第二部分「為何感覺不到地球自轉？非慣性座標系裡的慣性力」
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未讀第一部分的朋友可以先看：facebook.com/davidyu.phycat/posts/239431704213490
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感覺不到地球自轉的原因就像感覺不到地球表面彎曲的一樣，人類對比地球實在太渺小。正如必須望向遠方海平線才能看見船帆先於船身出現，我們亦必須跨過遙遠的距離才能感受到地球自轉所造成的影響。
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大家有玩過公園裡的遊樂設施「氹氹轉」嗎？它是一個會旋轉的大圓盤，盤上有支架。如果我們捉住支架在地上圍著氹氹轉走，然後跳上去，我們會感覺到一股力將我們推出去。這時放手的話就會被拋出去了，這就是所謂的「離心力」（centrifugal force）。如果各位在香港坐過會上高速公路的小巴，亦可以感受這種刺激的感覺。
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但如果我告訴你，離心力其實並不存在呢？事實上，離心力屬於慣性力（inertial force），又稱為假想力（fictitious force），是在非慣性參考系觀察物理現象的產物。參考系是數學語言，指用來描述物體位置、速度等物理參數的坐標系統。慣性參考系就是互相靜止不動或者以等速移動的坐標系。
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簡單來說，雖然牛頓力學在日常情況下適用於任何參考系，但在非慣性參考系裡使用牛頓力學就會出現慣性力。最常見的例子就是圓周運動。站在氹氹轉上的人在進行圓周運動，運動方向有所改變（注意物理學中的速度概念包含速率和方向），因而是個非慣性參考系。而站在地上看著氹氹轉的人則身處一個慣性參考系之中（事實上只是近似慣性參考系，因為地球也在動）。
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因為氹氹轉在旋轉，慣性定律卻說物體在不受外力的情況下只會沿直線前進，在氹氹轉上就必須施力才能跟隨氹氹轉旋轉，一旦放手就會被「拋出去」。然而，氹氹轉旁邊的觀測者只會看見一個因捉不住支架而直線飛出去的人。順帶一提，捉住支架的力當然是真實的力，叫做向心力（centripetal force）。
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現在可以回到地球自轉的問題。會自轉的地球是個非慣性參考系。就像在氹氹轉上一樣，地球上也會感受到離心力。事實上，這個離心力會抵消掉部分重力，使我們在不同緯度感受到不同的體重！用比較精確的物理詞彙，就是重力的一部分提供了給跟隨時球自轉所需的向心力。
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由於赤道與地球自轉軸的垂直距離最遠，自轉速率最快，需要較多部分的重力提供向心力。南北兩極與地球自轉軸的距離則為零，重力無需提供給向心力。因此，站在赤道時的離心力會令體重比站在南北極時減少大約0.35%。
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另一個我想簡單介紹的慣性力叫做科里奧利力（Coriolis force，簡稱科氏力），或者叫做科氏效應（Coriolis effect），描述在地球表面上移動時感受到的慣性力。由於地球並非一個圓盤而是個球體，因此科氏力的方向並不在本地水平面（local horizon）之上，與之有個夾角。把這個力拆開，可以得到兩個方向的分力，分別為與水平面平行的分力（遺憾地，這個分力亦稱為科氏力），和與水平面垂直的、稱為Eötvös效應的分力。
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平行本地水平面的科氏分力會使任何在北半球水平移動的物體向移動方向的右方偏轉（俯視時為順時針方向），同時使任何在南半球水平移動的物體向移動方向的左方偏轉（俯視時為逆時針方向）。這就是颱風形成的原因，因而源自南半球和北半球的颱風會有相反的旋轉方向。Eötvös效應會在除離心力之外進一步改變我們感受到的重力。向東走時，Eötvös效應會進一步加強離心力，抵消更多的重力。反之，向西走時反而會加強了向下的力，就好像加強了重力般。
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[有趣的是，源自北半球的颱風是逆時針方向旋轉的，剛好與科氏效應相反！這是因為颱風的形成過程是三維的，我正在寫一篇文章詳述。]
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日常生活感受不到上述離心力、科氏力和Eötvös效應的原因很簡單，就是因為人類相對地球的尺寸來說，太過渺小。只有在作長距離移動時，我們才能察覺到這些慣性力。例如，炮彈彈道計算必須考慮地球自轉、飛機飛行感受到科氏力、大規模空氣流動形成颱風等。順帶一提，有都市傳說指科氏效應會導致南北半球馬桶沖水方向相反，這是不正確的。對比地球尺寸，馬桶實在太渺小了，作用在沖廁水上的科氏力比沖廁時水流的隨機擾動細微得多，沖水方向並不會受科氏效應影響。
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歷史上首位直接測量到科氏效應的人是德國化學家懷斯（Ferdinand Reich）。物件自由落下時，由於移動方向為地心，計算指出科氏力會指向東面。在1831年，懷斯從160米高的地方掉下物件，發現物件落下的地點果然向東偏差了2.8厘米。
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那有沒有辦法在不作長距離移動的情況下，證明地球會自轉？答案是肯定的。1851年，法國物理學家傅科（Jean Bernard Léon Foucault）用一個簡單實驗證明了地球確實會自轉。他用一條67米長（好吧，這也很長就是了⋯⋯）的線吊著一個28公斤重的鉛球，形成一個很長很重的擺，掛在巴黎先賢寺的天花版上。因慣性定律同樣適用於鐘擺，擺動平面在慣性參考系裡不會改變。擺動平面不變與物理學中的角動量守恆原理有關。但因地球自轉，地球上的人就會觀察到擺動平面隨著時間改變。
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[這個實驗設備稱為傅科擺（Foucault pendulum），是世上每個科學博物館的必備展品。很多人會在早上很早就到博物館去，就是為了看工作人員開始擺動傅科擺的一刻。]
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現在我們理解到，古希臘時代的差不多兩千年後，懷斯與傅科的實驗終於直接證明了地球會動。我們會在下一節討論太空是否真的是「無重力」。
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颱風逆時針原因 在 Re: [討論] 南半球和北半球的颱風若相遇- 看板TY_Research 的推薦與評價
※ 引述《liveforhappy (水戶洋平)》之銘言：
: 雖然這問題很像小學生
: 不過真的令我感到很好奇
: 因此想來請教一下
: 就過去停留在高中地科的淺薄知識
: 颱風在北半球是逆時針旋轉
: 而在南半球則是順時針旋轉
: 兩個北半球的颱風接近至一定距離時
: 可能發生藤原效應
: 那若是北半球和南半球颱風
: 在赤道附近相遇
: 會有什麼結果? 互相抵消? 避開彼此?
: 過去有類似例子嗎?
: 如果沒有，以可能的模式預測會是如何?
: 先謝謝大家
其實熱帶氣旋的生成，至少要在南北緯5度以上的地方
才有足夠的科氏力提供旋轉的偏轉方向
十分接近赤道的地區，反而沒有足夠的科氏力偏轉
難以形成與發展熱帶氣旋，最多就是玩午後雷陣雨阿
畫眉颱風與阿耆尼旋風是很罕見的特例，不能當常態阿
南緯5度到北緯5度之間，距離有1,100公里之遠
超出了藤原效應的影響範圍了阿
藤原效應要在1,000公里以內才會出現
就算是兩個熱帶氣旋都是特例
分別在南緯4度和北緯4度生成
剛好相距1,000公里以內
可以產生藤原性應，會怎麼樣呢?
這個時候，北半球的熱帶氣旋
會給予南半球的熱帶氣旋由西向東的力量
於此同時，南半球的熱帶氣旋
會給予北半球的熱帶氣旋由西向東的力量
主要原因在於，北半球的低氣壓是逆時針旋轉
而南半球的低氣壓是順時針旋轉所致
不過呢，這兩邊的熱帶氣旋
都剛剛好處於靠近赤道的東風帶
這道賦予熱帶氣旋給予由東向西的力量
這兩股力量，相互抵制
偏偏赤道東風帶的力量比較大
因此剛好減緩了兩側熱帶氣旋往西走的分量
於此同時，由於熱帶氣旋的外圍是下沉氣流
因此在這兩個熱帶氣旋的中間
剛好是下沉氣流的交集，形成一個高氣壓
這個高氣壓，剛好就把這兩個熱帶氣旋
順勢推得越來越遠，離得越來越開
結果就是北半球的熱帶氣旋往北走
南半球的熱帶氣旋會往南走，分道揚鑣囉
其實說實在話，沒有副熱帶高氣壓在中緯度壓的話
由於熱帶氣旋本身的暖心結構，以及高空往高緯度氣流導引
熱帶氣旋生成之後，就會直接往高緯度的方向走去
那為什麼大部分的熱帶氣旋於生成之後，往往是穩定往西走呢
這是因為於較高緯度的副熱帶高氣壓，壓抑了熱帶氣旋
前往高緯度方向的路徑，熱帶氣旋只能沿著副熱帶高氣壓的邊緣
往西邊走，尋找副熱帶高氣壓的闕漏之處，順勢鑽向高緯度
就以西北太平洋、東亞地區做為例子，於北半球的夏季
由於太平洋高緯度地區海溫較低，成為太平洋副熱帶高氣壓主力
於菲律賓東方炙熱海面生成的熱帶氣旋，受到北方副熱帶高氣壓
只能緩緩往西邊、西北西的方向走去，尋找副熱帶高氣壓的漏洞
漏洞在哪裡呢? 往往是在中國大陸東南海岸線，為什麼會這樣呢?
因為夏季溫度上升，大陸升溫較快，成為了明顯的低壓帶
這讓以太平洋高氣壓為主力的副熱帶高氣壓，無法伸到中國大陸
結果就是熱帶氣旋就會走向穿越台灣，進入中國大陸東南沿海
於中國大陸本土往北走這樣的途徑
而不會一直往西走，跑去侵襲越南、寮國、柬埔寨、泰國
這樣的路徑就是如此被巧妙操控
當然啦，上述情形是夏季的天候狀況
至於秋季的西北太平洋熱帶氣旋會怎麼走
那又是另一個故事了，就容我改天再跟各位聊囉
稍微野人獻曝一下，希望這樣子有回答到您的問題喔
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太陽是我們的繼母，我們的親生母親，在超新星爆炸時就死了，
她帶來了組成我們身體的各種元素。可是為什麼詩人和詞曲作家，
他們為什麼不為我們的親生母親寫詩呢？
或許是因為他們不了解物理學及天文的演化定律。
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