Question

为什么地转偏向力与风向垂直

Answer 1

地转偏向力与风向是垂直的,在北半球指向风向的右侧,而在南半球指向风向的左侧.由于它只说明了空气和转动着的地面之间存在相对运动,而并不是作用于空气的实有的力,因此只能使风向偏转,而不能使风起动,也不能使已经起动的风改变速率.风的起动和快慢,都取决于气压梯度力.如果气压梯度力等于零,风无从产生,也就谈不上与地面之间的相对运动,地转偏向力也不复存在.而有了气压梯度力,也必然会相应地产生风,从而也产生地转偏向力,而且风愈大,产生的地转偏向力也愈大.
风在气压梯度力作用下被推向低气压一侧,但当风一旦起步向前,地转偏向力立刻产生,并把风向拉向右边（指北半球）.风在气压梯度力的持续推动下加快速度,越吹越大,地转偏向力也跟着加大,使劲地拉着风向右偏转.由于地转偏向力的方向与风向时刻保持垂直,于是在拉转风向的同时,地转偏向力本身也不断向右偏转,也就是越来越转到气压梯度力的反方向去.当风向被拉到转到和气压梯度力的方向成90度的角度时,虽然气压梯度力依旧存在,且和先前一样大小,但在风的方向上有效分力已等于零,因而风不再受力的作用加速,而靠着惯性等速前进.这时候地转偏向力也正好转到了气压梯度力的背后,于是风向也不再偏转.在平衡状态下,风向与等压线保持平行.