在地球赤道附近的国家，游客常常会被一种神秘的物理现象所展示而眼花缭乱。演示者将放置三桶水——一桶在北半球，一桶在南半球，一桶直接在赤道上——然后让水排出。
向游客展示，当水排出时，北边桶中的水朝一个方向旋转，南边桶中的水朝另一个方向旋转，而赤道处的水根本不旋转。
示威者可能会声称这种奇怪的现象是由物理学控制的，它是科里奥利效应。
科里奥利效应的有趣性质使其频繁出现在都市传说和流行文化中，从电视节目到视频游戏。
科里奥利效应基于这样的想法：地球的旋转引入了一种物理力，称为科里奥利力，它影响物体在我们地球上的观察者看来移动的方式。科里奥利力导致地球表面的物体根据其位于赤道上方还是下方而向不同方向偏转。两极附近的影响最强，赤道附近的影响最弱。
科里奥利效应是造成气象学家和物理海洋学家喜欢的一些自然现象（例如飓风）的合理原因两个 我们的学习。但在家庭环境中，地球的自转实际上对水的行为影响很小。数学可以解释它在厨房水槽中如何工作或不工作。
现象背后的数学原理
地球物理学家使用某些数学方程，称为纳维-斯托克斯方程，描述流体的行为。粗略地说，纳维-斯托克斯方程将流体速度的变化（流体如何移动）与作用在流体上的力联系起来，但受到一些物理约束。例如，方程假设系统中的流体总量不随时间变化。
但仅仅因为物理学家和数学家可以写下这些方程，并不意味着我们可以解决它们。事实上，这些方程很难解，以至于你会赢得千禧年奖和 100 万美元如果你能做到的话。
尽管纳维-斯托克斯方程尚无已知的完整解，但气象学家和物理海洋学家仍然可以获得有用的部分解。获得这些部分解的一种方法是比较纳维-斯托克斯方程中的各项，以确定哪些项最重要。
这些比较通常被记录为比率，并且没有关联的物理单位，因此赢得了“无量纲数”。
你的水槽里会发生什么？
在科里奥利效应的背景下，也许最重要的无量纲数是罗斯比数，以 20 世纪初气象学家的名字命名卡尔·古斯塔夫·罗斯比。罗斯比数将流体动力学与地球自转速率进行比较，同时考虑到系统的大小和移动速度。
罗斯贝数小表明科里奥利力对系统有较强的影响，而罗斯贝数大则表明科里奥利力的影响可以忽略不计。例如，平均飓风的罗斯比数约为 1，这表明流体动力学和地球自转速率具有相似的相关性。这是确实有飓风在南半球倾向于顺时针旋转，在北半球则倾向于逆时针旋转。
适用于飓风等大规模现象的数学原理也适用于浴室水槽中的水。在这种情况下，系统相对较小，因此罗斯比数将比 1 大得多，即大 10,000 倍以上。这一观察结果表明，科里奥利力对于浴室水槽中的排水来说可以忽略不计。
事实上，罗斯比数预测，水需要以几乎难以察觉的速度移动，科里奥利力才会变得重要。因此，即使水沿着排水管旋转的方式可能是一致的，但这并不是由于科里奥利效应。
那么游客看到了什么？
同样的逻辑也适用于赤道景点。考虑到该系统的规模，物理海洋学家可以轻松地得出结论，科里奥利力与游客在这些水桶或碗中看到的东西无关。
通过检查不同国家的同类演示也支持了这一结论。
北半球的水在一个视频中逆时针旋转，但在另一视频中顺时针旋转。如果旋转是由于科里奥利效应造成的，则两个视频中的结果将相同。
尽管物理海洋学家无法否认游客所看到的一切，但我们知道这个魔术并不是由于如此小规模的科里奥利效应造成的。
弗朗西斯科·何塞·马钦·希门尼斯，大学教授。物理海洋学家，大加那利岛拉斯帕尔马斯大学和博尔哈·阿吉亚尔·冈萨雷斯，私人教师和研究员，大加那利岛拉斯帕尔马斯大学
