👉此影片適用於國三下學期地球科學「千變萬化的天氣」單元。

👉搭配學習內容條目:1.氣壓差會造成空氣的流動而產生風。

2.由於地球自轉的關係會造成高、低氣壓空氣的旋轉。

LIS將科學家佛雷爾利用觀察氣象站資料來推導出,氣壓與地球自轉如何影響風向,將其製作成有趣的故事及詳細的動畫解說。教師可搭配以下影片重點整理,將科學家發現與解決問題的歷程帶入課程中,設計探究課程,讓學生學習科學家是如何證明氣壓差與地球的自轉會影響風向。若想看更詳細的佛雷爾_氣壓和地球自轉會影響風的資料,請點擊上方的「文本」。

是什麼經歷促使科學家展開研究

00:00 家貧的佛雷爾,靠著自學發表論文,開啟了天文學之路

出生於美國賓州一個務農家庭中的佛雷爾,他的家境較為貧困,多半是靠著自己上進地閱讀科普書籍自學而來,在1853年,佛雷爾發表了他的第一篇氣象觀察論文,因此在美國東岸的氣象和物理圈子內,開始小有名氣。

為什麼科學家會有這樣的發現

03:30 透過北緯30度的風向吹動,發現不合理處

佛雷爾發現,地球上風會以北/南緯30度為中心,往北與往南吹拂,這個現象並不完全符合哈雷所說的,風會傾向從低溫吹到高溫處的概念。

科學家如何進行聯想與假設

05:51 透過古時候的流傳,假設氣壓空氣流動的主因

佛雷爾聯想到,水手們流傳的現象 - “當一個地區氣壓降低,該地會變成迎風面”。因為這個現象顯示了,風是從氣壓較高,吹到氣壓較低的位置的。所以他假設,氣壓才是造成空氣流動產生風的主因,而溫度只是影響氣壓高低的一項因素,並不是決定性因素。

科學家如何進行驗證與結論

06:12 調閱各地氣象資料,驗證他的猜想

佛雷爾為了證明他的猜想,佛雷爾收集各地區氣象站的資料。經比對這些地區的資料後發現:無論南北半球,緯度30度地區的氣壓都比其他緯度高,而南北半球60和0度地區的氣壓,又比較低,這證明了氣壓就是影響風向的成因。最後佛雷爾得出了一個結論,區域間的氣壓差異,是決定風向的因素,而風會從高氣壓處往低氣壓處吹拂。

科學家再次發現

06:35 讀氣旋資料時,發現無法用氣壓來解釋氣旋

風從氣壓最高的北緯30度往低緯度地區吹時,會漸漸會轉成東北風。這個現象並不完全符合"風會從高壓往低壓吹"的理論。

科學家再次假設

10:21 再次猜想是因為緯度不同導致,風有偏移現象

佛雷爾假設風向會有東向的偏轉,是由於處在地表的空氣粒子移動速率所影響,進而造成空氣流動整體有往東偏的現象。

科學家最後進行驗證與結論

10:55 透過觀測全球風向,來驗證自記幾的猜想

佛雷爾透過觀測全球風向,得出了一個結論,地球自轉也會影響風吹拂的方向,當風由高緯度往低緯度吹拂時,會產生向西的偏轉,而當風由低緯度往高緯度吹拂時則會產生向東的偏轉,並且這些偏轉的角度會隨著跨越的緯度越多而越大。