100分 地转偏向力以及气压带的疑问

Question

1.地转偏向力：
沿经线运动的物体由于地面线速度的变化而产生惯性偏移（南左北右）;而沿纬线（非赤道）上运动的物体，地面线速度不变，又为何会也会发生偏移呢？
2.气压带形成：
为什么会在纬度为30°，60°的位置产生气压带？而不是其他地方？比如15°，45°……
近日看书发现的疑问，遍寻无果，请高人不吝赐教，小弟感激不禁~~~
北半球
沿纬线（非赤道）自西向东运动过程中，若是因重力分量作用，向右偏转（偏向赤道方向）。
那么自东向西运动过程，也应受到重力分量作用，应该向左偏转（偏向赤道方向）才对啊，为什么会向右？
如图中，B点是到b1，还是b2？

Answer 1

1.地转偏向力：
以北半球为例，物体沿纬线向东西方向飞，这时候由于重力的方向指向地心，而纬圈转的方向指向的圆心并不是地心，你可以好好想想，所以由于这个角度，向心力不能完全抵消你围着纬线的圆心转的那个离心力，所以一综合，也会往右偏。 简单说就是在纬线上是由于重力方向和离心力方向的差异引起地转偏向力;而在经线上是由于线速度的变化。非经纬线方向则是由二者共同作用。

2.气压带形成：
气压带形成与地转偏向力有关，气流由于气压差异运动，以30度气压带的形成为例，赤道 地区气流上升在高空中形成高压，气流向高纬流动，在流动过程 中总是不断偏转，大至在30度附近变成东西流向的气流而在此积聚，下沉。气流在15度还未完全变为东西向的气流，无法积聚形成下沉气流，而受地转偏 向力影响又无法到达45度，所以只能在30度附近形成，60度气压带也大致相同 。

首先将运动分为纬线（速度记为vx，正方向与地球自转方向相同）和经线（速度记为vy，正方向自南向北），并设地球半径为R，地球角速度为ω，物体质量为m，纬度为θ（北纬正值，南纬负值），一切计算忽略公转。
1.纬线方向
若物体静止，则其相对于太阳速度为v0=ω*R*cos θ……①
受向心力fn0=v0^2/(R*cos θ)*m……②
又此时相对地球静止，因此所受合力即为向心力fn0，该力 与大地平行方向上的分力 即为 向心力在与大地平行方向上的分力，也即fn0*sin θ
当物体沿纬线方向以速度vx运动时，相对于太阳速度为v=vx+v0
受向心力fn'=(vx+v0)^2/(R*cos θ)*m……③
此时所受地球的引力、支持力等合力在与大地平行方向上不变，仍为fn0*sin θ。但向心力已变为fn'*sin θ。
若以地球为非惯性参考系，则该物体受到惯性力：fn=fn'*sin θ-fn0*sin θ……④
由①②③④得：fn=(2vx*v0+vx^2)/(R*cos θ)*m
又因为vx<<v0，所以fn≈2*vx*v0/(R*cos θ)*m*sin θ=2*vx*ω*m*sin θ
方向与fn'方向相反，即北半球向右，南半球向左
2.经线方向
（仅供参考，不熟悉微积分的可跳过直接看定性的分析）
对纬度为θ的物体，其所在纬度线速度为v0=ω*R*cos θ
以θ为自变量，对v0求导得dv0=-ω*R*sin θ dθ……①
对于沿经线运动的物体，其经线方向的角速度ω=dθ/dt=vy/R……②
②带入①得dv0=-vy*ω*sin θ dt
整理即a=dv0/dt=-vy*ω*sin θ
又物体沿经线的速度v也是随地球自转转动的，加速度为v*ω*sin θ，证明同向心加速度，此处略
这是地球相对于物体的加速度，则物体相对于地球的加速度为a=vy*ω*sin θ+v*ω*sin θ=2*vy*ω*sin θ
这就是克里奥力产生的加速度，则克里奥力为f=m*a=2vy*ω*m*sin θ
方向与地球自转方向相同（所有变量为正值），进而推知北半球向右，南半球向左
定性分析：越靠近赤道，线速度越大，而如果物体在纬线方向的速度保持不变，并沿经线向赤道运动时，物体的线速度就会小于地球的线速度，表面上看就是受到了地转偏向力被拉慢了，同时沿经线运动速度本身也在随地球自转改变，加速度方向与前者相同。其他情况与此同理。
3.综上所述：物体以速度v运动时（v=√（vx^2+vy^2）），受到克里奥力f=m*√（4*vx^2+4*vy^2）*ω*sin θ=2mv*ω*sin θ，方向北半球向右，南半球向左，赤道上不受力。

Answer 2

楼主很会思考
我以通俗易懂的方式来讲吧

1. 这个我举个例子，你拿个伞 上面撒些水 然后模拟地球自转（自西向东转，那么伞代表北半球，自东向西转，那么代表南半球 注意了，伞的边缘没到达赤道的程度） 你会发现伞边缘的水会偏转 这就说明除赤道外沿纬线运动的物体也会偏转

2. 赤道低气压带地面温度高 盛行上升气流 高空为高气压 高空空气向南北移动，在移动的过程发生偏转
在南北纬30°附近逐渐变成平行于纬线的风向 在南北纬30°低空温度相对赤道地区较低，空气上升运动较弱，高空的空气就下沉 从而形成副热带高压带

同理南北纬60° 是由于极地高压在地面的风向在南北纬60°附近逐渐偏转为平行于纬线的风向，而此处温度高于极地 空气相对极地上升强烈点 形成极地低气压

Answer 3

楼主的第一个问题..

地转偏向力的偏转规律是南半球向左偏，北半球向右偏．楼主范了一个严重的错误，就是认为地转偏向力是受到重力分量作用，其实不是，地转偏向力是受到地球运动的惯性离心力作用的，所以偏转并不是单一的向地心偏转．

所以B点显然会到B1...这里有个个要注意的地方，就是左右的偏转方向的判定，比如你图中的A点向右偏，必须保证你面对着前进方向..所以B点的右偏在面对B点前进方向的基础上，得出应该偏向B1..

楼主的第二个问题，关于气压带的形成问题

三圈环流解释起来很麻烦，能讲一个小时..这部分百度上可以找到很多，最好还是请老师解释，因为文字太抽象了...

我简单的说一下 30度形成副热带高气压带是因为30度上空的空气大量聚集，被迫下沉，使得30度地区地面空气密度增加形成高压...
60度形成副极地低气压带是因为在60度左右，极地冷气团和低纬度过来的暖气团在这里相遇了..暖空气被迫抬升..使60度近地面的空气密度减小，形成低气压带..

至于为什么不出现在15度45度..这个关系到气流的多少强度等等问题．．目前是没有人能解释出来的，我们说的30度和60度只是我们了解的现状..

Answer 4

1.纬线上由于地球自转的存在导致偏移
原理和经线上时一样的
2.由于地转偏向力的存在，在高空也是一样的。空气在赤道上升向南向北高空移动。。原来是直线向北，由于这个力的存在，北半球向右。。这向北的空气就会慢慢向右偏。。直到30°左右的时候就开始向东流了。。进而导致了空气下沉形成高压带。。

Answer 5

当然是b1啦，反正你不用管那么多，记住一条，北半球偏右，南半球偏左，就是南左北右，北半球右手，南半球左手，你说“自东向西运动过程，也应受到重力分量作用，应该向左偏转（偏向赤道方向）才对啊，为什么会向右？”这个要看是在那个半球，如果在北半球就偏右，偏向极地方向；南半球就偏左，也不是偏向赤道，是偏向极地

至于你的第二个问题，为什么不在15、45度形成气压带，这好像是跟太阳的直射、黄度夹角有关，具体的我不是记得很清楚，你还是问问老师

地理这东西看图就很好理解，有啥不明，可以随时问我～～～

Answer 6

第一个问题，由于地球自西向东转，而地球是椭圆的，除赤道外，其他地方都会偏转。

第二个问题，在30，60附近，由于地砖偏向力的作用，风向平行于纬线，在30，60附近积压，形成高压。