自然的奇迹——水漩涡.ppt

编辑：八（5）洪嘉炜 许家辉 严正洲 刊号：HXZ89571 出版社：自然出版社 内容一 千奇百怪的漩涡 内容二 漩涡的形成 内容三 类似漩涡状的结构 内容四 奇特现象俄勒 冈漩涡 内容五 漩涡状结构带来的 灾害 海洋漩涡 由于地转偏向力，物体在地球 表面垂直于地球纬线运动时，由于 地球自转线速度随纬度变化而变化 ，由于惯性，物体会相对地面有保 持原来速度的运动方向的趋势，这 就叫地转偏向力。在北半球，物体 从南向北运动，地球自转线速度变 小(赤道处线速度最大)，物体由于 惯性保持线速度不变，于是就向东 偏向，相对运动方向来说就是向右 。从北向南运动时，地球自转线速 度变大，于是就向西偏向，相对运 动方向也是向右。所以在北半球物 体运动时统一受到向右的地转偏向 力。同理，物体在南半球运动时统 一受到向左的地转偏向力。 海洋漩涡 参考我们的银河系，是一个包含恒星、气体的星际物 质、宇宙尘和暗物质，并且受到重力束缚的大质量系统 。典型的星系，从只有数千万(107)颗恒星的矮星系到上 兆（1012）颗恒星的椭圆星系都有，全都环绕着质量中 心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外，大部 分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同 的星云。 历史上，星系是依据它们的型状分类的（通常指它 们视觉上的形状）。最普通的是椭圆星系，有着椭圆形 状的明亮外观；螺旋星系是圆盘的形状，加上弯曲尘埃 的旋涡臂；形状不规则或异常的，通常都是受到邻近的 其它星系影响的结果。邻近星系间的交互作用，也许会 导致星系的合并，或是造成恒星大量的产生，成为所谓 的星爆星系。缺乏有条理结构的小星系则会被称为不规 则星系。 水龙卷 是一种偶尔出现在温暖水面上 空的龙卷风，它的上端与雷雨云相接， 下端直接延伸到水面，一边旋转，一边 移动。这是一种涡旋，空气绕龙卷的轴 快速旋转。受龙卷中心气压极度减小的 吸引，水流被吸入涡旋的底部，并随即 变为绕轴心向上的涡流。包含大量水滴 快速旋转的气柱状水龙卷，其危险的程 度并不亚于龙卷风，内部的风速可超过 每小时二百公里。 现在再来看这个水流产生的漩涡.假如没有地 转偏向力的话,那么水流将会沿着从中心出发的放 射状线条流入.流入速度方向指向中心。例如在著 名的赤道之国厄瓜多尔的赤道线上，用漏斗注水 实验时，水流呈垂直下降而不形成漩涡。在北半 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，这就形成了逆时针的漩涡 。同理在南半球形成顺时针漩涡。 涨潮与落潮相互作用产生的大尺度涡叫漩涡 ，它是一种旋转的海流。中心向下运动叫涡旋， 当海岸和海底地形有相当深的窄通道时就会出现 。河流里的涡旋运动略有不同。在湍流的一定阶 段，就会形成中心向上运动的旋转水流，叫做涌 ，在水面上很容易见到。 火焰龙卷风的形成需要具备一定条件：强 烈热量和涌动风流结合在一起将形成旋转 的空气涡流。这些空气 涡流可收紧形成类似龙卷风结构，旋转 着吸入燃烧残骸和易燃气体。 一般在涡度方程中，幅合效应是影响涡 度变化的最大因素。 在火灾中，火的热力 令空气上升，周围的空气从四方八面涌入 ，形成幅合，火焰龙卷风便形成了。有说 在日本关东大地震，火灾处处，都发生了 好几起的火焰龙卷风。 在美国俄勒冈州格兰特狭口外，沙甸河一带，有一 个方圆仅50平方米的怪异的地方，被称为“俄勒冈漩涡 ”。这里有一座古旧的木屋，其歪斜程度犹如比萨斜塔 。走进木屋，会感到有一种巨大的拉力把你往下拉，就 像是地心引力突然加强了。如果往后退，还会感到有一 只无形的手将你拉向木屋中心。 一到“俄勒冈漩涡” ，马会本能地回避，飞鸟也会突然地回头下垂，树干则 倾向北极。 在这座木房子里，任何成群飘浮着的物体都会聚成 漩涡状。在小屋里吸烟，上升的烟气即使有风也是慢慢 地流动，逐渐加速自旋成漩涡状。撒出撕碎的纸片也飞 舞成漩涡，就好像有人在空中搅拌纸片似的。 许多科学家对此谜进行过长时间考察，他们用铁链 连着一个13公斤的钢球，把它吊在木屋的横梁上，这个 钢球明显地违背了重力定律，倾斜成某个角度，晃向“ 漩涡”中心。你可以轻易地把钢球推向“漩涡”中心， 但要把它推向外却很难。 后来用仪器测定，显示这里有个直径约50米的磁力 圈。但这个磁力圈不是固定不动，而是以9天为一周期 ，循圆形轨道移动。 歪斜的木屋 1871年10月8日，一场森林大火席卷了威 斯康星州东北部的格林贝湾两岸，总共可 能有1000人丧生。 那年的10月初，这里是典型的印第安晚 秋晴暖天气：微风吹拂，空气暖和而干燥 。在过去几周的时间里，这里曾有多起小 灌木林和森林起火，这大多是由伐木工遗 留下的大量树枝权燃烧起来的。风小时， 工人们和附近的人群还能控制住火势。然 而10月8日正是星期天，西南风增大，使许 多小火发展成熊熊大火。同时气温显著升 高，从密尔沃基站的观测记录看，10月7日 最高气温为19，而10月8日则上升