強中緯力

在地球繞太陽公轉過程中產生的，作用於地球球面質點的一種作用力，這種作用力使地球上屬於黃緯45°線上的物質受到作用而發生由西向東的運動，這種作用力就為強中緯力。

基本介紹

• 中文名：強中緯力
• 表示：Fz
• 含義：地球公轉時作用於地球球面質點的作用力

定義

在地球繞太陽公轉過程中產生的，作用於地球的球面質點的一種作用力，這種作用力使地球上屬於黃緯45°線上的物質受到作用而發生由西向東的運動，由於地球的自轉，地球上南北半球中緯度帶內的物質將依次穿越黃緯45°線，從而依次受到該力的作用。將這種作用力稱為強中緯力。

強中緯力

特性

強中緯力只與物體所在黃緯度有關，而與黃經度無關。

強中緯力是關於正弦函式倍角的二次函式，其最大值在a= 45°處。

強中緯力導致的物體運動方向為切線方向。

數學特性

根據強中緯力動力方程及其初始條件，作用力大小與物體的質量成正比，與物體所處位置距地心的遠近成正比，與黃緯的變化關係如圖1中圖6-13所示，設地球公轉角速度恆定。

物理特性

忽略物質的具體形態與位置，將作用力大小用線條的粗細象徵化，那么，這種作用力在地球表面的投影可用圖1中圖6-14示意。

顯然，強中緯力動力方程產生的結果平行於黃道面並且沿黃道面對稱分布。

地球自轉使最大作用力線表現為圖1中圖6-15所示形態。

圖1

地球回響特徵

強中緯力動力方程是在地球公轉橢圓軌道平面內，以地球球面質點為研究對象獲得的，所以，方程適用於研究地球上的大氣、海水、液態地核物質的運動。圖1中圖6-16和圖6-17、圖6-18圖、圖6-19、圖6-20列舉了大氣圈中物質受強中緯力作用後的回響情況。那些並不顯著的或看不見的物質在強中緯力的作用下的運動可以映射出來，因為這些單體物質的質量遠超大氣或塵埃。

圖6-17

圖6-18

圖6-20

圖6-19

分布地域

除黃道面切割線對應的地域和黃極點強中緯力等於零外，地球的其它地域都有強中緯力的作用，只是各地各時刻受力大小不同。

適用範圍

適用於大氣、水圈、地殼、油氣、地幔的研究。對其它行星球面質點也可適用。

表達式

　（6-29）

式（6-29）是一個關於地球黃緯為主要影響因子的作用力。

令F_z=F₃+F_s

則：

（6-35）

式中：F_z—強中緯力（N）；m—物體質量(kg)；w—地球公轉角速度（rad/s）；a—物體所在黃緯圈角度（°）；R是變數，單位：km。

事實上，隨著物體的不同、物體所處地區的地球半徑不同、以及物體所處地區的黃緯不同，F_z的大小很不一樣。所以，具有實際套用意義的F_z公式應為：

（6-36）

式中，i代表不同的球面質點。

套用前景

（1）為國防服務。多大質量的飛行體在什麼高度、什麼時間、什麼緯度，受到多大的F_z作用，是可以求出的，因而，本動力方程可為分析炮彈飛行、衛星發射與濺落、制導與反導服務。

（2）為防沙治沙，改善環境服務。沙塵的運動特徵同樣受到F_z控制，因而本動力方程可為人類認識沙塵起暴後的運移情況提供幫助。

（3）可為人類分析利用自然風提供理論支持。大氣在地球自轉慣性力與F_z作用下，其運行軌跡是可以預測的，這樣，人們利用本動力方程為防治空氣污染、氣球探險、救災等提供理論依據。

（4）可為地下油氣資源勘探中的構造演化及動力學分析提供服務。依據本動力方程在全球的分帶分布特點，跨國石油公司可以用來進行不同地區油氣資源評價。