這是一個看似簡單，實際有點難的問題。

以前看過有人問：半空懸停的直升機，為什麼還會随地球一起自轉呢？為什麼不能坐地日行八萬裡呢？

或者問：為什麼天上的雲會和地球一起動呢？而不是一直向西飛？它明明在空中不與地球接觸呀？

也許你會說，這是因為大氣和我們一起自轉呀，所以才風輕雲靜，直升機也是被大氣一起帶着自轉呢。這道題上過初中的都能回答出來。

那我們再深挖一層：為什麼作為氣體的大氣會和地球一起自轉？

答案是：大氣的磨擦。

(為了讨論簡單化，我們先不考慮地球自轉偏向力和慣性離心力，盡量不寫公式)

我們先假設地球原先沒有大氣層，然後突然有一天，大氣層biu~的一下憑空産生了，而且大氣一開始還不随地球自轉而轉動。這意味着啥？看過我之前有一篇講地球停轉的回答的同學應該記得，對，我們将遇到超級無敵核暴級的強風。

這股風将迅速摧毀人類文明，但它最終會減速到零，或者說，從地球以外的幸存觀察者的角度來看，大氣會整體加速到與地球自轉同步。這主要是由于粗糙的地球表面和山脈與大氣接觸面相對運動産生磨擦力，從而阻礙大氣運動造成的。

等等，大氣又不是固體，底層大氣因磨擦加速可以理解，為什麼連高空的氣體也會被加速呢？或者說，越高的大氣是不是移動速度越慢？

事實是，随着高度的增加，摩擦力的作用肯定會減弱。而大氣也是分層的。近地面層（30～50m）最為顯著，而到了距地面1～2公裡以上的高度時，地球表面帶來的摩擦力作用很小，可忽略不計。所以此高度以下的氣層稱為摩擦層（或者叫行星邊界層），此層以上稱為自由大氣層。而行星邊界層又分為緊貼地表的片流副層(高度約到人的頭部)、近地面層（高度幾十米，和高樓相當）和埃克曼層。其中的片流副層在城市中通常不存在，一般認為邊界層的下層即為近地面層。

而氣層與氣層之間，也會因為速度不同導緻相互摩擦(湍流交換作用)而有減弱相對運動的趨勢，或者說，大氣是有黏性的。(實際上的受力相當複雜，科氏力、氣壓梯度力、turbulent drag等都會讓分析秃頭化)。說到科氏力，多說一句，正是因為自轉的地球對大氣層的摩擦，所以才會有所謂的“地轉風”。在北半球，背風而立，則高壓在右，低壓在左。而在南半球，背風而立，則高壓在左，低壓在右(白貝羅風壓定律)。

(不能再寫了，再寫就寫不完了，大氣動力學能上一學期。。)

總結一下，地球大氣層是地球的一部分，因為與地面摩擦以及空氣黏度，導緻大氣層會随着地球旋轉，從而讓大氣中的物體也有了随地球一同旋轉的趨勢。

大氣層其實很薄

然而，上面這套說法并不能解釋為什麼海拔200-300公裡的高層大氣平均比地球快1.3倍，白天由西向東，晚上由東向西。在地磁擾動時速度增加，偶爾記錄到的數值高達1000米/秒。這種現象在金星上也有被觀測到。

有人對金星大氣感興趣，我就偏點題，多寫一段。金星是有大氣的，而且風相對來說也很大。有多大呢？我們地球上風速平時也就10幾米每秒(6級)，超強台風五六十米每秒，最高風速出現在1934年4月美國華盛頓市的每秒103.2米的風速，而我國海南瓊海縣1973年4月那次每秒73到81米的台風已經能排前十了，但這隻有地球自轉速度的10%-20%。而金星的常規最大風速也差不多高達每秒100米，雖然看上去和地球差不多，但這卻是金星自轉速度的60倍。也就是說，金星要243個地球日才能完成一次自轉，而大氣每96小時就繞着金星旋轉一次。這種現象被稱為超級旋轉。

對于超級自轉的原因，目前主流科學家比較認同的一個觀點是認為這是由太陽輻射驅動的熱潮汐、行星波和大氣湍流共同維持的。因為金星旋轉較慢，所以朝太陽的一面很熱，而背陰面相對較冷。金星大氣通過熱潮汐接收角動量，熱潮汐通過大氣的高速旋轉将向陽面的熱量快速傳遞到背陰面，可以平衡白天和夜晚的溫差，就有點像空調的意思。(實際循環很複雜，這裡略了）。

這種超級旋轉現象不是金星獨有的，土星最大的衛星土衛六也是如此。理論上這種循環系統在那些潮汐鎖定的有大氣的系外行星上應該也很常見。

地球自轉是固體地球（包括海洋）與大氣在維持總角動量守恒的條件下相互作用的過程,它們共同構成了複雜的地球動力學系統。

我們聽天氣預報的時候，經常會聽到一個詞：“副熱帶高壓”。它是由于太陽輻射和地球自轉産生的地轉偏向力、從而在南北半球副熱帶地區形成的若幹個高壓帶。它是比較穩定的存在，冬天縮小，夏天變大。

通過對北京天文台1951~1995年間地球自轉相對速率與大氣環流特征量對比後發現， 地球自轉速率與當年大西洋副高、 北美大西洋副高的面積指數、 強度指數、 脊線及北界位置均有很好的正相關關系。 什麼意思？就是說，當地球自轉加快時，北半球大氣将受附加離心力（具體分析就不寫了，兩力的方向是向高緯和向地心的合力）使大氣向北移動，同時伴随下沉運動，導緻副熱帶高壓加強。 地球自轉減慢時，副高減弱。大氣相對于地球的運動會産生大氣相對角動量，它的變化可以激發地球自轉的變化。反過來，地球自轉提供的附加離心力使得大氣産生南北或垂直向的運動，從而改變整個大氣環流場。

通俗地講，就是地球自轉能夠影響大氣的運動。或者反過來說，從長期來看（以千年為單位），地球大氣粘滞性對地球自轉有減速作用。

不僅如此，大氣與地球的相對角動量還會加劇錢德勒擺動（地球自轉軸經常性的小幅移位，就像洗衣機失去平衡）。比如厄爾尼諾現象發生時，由于強風的作用，地球的自轉可能會稍微減慢，使一天的長度增加了千分之一秒(或者反過來說，地球自轉速率減慢可能是厄爾尼諾形成的原因）。這是因為按“角動量守恒定律”，地球自轉和大氣自轉的微小變化是聯系在一起的。地球在太空中旋轉，當在離地球自轉軸一定距離處（特别是山區）有一個附加力出現時（例如地表風的變化或高低壓分布改變），它就有可能改變地球自轉的速率，甚至改變自轉軸的方向，同時也會反過來影響大氣運動。但固體地球和大氣層構成的統一的系統角動量保持不變。因此，如果大氣加速（較強的西風），那麼固體地球必須減速（日長增加）。此外，如果更多的大氣移動到較低的緯度（離自轉軸更遠），大氣壓增加，它也會獲得角動量，地球也會減速。（以上忽略太陽輻射的影響）

所以說，大氣運動和地球自轉，兩者是密不可分的。

很多人在評論區留言問“慣性”的問題。

對于旋轉的、始終受重力影響的大氣來說，說“慣性”不如說是“轉動慣量”，也就是保持旋轉能力的大小。

如果把大氣想象成一個圓陀螺，理論上，如果沒有外力影響（包括太陽、地球摩擦、視為剛體-雖然它根本不是），它将永遠轉下去。

事實上，旋轉運動中的“轉動慣量”，更接近于直線運動中的物體“質量”。轉動慣量越大，你理解的“慣性”就越大，停下來就越困難。所以如果你認為大氣是靠“慣性”一直旋轉的，嗯，也可以這麼理解吧。

在大氣的旋轉中，重力充當了提供改變旋轉速度方向的功能，地球自轉時，重力對大氣的運動方向改變的程度來說很強大。所以重力并不是讓大氣旋轉起來的原因，卻是維持大氣繞地球旋轉的條件。如果沒有了地球引力(重力)，旋轉的大氣将立即四散開來。有什麼我沒講清楚的，請留言吧。

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