# 讲义 13：地转偏向力（科里奥利力）

> 配套 demo：[`viz/geography/13-coriolis.html`](../../viz/geography/13-coriolis.html)

## 适用学段
**高中地理选必一**"地球运动"深化。理解大气环流、洋流方向的关键。

## 教学目标
- 知道：地球自转导致运动物体方向偏转——北半球**右偏**、南半球**左偏**、赤道**不偏**
- 会：判断各种地理流体（风、洋流、河流）在不同半球的偏转方向
- 理解：偏转**只改变方向、不改变速度**；纬度越高偏转越显著

## 核心概念

### 1. 现象描述
任何水平运动的物体（风、河、洋流、抛物等）在地球上都会受到一个"看不见的力"使其方向偏转：
- **北半球**：相对于运动方向**向右偏**
- **南半球**：相对于运动方向**向左偏**
- **赤道**：不偏（地转偏向力为零）

口诀：**"北右南左、赤道不偏"**。

### 2. 成因（简化解释）
地球自转使不同纬度地区线速度不同：
- 赤道线速度最大（~1670 km/h）
- 极地线速度为零
- 当一个物体从低纬向高纬移动时，它"自带"低纬的高线速度，到了高纬变得**比当地参照系快**，于是向东（运动方向的右）偏

### 3. 影响因素
| 因素 | 关系 |
|------|------|
| 速度 v | 偏转力 ∝ v |
| 纬度 φ | 偏转力 ∝ sin(φ)（赤道为 0，极地最强）|
| 方向 | 任何水平方向都偏（不仅是南北方向）|

数学：科里奥利力 F = 2mv·ω·sin(φ)，其中 ω 是地球自转角速度。

### 4. 应用举例

#### A. 大气环流：信风带和西风带
- 北半球低纬度地表风从副热带高压（30°N）流向赤道低压（0°）
- 南向风受右偏 → 变成**东北风**（即"东北信风"）
- 同理南半球低纬度变成"东南信风"

#### B. 中纬度西风带
- 北半球从副热带高压（30°N）向副极地低压（60°N）流的风
- 北向风右偏 → 变成"西南风"，即**西风带**

#### C. 洋流
- 北半球中低纬度洋流形成**顺时针**环流
- 南半球**逆时针**环流
- 与地转偏向力直接相关

#### D. 河流冲刷
- 北半球大河**右岸**冲刷强（如长江南岸；密西西比河西岸）
- 南半球河流**左岸**冲刷强

#### E. 弹道 / 卫星轨道
- 大炮射击远距离时必须修正地转偏向（否则会偏离目标）

### 5. 注意误区
- 排水的旋涡方向（南北半球转向相反）虽常被引用，但**实际尺度太小**，偏向力可忽略，主要由容器形状决定
- 地转偏向力**不能**让物体长期加速或减速，**只改变方向**

## 教学路径

### 1. 导入（5 分钟）
"为什么北半球的台风都是逆时针旋转？为什么南半球反过来？"

### 2. 探究（20 分钟）— 用 demo
- demo 显示地球俯视（南北半球分两个圆）
- 让粒子从地球表面某点向四面八方发射
- 观察：北半球粒子轨迹都向**右**偏；南半球向**左**偏；赤道不偏
- 调整发射纬度，观察偏转强度变化（高纬偏转明显）

### 3. 抽象（10 分钟）
- "北右南左"+ 强度随纬度增加
- 总结：风带方向、洋流方向、河流冲刷都由它解释

### 4. 巩固（15 分钟）
- 用偏向力解释信风、西风、洋流方向
- 给定半球和初始方向，判断最终偏转后方向

## 例题

### 基础题
1. 北半球向北吹的风受地转偏向力影响最终偏向哪？（东方 → 西南风变为西风）
2. 南半球河流右岸还是左岸冲刷严重？（左岸）

### 进阶题
3. **解释信风形成**：以北半球东北信风为例。
   - 副热带高压（30°N）→ 赤道低压（0°），原始风向是**正南**
   - 北半球右偏 → 偏向**西**
   - 综合：东北方向吹来的风（即东北信风）

4. **判断河岸冲刷**：长江从西向东流经武汉，南岸还是北岸冲刷严重？
   - 北半球右偏 → 长江流向是东（向东），右手边是南
   - 答：**南岸**冲刷严重

### 拓展
5. **台风旋转方向**：北半球台风为何是**逆时针**？
   - 气流从四周高压向中心低压辐合
   - 北半球右偏 → 整体形成逆时针旋涡
6. **赤道地区无台风**：为何赤道附近（5°N 以内）几乎不生成台风？
   - 因为赤道地区地转偏向力**几乎为零**，无法形成强烈旋涡

## 易错点

| 错误 | 矫正 |
|------|------|
| 把"北右"记成"北左" | **逆口诀**：北右南左、赤道不偏 |
| 认为只有南北方向才偏 | 任何水平方向都偏，**相对于运动方向**右 / 左 |
| 排水旋涡说成科里奥利效应 | 实际是容器形状主导，太小尺度 |
| 偏向力会让物体减速 | 只改变方向，不改变速度大小 |

## 配套 demo 用法
- 地球俯视图（北/南半球两个圆并列）
- 拖动"发射点"在地图上点击
- 粒子从该点向各方向射出，留下轨迹
- 看到北半球轨迹向右弯曲、南半球向左弯曲
- 调整纬度滑块看强度变化