自然的奇跡--水漩渦

1、.編輯：八（編輯：八（5 5）洪嘉煒）洪嘉煒 許家輝許家輝 嚴(yán)正洲嚴(yán)正洲刊號(hào)：刊號(hào)：HXZ89571HXZ89571出版社：自然出版社出版社：自然出版社. 內(nèi)容一 千奇百怪的漩渦 內(nèi)容二 漩渦的形成 內(nèi)容三 類似漩渦狀的結(jié)構(gòu) 內(nèi)容四 奇特現(xiàn)象俄勒岡漩渦 內(nèi)容五 漩渦狀結(jié)構(gòu)帶來的災(zāi)害.海洋漩渦海洋漩渦. 由于地轉(zhuǎn)偏向力，物體在地球由于地轉(zhuǎn)偏向力，物體在地球表面垂直于地球緯線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于表面垂直于地球緯線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于地球自轉(zhuǎn)線速度隨緯度變化而變化，地球自轉(zhuǎn)線速度隨緯度變化而變化，由于慣性，物體會(huì)相對(duì)地面有保持由于慣性，物體會(huì)相對(duì)地面有保持原來速度的運(yùn)動(dòng)方向的趨勢(shì)，這就原來速度的運(yùn)動(dòng)方向的趨勢(shì)，這就

2、叫地轉(zhuǎn)偏向力。在北半球，物體從叫地轉(zhuǎn)偏向力。在北半球，物體從南向北運(yùn)動(dòng)，地球自轉(zhuǎn)線速度變小南向北運(yùn)動(dòng)，地球自轉(zhuǎn)線速度變小( (赤道處線速度最大赤道處線速度最大) )，物體由于慣，物體由于慣性保持線速度不變，于是就向東偏性保持線速度不變，于是就向東偏向，相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向來說就是向右。向，相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向來說就是向右。從北向南運(yùn)動(dòng)時(shí)，地球自轉(zhuǎn)線速度從北向南運(yùn)動(dòng)時(shí)，地球自轉(zhuǎn)線速度變大，于是就向西偏向，相對(duì)運(yùn)動(dòng)變大，于是就向西偏向，相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向也是向右。所以在北半球物體方向也是向右。所以在北半球物體運(yùn)動(dòng)時(shí)統(tǒng)一受到向右的地轉(zhuǎn)偏向力。運(yùn)動(dòng)時(shí)統(tǒng)一受到向右的地轉(zhuǎn)偏向力。同理，物體在南半球運(yùn)動(dòng)時(shí)統(tǒng)一受同理，物體在南半球

3、運(yùn)動(dòng)時(shí)統(tǒng)一受到向左的地轉(zhuǎn)偏向力。到向左的地轉(zhuǎn)偏向力。 海洋漩渦海洋漩渦. 參考我們的銀河系，是一個(gè)包含恒星、氣體的星際物參考我們的銀河系，是一個(gè)包含恒星、氣體的星際物質(zhì)、宇宙塵和暗物質(zhì)，并且受到重力束縛的大質(zhì)量系統(tǒng)。質(zhì)、宇宙塵和暗物質(zhì)，并且受到重力束縛的大質(zhì)量系統(tǒng)。典型的星系，從只有數(shù)千萬典型的星系，從只有數(shù)千萬(107)(107)顆恒星的矮星系到上顆恒星的矮星系到上兆（兆（10121012）顆恒星的橢圓星系都有，全都環(huán)繞著質(zhì)量中）顆恒星的橢圓星系都有，全都環(huán)繞著質(zhì)量中心運(yùn)轉(zhuǎn)。除了單獨(dú)的恒星和稀薄的星際物質(zhì)之外，大部心運(yùn)轉(zhuǎn)。除了單獨(dú)的恒星和稀薄的星際物質(zhì)之外，大部分的星系都有數(shù)量龐大的多星系統(tǒng)

4、、星團(tuán)以及各種不同分的星系都有數(shù)量龐大的多星系統(tǒng)、星團(tuán)以及各種不同的星云。的星云。 歷史上，星系是依據(jù)它們的型狀分類的（通常指歷史上，星系是依據(jù)它們的型狀分類的（通常指它們視覺上的形狀）。最普通的是橢圓星系，有著橢圓它們視覺上的形狀）。最普通的是橢圓星系，有著橢圓形狀的明亮外觀；螺旋星系是圓盤的形狀，加上彎曲塵形狀的明亮外觀；螺旋星系是圓盤的形狀，加上彎曲塵埃的旋渦臂；形狀不規(guī)則或異常的，通常都是受到鄰近埃的旋渦臂；形狀不規(guī)則或異常的，通常都是受到鄰近的其它星系影響的結(jié)果。鄰近星系間的交互作用，也許的其它星系影響的結(jié)果。鄰近星系間的交互作用，也許會(huì)導(dǎo)致星系的合并，或是造成恒星大量的產(chǎn)生，成為所

5、會(huì)導(dǎo)致星系的合并，或是造成恒星大量的產(chǎn)生，成為所謂的星爆星系。缺乏有條理結(jié)構(gòu)的小星系則會(huì)被稱為不謂的星爆星系。缺乏有條理結(jié)構(gòu)的小星系則會(huì)被稱為不規(guī)則星系。規(guī)則星系。 . 水龍卷水龍卷 是一種偶爾出現(xiàn)在溫暖水面上是一種偶爾出現(xiàn)在溫暖水面上空的龍卷風(fēng)，它的上端與雷雨云相接，空的龍卷風(fēng)，它的上端與雷雨云相接，下端直接延伸到水面，一邊旋轉(zhuǎn)，一邊下端直接延伸到水面，一邊旋轉(zhuǎn)，一邊移動(dòng)。這是一種渦旋，空氣繞龍卷的軸移動(dòng)。這是一種渦旋，空氣繞龍卷的軸快速旋轉(zhuǎn)。受龍卷中心氣壓極度減小的快速旋轉(zhuǎn)。受龍卷中心氣壓極度減小的吸引，水流被吸入渦旋的底部，并隨即吸引，水流被吸入渦旋的底部，并隨即變?yōu)槔@軸心向上的渦流。包

6、含大量水滴變?yōu)槔@軸心向上的渦流。包含大量水滴快速旋轉(zhuǎn)的氣柱狀水龍卷，其危險(xiǎn)的程快速旋轉(zhuǎn)的氣柱狀水龍卷，其危險(xiǎn)的程度并不亞于龍卷風(fēng)，內(nèi)部的風(fēng)速可超過度并不亞于龍卷風(fēng)，內(nèi)部的風(fēng)速可超過每小時(shí)二百公里。每小時(shí)二百公里。 . 現(xiàn)在再來看這個(gè)水流產(chǎn)生的漩渦現(xiàn)在再來看這個(gè)水流產(chǎn)生的漩渦. .假如沒有地假如沒有地轉(zhuǎn)偏向力的話轉(zhuǎn)偏向力的話, ,那么水流將會(huì)沿著從中心出發(fā)的放那么水流將會(huì)沿著從中心出發(fā)的放射狀線條流入射狀線條流入. .流入速度方向指向中心。例如在著流入速度方向指向中心。例如在著名的赤道之國(guó)厄瓜多爾的赤道線上，用漏斗注水名的赤道之國(guó)厄瓜多爾的赤道線上，用漏斗注水實(shí)驗(yàn)時(shí)，水流呈垂直下降而不形成漩渦。

7、在北半實(shí)驗(yàn)時(shí)，水流呈垂直下降而不形成漩渦。在北半球，流入速度方向偏右，所以流入的水流速度方球，流入速度方向偏右，所以流入的水流速度方向指向中心偏右位置，這就形成了逆時(shí)針的漩渦。向指向中心偏右位置，這就形成了逆時(shí)針的漩渦。同理在南半球形成順時(shí)針漩渦。同理在南半球形成順時(shí)針漩渦。 漲潮與落潮相互作用產(chǎn)生的大尺度渦叫漩渦，漲潮與落潮相互作用產(chǎn)生的大尺度渦叫漩渦，它是一種旋轉(zhuǎn)的海流。中心向下運(yùn)動(dòng)叫渦旋，當(dāng)它是一種旋轉(zhuǎn)的海流。中心向下運(yùn)動(dòng)叫渦旋，當(dāng)海岸和海底地形有相當(dāng)深的窄通道時(shí)就會(huì)出現(xiàn)。海岸和海底地形有相當(dāng)深的窄通道時(shí)就會(huì)出現(xiàn)。河流里的渦旋運(yùn)動(dòng)略有不同。在湍流的一定階段，河流里的渦旋運(yùn)動(dòng)略有不同。在湍

8、流的一定階段，就會(huì)形成中心向上運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)水流，叫做涌，在就會(huì)形成中心向上運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)水流，叫做涌，在水面上很容易見到。水面上很容易見到。 . 火焰龍卷風(fēng)的形成需要具備一定條件：強(qiáng)火焰龍卷風(fēng)的形成需要具備一定條件：強(qiáng)烈熱量和涌動(dòng)風(fēng)流結(jié)合在一起將形成旋轉(zhuǎn)烈熱量和涌動(dòng)風(fēng)流結(jié)合在一起將形成旋轉(zhuǎn)的空氣渦流。這些空氣的空氣渦流。這些空氣 渦流可收緊形成類似龍卷風(fēng)結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)渦流可收緊形成類似龍卷風(fēng)結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)著吸入燃燒殘骸和易燃?xì)怏w。著吸入燃燒殘骸和易燃?xì)怏w。 一般在渦度方程中，幅合效應(yīng)是影響渦一般在渦度方程中，幅合效應(yīng)是影響渦度變化的最大因素。度變化的最大因素。 在火災(zāi)中，火的熱力在火災(zāi)中，火的熱力令空氣上升

9、，周圍的空氣從四方八面涌入，令空氣上升，周圍的空氣從四方八面涌入，形成幅合，火焰龍卷風(fēng)便形成了。有說在形成幅合，火焰龍卷風(fēng)便形成了。有說在日本關(guān)東大地震，火災(zāi)處處，都發(fā)生了好日本關(guān)東大地震，火災(zāi)處處，都發(fā)生了好幾起的火焰龍卷風(fēng)。幾起的火焰龍卷風(fēng)。 . 在美國(guó)俄勒岡州格蘭特狹口外，沙甸河一帶，有一在美國(guó)俄勒岡州格蘭特狹口外，沙甸河一帶，有一個(gè)方圓僅個(gè)方圓僅5050平方米的怪異的地方，被稱為平方米的怪異的地方，被稱為“俄勒岡漩俄勒岡漩渦渦”。這里有一座古舊的木屋，其歪斜程度猶如比薩斜。這里有一座古舊的木屋，其歪斜程度猶如比薩斜塔。走進(jìn)木屋，會(huì)感到有一種巨大的拉力把你往下拉，塔。走進(jìn)木屋，會(huì)感到有一

10、種巨大的拉力把你往下拉，就像是地心引力突然加強(qiáng)了。如果往后退，還會(huì)感到有就像是地心引力突然加強(qiáng)了。如果往后退，還會(huì)感到有一只無形的手將你拉向木屋中心。一只無形的手將你拉向木屋中心。 一到一到“俄勒岡漩俄勒岡漩渦渦”，馬會(huì)本能地回避，飛鳥也會(huì)突然地回頭下垂，樹，馬會(huì)本能地回避，飛鳥也會(huì)突然地回頭下垂，樹干則傾向北極。干則傾向北極。 在這座木房子里，任何成群飄浮著的物體都會(huì)聚成在這座木房子里，任何成群飄浮著的物體都會(huì)聚成漩渦狀。在小屋里吸煙，上升的煙氣即使有風(fēng)也是慢慢漩渦狀。在小屋里吸煙，上升的煙氣即使有風(fēng)也是慢慢地流動(dòng)，逐漸加速自旋成漩渦狀。撒出撕碎的紙片也飛地流動(dòng)，逐漸加速自旋成漩渦狀。撒出撕

11、碎的紙片也飛舞成漩渦，就好像有人在空中攪拌紙片似的。舞成漩渦，就好像有人在空中攪拌紙片似的。 許多科學(xué)家對(duì)此謎進(jìn)行過長(zhǎng)時(shí)間考察，他們用鐵鏈許多科學(xué)家對(duì)此謎進(jìn)行過長(zhǎng)時(shí)間考察，他們用鐵鏈連著一個(gè)連著一個(gè)1313公斤的鋼球，把它吊在木屋的橫梁上，這個(gè)公斤的鋼球，把它吊在木屋的橫梁上，這個(gè)鋼球明顯地違背了重力定律，傾斜成某個(gè)角度，晃向鋼球明顯地違背了重力定律，傾斜成某個(gè)角度，晃向“漩渦漩渦”中心。你可以輕易地把鋼球推向中心。你可以輕易地把鋼球推向“漩渦漩渦”中心，中心，但要把它推向外卻很難。但要把它推向外卻很難。 后來用儀器測(cè)定，顯示這里有個(gè)直徑約后來用儀器測(cè)定，顯示這里有個(gè)直徑約5050米的磁力米的磁力圈。但這個(gè)磁力圈不是固定不動(dòng)，而是以圈。但這個(gè)磁力圈不是固定不動(dòng)，而是以9 9天為一周期，天為一周期，循圓形軌道移動(dòng)。循圓形軌道移動(dòng)。 歪斜的木屋歪斜的木屋. 1871年10月8日，一場(chǎng)森林大火席卷了威斯康星州東北部的格林貝灣兩岸，總共可能有1000人喪生。 那年的10月初，這里是典型的印第安晚秋晴暖天氣：微風(fēng)吹拂，空氣暖和而干燥。在過去幾周的時(shí)間里，這里曾有多起小灌木林和森林起火，這大多是由伐木工遺留下的大量樹枝權(quán)燃燒起來的。風(fēng)小時(shí)，工人們和附近的人群還能