Meme -- 教學與反省

北半球與南半球的水流漩渦有何不同？

今天代 317 班的地球科學時提到科氏力。

不知道你有沒有看過哆啦Ａ夢？有一回哆啦Ａ夢拿出一台謎語機器，這台機器會出題，祇要你答出答案就可以得到一枚金幣，時間到回答不出來就被雷電一次。

大雄拿到一個問題：『請在 30 秒之內繞地球一周』，他當場傻眼。然後，就被雷電了。他很不服氣：『要我在 30 秒內繞地球一周，怎麼可能？』

是的，如果你現在站在赤道上，要你 30 秒內繞地球一周的確是不可能；但是如果今天你站在南、北極的地球自轉軸軸心邊，那麼要 30 秒繞地球一周就不是問題了。因為你就在軸心軸邊，繞著軸心小小的轉它一圈也是繞地球一周。你沿著赤道線跑一次也是繞地球一周，但是在南北極軸心處繞一周與在赤道繞一周，那跑過的距離可是天差地遠。

地球自轉時，每一個部位的速度會不一樣。在南北極軸心附近，繞一圈短短三五步路的距離，地球可是花一天的時間來完成；沿著赤道繞地球一周距離很長，地球還是花一天的時間完成。顯然在赤道附近，地球自轉的速度會快很多。

所以，當你站在經度 0 度、緯度 0 度的赤道這一點上，往北極方向 (經度 0 度，緯度 90) 大力的丟出一顆球，你會發現，這顆球會掉在離經度 0 度那條線的右邊一點點。因為當球從你的手中離開的那一瞬間，這時候它身上受到幾種力的影響。

第一個是你丟出去的力氣，這提供球的初始速度，會使球往北方飛；第二個是地球給予球向右飛行的力。關於第二點，應該是很容易理解的，因為地球上所有的物體都會隨著地球的逆時針自轉而移動，地球向逆時針自轉 10 公里的同時，你也被地球帶著逆時針移動了 10 公里。不會說隨著地球的自轉，結果你站立的位置一直往後退。

而在赤道上，地球自轉的速度最快，越往北 (南) 走，自轉速度越慢，所以一顆從赤道向北方丟出的球，它逆時針方向飛的速度最快，它在往北飛時，它所遇到的物體逆時針移動的速度越來越慢 (因為地球自轉的速度越北越慢)，所以在它落到地面之前，它會比這些位於赤道以北的物體向逆時針方向多飛一點點距離。

不祇是球是如此，地球上的氣團、水流都會受到地球自轉的影響。地球上氣團由高氣壓流向低氣壓時，受到地球自轉的影響，在北半球會發現高氣壓氣團會逆時針旋向低氣壓地區，而南半球則產生順時針旋轉的氣流。這種因為地球自轉造成氣團、水流產生旋渦的力，我們就稱之為科氏力。

前言結束。

今天上課上到這個地方，我想到阿簡老師在蜜月旅行時就做過這個實驗。阿簡老師到赤道附近旅遊，他們拿一個水槽在赤道線以北約一公尺的地方裝滿水，再放空。結果發現水流產生逆時針的漩渦 (見底下由阿簡老師拍攝的影片)。

在赤道線以南約一公尺的地方，產生的漩渦是順時針的 (見底下的影片)

那你會不會很好奇，如果在赤道線上做這個實驗，結果會產生什麼樣的漩渦呢？答案是，沒有漩渦產生 (請見底下影片)！！ 有趣吧？！

感謝阿簡老師拍攝這段影片；感謝現在網路發達，讓我們有機會可以看到影片。看影片的樂趣可是比以前看單純看書本介紹有趣多了啊！！:) 所以我下課時跟學生說：『ㄟ，老師手上有科氏力的影片喔！！我今天就放到我的部落格上，你們可以來看看！！』

雖然祇是代課，可是，317 的同學們，我沒有食言喔！！:)

延伸閱讀：

1. 科氏力淺說
2. 水盆洩水時的水流方向
3. Wikipedia：科氏力

Technorati : Coriolis force, doraemon, ドラえもん, 北半球, 南半球, 右旋, 哆啦Ａ夢, 左旋, 柯氏力, 漩渦, 科氏力

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精彩！ [回覆]

眼見為實啊！謝謝你分享這麼好的東西 ^_^

lss

不是我的功勞啊！！:) [回覆]

lss 老師：

這影片不是我的功勞啊！！
是阿簡老師又是打黃熱病預防針又是吃奎寧才換來的！！:)
我祇是從他的網站上將影片轉載過來而已！！

不過，這真的是超有趣的啦！！
辦公室的每一個同事看到這影片都讚嘆！！:D

世界真奇妙！！

這超神奇的 [回覆]

一定要留言鼓勵一下，超神奇的耶，而且最神奇的是阿簡老師明明已經在度蜜月了，卻還保持豐富的科學精神在赤道作研究，這才令人佩服。

又上了一課 [回覆]

蠻有趣的實驗！大自然真奇妙！

跑來偷看 [回覆]

哈，我是阿簡啦
跑到貴寶地來逛啦

其實我很早就偷跑找到這邊來逛囉
大概是熱水器那篇文章開始的時候吧

關於這個漩渦的影片
也是有人持不相信的意見啦

因為這個影片是當地的guide示範
所以也不能排除有被動過手腳的可能
不過我倒是看不出來有那裡可以動手腳

我好像有學妹也在貴校的樣子

哇，太炫了！！XD [回覆]

To 阿簡老師：

哇，太炫了！！我的偶像親自跑來留言！！:D
而且更有趣的是，前一陣子有一位數學老師留言，
說他是看到瓦斯訓練那篇才留下來的，
想不到我的瓦斯訓練讓大家覺得感興趣！:D

在我放上這個影片之前，
就有看到討論說科氏力應該是在一個比較大的尺度才會有影響，
在小的尺度下，臉盆的造型影響比較大。

後來在 Hemidemi 上也看到有人提出來這個說法。
不過，我還是覺得這個影片好有趣，
所以還是放上來了！！
因為，我也不知道哪一個比較正確。

ps: 之前我將你的網頁分享給其他生物老師，
章儀就說過你是學長了！！
所以，你說的學妹應該是說她吧！！:)

感謝你的發表！ [回覆]

讓我可以好好解釋科氏力！
所以我已引用至我的部落，若有不妥請告知！馬上移除！
再次感謝！

歡迎使用！！:) [回覆]

To gccheng:

在本站右方功能區的最下方，
有標示『本站採創意公用授權條款授權。』

所以，您可以任意使用，
完全不需要再一次經過我的允許喔！！:)

寫的不好的地方也請您再告訴我，我再修改！！:)

感謝你 [回覆]

寫得非常好

希望以後可以向你看齊

老師你好！！ [回覆]

我是台大的學生

看到你的科氏力實驗影片 覺得相當有趣

不知是否可向你索取這三部小短片 我想要收藏！！

希望你能割愛囉 若可以煩請寄至我的信箱：d95541007@ntu.edu.tw
謝謝︿︿

水流漩渦方向未必和科氏力有關 [回覆]

請參考下列網站 http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=2777&forum=34&10 另外台大物理系陳義裕教授也寫過一篇相關的文章(物理雙月刊二十卷六期) 科氏力的教學，可以利用最原始的概念， 在赤道地區(轉動)速度最快，越往兩極越小， 所以由赤道往兩極運動， 即由速度快到速度慢運動，會落於直線(預定地)的前方，即是向右偏轉， 反之，由中緯度往赤道，則會落於後方，同樣也是往右偏轉。 不過這篇文章點出一個最重要的問題： 眼見為實或眼見為憑 這真的是「科學」嗎？ 許多學生或老師都抱持這個觀點來學習或接受許多「知識」， 就像這個例子， 大家也都知道柯氏力要在較「大尺度」的環境才有影響， 也就是說科氏力的影響至少要在數百公里的尺度以上，才較為明顯， 可是當大家看到這段影片又都忘記基本的原則。 就像「臭氧層破洞」對溫室效應的影響， 或對地球暖化的影響一樣， 許多人想到的是臭氧洞導致入射太陽光增加，進而增強暖化效應。 但是IPCC 2001的報告卻不是這麼一回事。

[回覆]

Tim:

這些影片是阿簡老師拍攝的，
他已經放在 Yourube 上供大家連結使用了。
如果有需要影片，可以直接從 Youtube 下載 .flv 檔案。

decobear:

謝謝你提醒『科氏力』應該是在大尺度範圍才有影響。
謝謝！！