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大气动力学之我见。
[楼主] 作者:耿宪温  发表时间:2005/06/11 23:53
点击:274次

在网上查了很久了,关于为什么大气会产生大气气旋以及为什么在南北半球会有差别,经典的解释是科里奥里力是其原因。 但是,科里奥里力的原理到底是怎么回事?我至今一直没搞懂,在网上查了,这方面的资料不是很多,但总归是有,而且似乎给出解释的还很在理,可我就是搞不懂,或许给出解释的人真的搞懂了?例如,同济大学物理系给出的解释我就搞不懂,网址是: http://cai.tongji.edu.cn/pcai/PUBLIC/index/contents.html http://cai.tongji.edu.cn/pcai/p01/ch01/part04/BACF/default.htm http://cai.tongji.edu.cn/pcai/p01/ch01/part04/BACF/default.htm http://cai.tongji.edu.cn/pcai/p01/ch01/part04/BACF/default.htm 等等。 我在电磁学研究方面有很大的兴趣也有些心得,掌握了不少资料,因此试图给出大气气旋成因的定性的(请不要在这里说我的论证没有数学:))电磁学动力解释,如下: 1、大气是带负电荷的。 地球大气中存在静电场,方向自上而下;天文学的资料表明地球外层存在正电荷圈层(2500公里高空存在氦离子层,再往上是氢离子层。。。。。。),在一些网页上可看到地球表面约带50万库仑负电荷的估算结果,此外,赵凯华教授主编的《电磁学》习题中还有一个计算大气中负电荷体密度的习题。——这些算是这里的论证依据。 2、在北半球存在向下的磁场分量,在南半球存在向上的磁场分量。 带负电荷的地球的自转形成近地磁场,而高空正电荷圈层很可能也在随着地球的自转一起自转着,太阳风若非等离子体而是正电荷居多,还可以理解为什么会在赤道附近形成环球西风带,这是我对地球电磁结构的基本理解。 由于我一时找不到什么有力的根据,上面的“图像”就算是我的一个猜想和假设吧。 3、根据上面两条“根据”,我们不难理解地球气旋的成因。 分析时使用洛伦兹力。得到的结果如下(与我们已知的大气现象一致): 在北半球————大气向低气压区会聚运动时会产生逆时针气旋(俯视);大气由高气压区向外扩张做发散运动时会产生顺时针气旋(俯视)。 在南半球————与北半球正好相反。 这个想法在大概一个月前曾在电话里说给杨新铁老师,他一是嫌我没有数学表达并建议我那样做,二是说科里奥里力的解释跟我的解释是一回事,没有本质差别(或许是他还没来得及仔细分析我的表达);此前,这个想法曾说给我单位的朋友X.H.K.。 期望大家讨论并得到大家的认可。更期望搞懂科里奥里力的老师不吝赐教! 耿宪温(老鹤) 20050611子夜 版权所有,转贴时请注明出处为盼!
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 [2楼]  作者:yanghx  发表时间: 2005/06/13 13:11 

由“运动光学”想到:运动电学和运动磁学?
科里奥力很简单呀,是个“惯性力”, 比如一个旋转的圆盘,你站在盘的边缘, 线速度就比较大,如果你向圆心运动, 由于圆心附近的线速度较小,你就会对圆盘有个加速力, 这个加速力就是“科力”, 反之,你原来是在圆心,向边缘走, 圆盘就要向你施以加速“科力”, 所以从两极向赤道的空气流动总是被地球加速(科力), 于是总是伴随刮东风, 反之,空气从赤道向两极运动,就总伴随有西风, 你说的也有道理,带电空气离子上下运动,“切割磁力线”, 会有东、西向的运动,但不知强度如何? 可能强度不大,被忽视了? 另外,如果带电空气沿经线(磁力线方向)运动时, 可能会受到向地轴或离地轴的力, 这如同以前争论过的“磁聚焦”原理, 其实估计沿磁力线方向运动的电荷是会受到强向心力或离心力的, 这可能与以太旋涡有关, 我最近在想,我们近来常说“运动光学”的各种实验, 那么是否还应该有“运动电学”和“运动磁学”呢? 运动的电场和磁场会有怎样的不同呢? 这里的“运动”是相对谁的呢?相对地球?相对感应元件? 如果一个磁场作用于一个霍尔元件或磁电阻, 它们之间的位置固定不变,但整个装置高速运动, 是否会有什么效应产生呢?这很类似“运动光学”的思路, 而电磁学的元件、电路要简单、便宜的多,或许也算是个思路? 记得以前也有不少网友考虑过运动电场的问题, 我看了一下书, 似乎现在认为电场在某方向上的强弱变化与一个“多普勒因子”有关, 可是静电场的频率是多少呢?很高?所以无法测到?
[楼主]  [3楼]  作者:耿宪温  发表时间: 2005/06/13 21:43 

科里奥力很简单呀,是个“惯性力”, 比如一个旋转的圆盘,你站在盘的边缘, 线速度就比较大,如果你向圆心运动, 由于圆心附近的线速度较小,你就会对圆盘有个加速力, 这个加速力就是“科力”, 反之,你原来是在圆心,向边缘走, 圆盘就要向你施以加速“科力”, ---------------------- 》你的这个解释倒的确很好理解,但能解释大气的旋涡运动吗? 所以从两极向赤道的空气流动总是被地球加速(科力), 于是总是伴随刮东风, 反之,空气从赤道向两极运动,就总伴随有西风, --------------------- 》不错,按你给出的思路的确如此,我理解。 你说的也有道理,带电空气离子上下运动,“切割磁力线”, 会有东、西向的运动,但不知强度如何? 可能强度不大,被忽视了? -------------------- 》这个我也不知道,这只是试图解释赤道附近西风带的成因,而并非解释南北半球气旋的成因及气旋方向的差别。 另外,如果带电空气沿经线(磁力线方向)运动时, 可能会受到向地轴或离地轴的力, 这如同以前争论过的“磁聚焦”原理, 其实估计沿磁力线方向运动的电荷是会受到强向心力或离心力的, 这可能与以太旋涡有关, ------------------------ 》对以太思路我没有研究,还理解不了。 我最近在想,我们近来常说“运动光学”的各种实验, 那么是否还应该有“运动电学”和“运动磁学”呢? 运动的电场和磁场会有怎样的不同呢? 这里的“运动”是相对谁的呢?相对地球?相对感应元件? 如果一个磁场作用于一个霍尔元件或磁电阻, 它们之间的位置固定不变,但整个装置高速运动, 是否会有什么效应产生呢?这很类似“运动光学”的思路, 而电磁学的元件、电路要简单、便宜的多,或许也算是个思路? --------------------- 》我对你的这个思路兴趣不大,你也是个爱好钻研的人,但你似乎对以太情有独忠,对电磁学好像没有太大的兴趣,或者不能把以太和电磁学结合起来? 记得以前也有不少网友考虑过运动电场的问题, 我看了一下书, 似乎现在认为电场在某方向上的强弱变化与一个“多普勒因子”有关, 可是静电场的频率是多少呢?很高?所以无法测到? ------------------------ 》这个问题提得或许没有什么意义,或者现在还远不是提出这个问题的时候。 谢老兄的解答!但你并没有用科力来解释气旋的成因,所以我还是困惑。此外,我对气旋成因的解释你这里没有涉及。
[楼主]  [4楼]  作者:耿宪温  发表时间: 2005/06/15 19:15 

再请教杨兄。
1、你所说的科力我明白了,但复旦物理系的科力讲解我还是不懂。 2、根据你所说的科力,可以解释大尺度的大气旋涡;但是,小尺度的气旋怎么解释呢?————小时候在农村经常可以看见这种小气旋,直径最小的只有烟灰缸那么大,遗憾的是没有仔细观察并统计其旋转方向,这个资料不知哪里可以搞到? 如果小气旋的转向也很有规律性的话,我的解释就有有力 的根据了。

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