图上能看到的地转偏向力,是通过时间(明显向右侵蚀的河口)和空间(跨度上千公里的风带和洋流)上的积累才能显现的。
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