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赤道上的神奇实验

最近看到一条视频，一位导游正在给大家演示科里奥利力。她先是把水池放在赤道附近，然后打开塞子，能看到水直直地流进了桶里，往上面放一些小叶片，也看不到任何旋转的痕迹。接下来，仅仅向南移动了几米的距离，水流就形成了顺时针的漩涡。反之，向赤道的北边移动几米，水流瞬间变成了逆时针旋转。

直直的流进桶中

顺时针流了下去

逆时针流动

不仅如此，在一些电影和动画中，也有类似的桥段，比如《金蝉脱壳》里，史泰龙就凭借马桶的旋涡方向判断他们在北半球。

电影中的马桶旋涡

再比如《辛普森一家》里，丽莎就告诉巴特，在北半球，水流形成的旋涡都是逆时针旋转的。

动画片中的马桶旋涡

事实当真如此吗？

答案其实是否定的。

《是真的吗》节目组曾召集过全球的小伙伴一起拍摄水池视频。结论是 不论身处哪个半球，旋涡的旋转方向都是随机的。

节目组收集的实验

不瞒大家说，我还见过两个紧挨的水池，一个逆时针旋转，一个顺时针旋转，以及浴缸在放水时，时而向左旋转，时而向右旋转的神奇景象。

左侧逆时针 右侧顺时针

这是因为与外界的干扰因素相比，科里奥利力实在太弱了！水池的形状、马桶的喷水方向、手拔塞子时的扰动等等，都可能影响漩涡的方向。

科氏力：是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。

那如果尽可能排除所有干扰因素，能捕捉到科里奥利力形成的旋涡吗？

1962年，麻省理工大学的流体力学教授阿舍尔·夏皮罗（Ascher Shapiro）决定挑战这个难题。他所在的位置纬度是42°，当流速接近5 mm/s时，科氏力只有当地重力的3000万分之一。因此，想要看到测试效果，夏皮罗教授必须对每个细节都精心把控。

夏皮罗教授

首先，他选择了一个直径约为1.8米，深度约为0.15米的圆柱形水池。在水池的底部，有一个直径1厘米左右的排水孔。其次，尽可能去除水中的杂质。再者，往池子里灌水的同时要顺时针搅拌，以抵消科氏力的作用。并且，在充满水后，水体还会有微小的运动，所以要静置相当长一段时间。

实验者还原当年的操作

在等待了24小时后，夏皮罗教授小心地拔下排水孔的塞子，刚开始的十几分钟里，几乎看不到旋转的痕迹。但是，随着时间的流逝，真的能观察到旋涡在逆时针旋转！三年后，一位来自悉尼大学的学者进行了类似的实验，结果出现了顺时针旋涡。也就是说，在排除干扰因素的情况下，即使科氏力很小，也能影响漩涡的方向。

在北半球实验 出现逆时针旋涡

在南半球实验 出现顺时针旋涡

开头的实验怎么回事？

回到开头的视频，我又仔细观察了一下。最开始，赤道上的水是静止了很长时间的；第二次倒水时，很明显冲着水池的左边；第三次则是对着水池右边倒水。并且后面两次短时间内就拔开了塞子，这可控性未免有点强了。

长时间放置

往左侧加水

往右侧加水