探讨问题 Ground speed 2011-03-26 乘飞机时看到飞机上报导的飞行速度都是用Ground speed这个词，也就是飞机相对于地球表面的相对速度。 近来大学同学在网上讨论这个问题来着，有位常出国出差的同学问大家： 不知大家是否有这样的体验：乘飞机向西行比向东行费时间。 他上次就发过类似的帖，没有正确解决之一问题，经他“研究”，这次给出“正确”答案如下：参照系：地球自转线速度参照系、飞机飞行速度参照系以及时间参照系均为地球自转轴线。地球自西向东飞行，飞机速度大于自东向西飞行速度。这样，东飞省时，西飞费时。你同意吗？不同意，为什么？ 另一位同学说：不同意。假设飞机在天空停止不动，仅靠地球自转就能到达另一个地方么？飞机起飞降落的航线不是完全相同的，机场跑道的起飞方向是有规定的，不能随便改。比如首都机场的跑道是由北向南起飞，由南向北降落。从北方飞来的飞机都要在北京上空绕一圈，从南边降落。绕这一圈的时间大概半小时，我在飞机上记过时间。飞机离不开地球引力，飞机的速度是相对地面的。
还有一位同学接着说：“不同意。无论向哪飞，飞机相对于地面的速度基本上是一样的，通常是800~1000公里/小时。”
我记得毛主席曾在他的一首诗里说过“坐地日行八万里”！这是指地球赤道处的周长，或者说是地球赤道上地球自转的线速度。 取地球自转轴线为参照系的话，地球自转的角速度是一定的：每天360度。那么离地球自转轴越远的地方，其线速度就越大。因而多数欧洲—亚洲的航班都采取起飞后北飞，然后再向目的地飞行，到了目的地的经度后再向南飞。我想这是因为高纬度的地方离地球自转轴线近，地面的线速度小，而且这样的飞行路径也短。
我也认为飞机相对于地面的飞行速度与飞机是顺着自转飞还是逆着地球自转方向飞应该是有关系的。我乘坐同一个航空公司的飞机，同一个机型，用一条航线，从德国回国要比从中国飞回德国时快一个小时。
从德国往中国飞中国飞时，是逆着地球自转方向飞的，地球的自转帮着飞机更快地接近飞机的目的地，飞机在空中的飞行速度加上地球的自转速度就是飞机相对于地面的速度；而从中国往回德国飞时，飞机要追着地球的自转飞向目的地，飞机在空中的飞行速度要减去地球的自转速度才是飞机相对于地面的速度。
如果地球表面和离地面10公里的高空处的空气是以同一角速度在自转的话，那么离地面10公里的高空处的空气线速度就应该比地面处的线速度高。
从另一个角度去考虑的话，由于地球的引力在高空减弱，高空中的空气相对于地球的自转，我想会不会是有一定的滞后的，跟地面旋转的线速度或许是有一定比例，但不是两处离地轴的距离（半径）之比，不然就无法解释我上面说的现象了。
到底该如何精确地解释这个现象呢？ |
