飞机速度和地球自转没有直接关系;
飞机顺/逆地球自转飞行产生的速度差别,主要是因为飞行高度的“西风”导致;
中纬度地区,顺自转方向飞行要比逆自转方向飞行更省时间(且省油)。
首先,地球每时每刻都在以每小时1180公里的速度自西向东旋转,同时地面及地面上的物体也在运动着,且运动速度更快——大约为1670公里/小时,因为这些物体自身离地心更加远,所以被带动旋转的速度更大。
同时,地面以上的空气也以这种速度移动,因而对于飞机而言,它的运动只能相对地面来说——所以理论上飞机在天上飞,速度和地球自转没有关系。
但飞机能上天,一个很关键的因素就是空气。
地球的自转引起空气向一个方向运动,而空气的运动(也就是风)使得飞机相对地面的速度产生差异。
比如中纬度地区的平流层就“刮着”稳定的“西风”——所以顺飞很多时候会更节省更多时间。 @羽毛401 的回答里也提到了这点,“西风”对飞机速度(以及油耗)的作用就尤为明显。
(平流层(Stratosphere)下界在中纬度地区位于距离地表10km处,在极地则在8km左右,正好是目前绝大多数客机的飞行高度)
所以我们乘坐客机,从亚洲飞欧洲来回,因为顺风逆风的关系,往往就很明显能觉察到返程比去程用的时间更少——而这主要与自转产生的风、而非自转本身直接相关。
详细解释下上面提到的“西风”——
地球是个球体,表面受到光照射的角度不同,赤道所在的热带地区,大气温度较高,空气加热上升后形成热带低气压带,而极地由于低温,空气下沉形成极地高气压带。同时,副热带地区由于空气下沉形成副热带高压带,而在副极地地区由于北上或南下空气遇到冷空气抬升而形成副极地低压带。那么,由于气压的不同,从而使气压带之间有空气流动,比如空气就从副热带高压流带向副极地低压带。
然而由于地转偏向力的作用,空气并不能沿着经线方向流动,而是会偏转一个角度,由此,就会在副热带高压带和副极地低压带之间,形成一片西风带(称为中纬西风带或高速气流带Jet Stream)。
这种大气运动就会影响飞机的飞行速度,就出现了中纬度地区顺着地球自转方向飞更节省时间的情况。
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