重大研究流动力应用之三：地球自转的奥秘（原创）

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流动力应用之三：地球自转的奥秘

周  强                                                                                    

内容摘要

通过对流动力的了解，以及对洋流的流动力和气流流动力的分析，地球的流动力是地球自转的根本原因，也是地球磁场和潮汐和固汐以及岁差的产生的原因，而且地球自转偏角也是因为南北半球的流动力的原因所造成的，而地球自转的能量是来自太阳和星球以及星球的反射，特别是月亮的反射！

关键词：流动力，洋流，气流，自转，磁场，潮汐

基本概念
1. 流动力
在一个开放的环境里，任何物体都会有流动的趋势，从高温流向低温，从高浓度流向低浓度，从高压到低压，那么这个流动趋势就存在一个流动的力，把这个流动的力称为流动力，用字母F表示：
F= k Tρg / P  （注：此公式为原创，未经作者同意不得引用）        （1）
这里k是修正系数
g为星球对物体的重力加速度
T为此流动物质温度
ρ此流动物质的浓度
P为此流动物质所受的压强
当然如果把浓度ρ换算成密度ρ，则ρ可以写成nρ，
则公式可以写成：F= k T nρg / P                  （1-1）      
这里n为此物质的量（分子的数量或摩尔数）
    ρ为此物质的在空间密度

1.2物体的流动力和 重力比较的 三种状况：

1）当物体的流动力在 重力方向大于物体的重力时：
即       F＞mg                                         （2）
   物体就会飘在空中（如 气体）
  
2）当物体的流动力在 重力方向等于物体的重力时：
即       F=mg                                          （3）
   物体就会处于地表或相对平衡状态（如 液体）

3）当物体的流动力在 重力方向小于物体的重力时：
即       F＜mg                                         （4）
   物体就会降落在地表面上（如固体）

2．1 地球自转的三种物质状态：
1）固体物
因为固体的流动力几乎被重力所克服，所以相对来说固体的流动力对地球的自转影响不是很大，但固体的流动力也能导致固体潮汐，对地震的研究也是有一定的帮助的。
  2）液体物
   地球上的液体主要是水，这部分的流动力是非常大 的，我们研究地球自转的动力主要是由水的流动力所造成，以及所形成的海水洋流和潮汐也是海洋板块以及地震的重要原因，而且由水蒸发的气流（也是流动力大于重力的一个表现。详情看周强的《水分子是如何结合的》）也是非常强大的。
  
  3）气体物
因为气体除水汽外，他们的热比相对来说比较小，而且所占比例相对于水来说也比较少，除了水汽形成的云会反射一部分热量，他们的流动力相对于水流动力还是很小的。但整个气流的影响不可小看，他们是形成大陆板块地貌的一个根本的原因，也是大陆地震一个很重要的原因。而且我们研究气象的大部分是研究气体的流动力。
综上所述，水的流动力是地球自转的一个主要动力，而气流流动力和固体流动力也会影响地球的自转。

2．2 地球为什么会自转
   
   流动力一般要低于星球间的万有引力，所以由万有引力主导的公转方向决定了星球自转的初始自转方向，这也是大部分星球自转方向跟自身公转方向一致的一个根本原因。地球自转的初始方向一旦确定，地球从太阳获得能量的顺序方向也就确定。地球获得能量的部分，能量就会增多，导致温度，浓度，压强就会发生改变，从而引起流动力发生改变！流动力决定了物质的运动，物质从赤道向二极，从外表面向里，从太阳处向没有太阳处转送，同时也输送着能量。

                               
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如上图大量的热空气通过流动力（海洋流动力和气流流动力）向背太阳处输送。而我在《流动力在气象上的应用》，冷空气和冷流一样会有一个流动力向由西往东输送，直至太阳升起！而热流动力和冷流动力刚好构成推动地球自转的一对力偶。正是因为流动力，地球才能自转。
2．3 地球自转能量来自那里
由上面论证可以知道地球自转是因为流动力的推动，是因为向阳面热的流动力和向阴面冷的流动力共同作用的结果。
那么这个流动力的能量来自于那里？也就是地球自转的能量来自那里？
地球的能量主要来自于太阳和其他星球和星球的反射，特别是月亮的反射。
这些能量一方面给地球生命带来能量，同时也通过流动力使地球自转，而且这些流动力也是形成地球板块和地貌的主力军，同时流动力的改变也很容易引发各种自然灾难，包括地震，台风，暴雨，沙尘暴等灾害，详情可以看我的《台风的奥秘》和《板块的奥秘》以及《地震的奥秘》。同时流动力通过让地球自转把能量传递给地球内部，从而引起地球内部能量的积聚引起火山，甚至部分地震。

3．为什么地球自转有偏角
地球的海水是流动力的主力军，朝阳面的海水的流动力由外朝内传递能量，背阴面的海水的流动力由内向外释放能量。以赤道面为准，以地轴为剖面
如下图：

                               
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地球表面的陆地面积和海洋面积面积之比29：71，陆地的四分之三在北半球，南北半球海洋面积之比171：113，也就是相当于南半球的海水流动力和北半球的海水流动力接近171：113。如果以赤道面为准，以地轴为受力轴，则南北半球海洋流动力受力不同可以造成地球偏角33°，如图：

                               
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而实际上不光海洋有流动力。陆地上也有同样的流动力，虽然没有海洋的流动力那么大，但影响也不容忽视，那么北半球陆地的流动力远大于南半球陆地的流动力，偏角33°会被纠正一部分，再加上大气气流流动力的影响，最终的旋转偏角是23°26'（黄赤交角为约为23°26'）

4． 潮汐产生的原因   
  
   地球能量的改变，就会引起流动力的改变。太阳从东边升起和西边降落都会发生激烈的能量变化，这时流动力也发生着激烈的变化，太阳从东边升起就会引起潮，太阳从西边降落就会引起汐，但流动力是跟温度有关，能量改变温度有一个过程，所以潮汐的时间跟太阳升起降落的时间一般要推后50分钟！所以地球除南北两极及个别地区外（没有太阳的影响），各处的潮汐均有两次涨落，每次周期12小时25分，一日两次，共24小时50分，潮汐涨落的时间每天都要推后50分钟。在太阳从东边升起和西边降落的这段过程涨潮和落潮之间有一段时间水位处于不涨不落的状态，叫做平潮。如图：

   

                               
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每月的农历初一，二或者是农历十五十六，也就是日地月出于同条直线上时，如图：

                               
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在初一，二时，月球刚好在太阳和地球之间，这时月球完全没有能量反射到地球上，所以这时地球接受月球反射能量最少，地球的流动力就会发生激烈变化而引起地球的潮汐反映。同样的道理，在初十五，六时，这是月球反射的能量最大，所以这时地球接受月球反射能量最多，地球的流动力就会发生激烈变化而引起地球的潮汐反映。而在初七，八和初二十三，四时，刚好月球和地球，太阳成一直角，这时能量也发生着比较激烈变化，也会引起地球发生小潮汐。

地球不光有液体潮汐，固体也有潮汐，因为固体一样有流动力的变化。只不过固体因为重力的原因，表现的没有那么明显而已！气体因为飘在空中，不容易被我们感觉到，其实气体的“潮汐”也是变化很大，他甚至是陆地地震的一个主要原因之一。
综上所述潮汐现象就是能量发生改变的而引起流动力发生改变的一种受力现象而已。潮汐的时间段也是容易发生地震的时间段，因为地震也是地质受力的一种情况。而地质受力却却跟潮汐一样受的是流动力（当然重力也 参与其中）。
  
5．地球的磁场是怎么产生的
  地球的外核中以铁、镍为主，就相当于通电螺线管中间铁体捧子，而导电的海水（各种离子）就相当于电荷，一旦地球自转，海水的离子就变成了运动的电荷，就相当于接通了电源，这时地球就象一个通电螺线管一样，相当于一个条形磁铁，地球的磁场就产生了！
  
6．地球自转为什么会变慢

1）长期减慢。

随着地球生物的大爆发，特别寒武纪以后，地球的云逐渐多了起来（有凝结核的水汽结合），反射的能量也逐渐多了起来！我们知道能量的改变就会影响流动力的改变，地球反射能量越多，流动力就会减少，推动地球自转的力就会减少，地球自转自然也就变慢！特别大陆森林大量繁殖以后地球的自转减慢是非常多的，从3.7亿年以前的泥盆纪中期地球上大约一年400天左右，变到现在的365天，这是因为森林所释放的臭氧负离子比任何其他绿色植物都多，这种负离子也是能让大量水汽结合成云的离子，云多必然反射的能量也多，地球得到的能量自然也少，自转减慢也就很容易理解了。这也是地球有臭氧层的一个原因！

2）周期性变化。

春天是万物苏醒的时候，也是植物释放凝结核最多的时候，产生云也是最多的时候，我们从古诗“清明时节雨纷纷”就能知道，所以春天一般是变慢！

同样的道理，秋天万物开始凋零，不需要雨水了，自然也就不再释放凝结核来产生云，所以秋天就开始变快。

3）不规则变化。
主要是跟森林植被和生物季节有关，森林恢复的好的年代，地球自转就变慢；森林破坏的厉害的年代，地球自转就变快，同时灾害也会增加。
地球自转主要决定地球获得能量的多少，而生物产生的云影响地球能量的改变，也就影响地球自转的快慢。

总结：
地球自转的动力来自于地球的流动力，自转的能量来自于太阳能和星球及星球反射的能量。
                                                   
  
                                                                                                                2012-9-30草于沈阳