精彩的解释

hbv30year

最近些年打工把人打傻了, 很多天气预报的东西都看不懂了. 突然发现一文章很好的解释了我的部分疑惑.
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气旋是中心气压比四周低的水平旋涡。在北半球，气旋区域内空气作逆时针方向流动，在南半球则相反；反气旋是中心气压高四周气压低的水平旋涡。在北半球，反气旋区域内的空气作顺时针方向流动，在南半球则相反。气旋和反气旋一般也称低压和高压。


在低层大气里，特别是在近地面附近，风向与等压线斜交，所以气旋在北半球是一个按逆时针方向旋转向中心汇集的气流系统；在南半球是按顺时针方向旋转向中心汇集的气流系统。由于气流从四面八方在气旋中心相汇，必然产生上升运动，气流升至高空又向四周流出，这样才能保证低层大气不断地从四周向中心流入，气旋才能存在和发展。所以气旋的存在和发展必须有一个由水平运动和垂直运动所组成的环流系统。因为在气旋中心是垂直上升气流，如果大气中水汽含量较大，就容易产生云雨天气。所以每当低气压（或气旋）移到本区时，云量就会增多，甚至出现阴天降雨的天气。

在低压层大气里，特别是在近地面附近，因为反气旋的气流是由中心旋转向外流动。所以，在反气旋中心必然有下沉气流，以补充向四周外流的空气。否则，反气旋就不能存在和发展。所以反气旋的存在和发展必须具备一个垂直运动与水平运动紧密结合的完整的环流系统。由于在反气旋中心是下沉气流，不利于云雨的形成。所以，在反气旋控制下的天气一般是晴朗无云。若是在夏季，则天气炎热而干燥。如果反气旋长期稳定少动，则常出现旱灾。 国长江流域的伏旱，就是在副热带反气旋长期控制下造成的。冬季，反气旋来自高纬大陆，往往带来干冷的气流，严重者可成为寒流。

hbv30year

问题来了, 为什么在北半球，气旋区域内空气作逆时针方向流动呢? 我想很久都没想透, 只知道和自转有关. 再网上的另外一文章解释了这个现象, 非常精彩.
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在解释清楚这个问题之前，先假定我们只考虑地球的引力即重力，再加上地球自转对河流的影响。其它的因素，如其它星球对河流的影响，地球的公转，是相对微不足道，可以忽略的。

我们先在地球的表面找一块理想的平地。那么怎样算是理想的“平地”呢？有一个词，叫“水平”，就是说，像平静的水面一样平。在这样的平地上放一个圆球，圆球在水平方向上与地面没有摩擦力，这个球相对于地面应该是静止不动的。但是这个球会随着地球的自转而绕地轴作圆周运动。这个圆球受两个力。一个是地球的作用于它的引力，引力的方向指向地心；另一个是地面作用于它的弹力，方向垂直于水平面向上。这两个力的合力就是维持这个圆球绕地轴作圆周运动的向心力。这一段是顺带说的，对解释河水冲刷右岸并无贡献。

如果地面有一条向北方向的沟，而且这条沟向北的方向有一个向下的坡度，那么这个球就会沿着这个沟向北滚动。在北半球，就是由赤道向北极方向运动，由于这个圆球随地球自转而绕地轴作圆周运动，那么，随着球在沟里的运动，这个绕地轴而作的圆周运动的半径也会越来越小。我们知道，地球的自转是由西到东的，这个圆球也是从西到东随着地球绕地轴作同样的圆周运动。转动半径减小而转速不变，那么必然有一个力使得这个圆球的线速度减小，这个力就是由东向西作用在圆球上的力，由沟沿作用在球上。作用力等于反作用力，球同样有力由西向东作用于沟的边沿，也就是顺着球在沟里运动方向的沟的右沿。我们用角动量守恒的原理也一样能解释，球有角动量守恒的趋势，转动半径减小则角速度就有增大的趋势，球就有会随地球自转而加快运动的趋势。同样地，用能量守恒原理也能解释得通。

换球为水，就是一条河。球有力作用于右沿，水就会冲刷右岸。

反个方向，河水由北向南流动，水随地球自转，转动半径越来越大，就要由河西岸推着河水赶上地球的自转。水于是冲刷西岸，仍然是流向的右岸。

如果河流不是正南正北方向，而是斜向的，比如从东南方向流向西北方向，那么也很好分析，我们只考虑这条河南北方向的分量就好了。南北方向的水流的分量同样地冲刷右岸甚于左岸。

如果我们的河流是严格的东西方向的，那怎么办？告诉你，严格的东西方向的河流实际上是不存在的。看看地图上哪条河是东西向笔直的？哪怕一小段东西向笔直的河段都不可能存在。严格的东西向的河流，只存在于数学的抽象之中。

南半球的情形正好相反，河流冲刷左岸甚于右岸。这就是Coriolis Effect。在大气中，就是南北半球不同的气旋方向。

ainbaby

厉害