第19卷第4期地壳形变与地震Vol.19,No.4 1999年11月CRUSTALDEFORMATIONANDEARTHQUAKENov.,1999Ξ・学术讨论・
610041)
认为科里奥利力有两种形式。当物体在平行于地球表面的水平曲面上,从高纬度
向低纬度(从低纬度向高纬度)运动时,会受到向西(向东)的偏转力。这是第一科里奥利力。当物体在地球内部或外部重力场中,沿垂向上升(下降)时,会受到向西(向东)的偏转力。这是第二科里奥利力。大气气流上升或下降,地幔热柱上升,是否会受到第二科里奥利力作用,值得研究。主题词 地球自转 第二科里奥利力
THESECONDCORIOLISFORCE
LongSisheng
(SeismologicalBureauofSichuanProvince,Chengdu610041)
Abstract
ItispointedthattherearetwoformesoftheCoriolisforce.Whenanobjectismovingonthesurfaceparalleltotheearthsurfacefromthehighlatitudetothelowlatitude(fromthelowlatitudetothehighlatitude),itisaffectedbythedeflectiveforcetowest(toeast).ItisthefirstCoriolisforce.Whenanobjectisverticallymovingup(down)intheterrestrialgravityfield,itisalsoaffectedbythedeflectiveforcetowest(toeast).ItisthesecondCori2olisforce.PerhapstheatmosphericflowsmovingupordownandthemantleplumesmovinguptheycouldbedeflectedbythesecondCoriolesforce.Thephenomenonisworthstudying
.
Keywords:earthrotation,thesecondCoriolisforce
科里奥利力实质上是一种惯性力。当运动物体距地球自转轴的距离发生变化时,运动物体要保持因随地球自转而获得的角动量守恒,就会相对地球发生纬向偏转,好像受到某种力的作用。这就是科里奥利力,简称科氏力。
第一科氏力的公式为[1]:
D1=-2V0ΞsinΥ(1)
式中,Ξ是地球自转角速度,Υ是地理纬度,V0是物体自有速度的南北向分量。当物体从高纬度Ξ收稿:1998-12-14,修回:1999-01-18
第4期 龙思胜:第二科里奥利力87向低纬度运动时,V0为正,D1为负,物体受到向西偏转力;反之,V0为负,D1为正,物体受到向
-2东偏转力。D1的量纲是[LT],表加速度。
当物体离开(接近)地球中心向上(向下)运动时,同样会由于自己距地球自转轴的距离增加(减少),而受到科氏力作用。这是第二种科氏力。
如图1所示,质点m在地面Q点之下深HP1Υ,V0垂直上升微小距离dH,到P2点。P1和r,V1和V2。各量V1′和角动量
L1是:
(2)V1′=V1
L1=mV1′r1=mΞr12(3)
在P2点处,质点m的线速度V2′由角动量守恒定律
确定:
2(4)L2=mV2′r2=L1=mΞr1
V2′=Ξr22(5)
图1 第二种科氏力
2则质点m相对P2点的纬向线速度差为:V2′-V2=Ξ-r2Ξr2
表示质点m相对西移。(6)式对时间求导,只有dH是变量,当dt→0时,dH→0,dH