遇見科學

影響足球飛行路徑的因素，除了球體本身的設計之外，球場海拔高度與氣溫也是因素之一。

由於高海拔球場空氣較為稀薄，專長流體力學的成功大學系統與船舶機電工程學系副教授陳政宏表示，在其他環境條件固定的情況下，阻力跟流體的密度成正比。也就是說當空氣粒子減少時，足球的摩擦阻力相對變小，球速會變得較快。

此次世足賽的十個球場平均海拔高度約為1100公尺，海拔最高的足球城（soccer city）球場與最低的伊莉莎白港（Port Elizabeth）球場即相差約1700公尺，足球在海拔1700公尺的球場速度會增加5%以上。

以貝克漢黃金右腳踢出的香蕉球時速可達108公里為例，透過同樣的力道與角度踢出，在最高海拔球場的球速會比最低海拔球場的球速，增加時速約5.5公里，每秒鐘移動的距離可相差達十公尺之多。

同樣的，空氣稀薄意味著空氣中能跟球體產生摩擦的微粒更少，足球藉由空氣摩擦造成的旋轉能力也跟著減弱，容易產生前述的「蝴蝶球」效應，這或許可解釋為什麼球員老覺得球變得又快又難以捉摸。

此外，溫度也會影響空氣密度。當溫度上升時導致空氣膨脹，空氣密度即會下降。陳政宏表示，空氣密度下降即表示一定空間內的空氣粒子數量變少，球與空氣間的摩擦力也會變小。

當氣溫每升高攝氏10度，空氣密度便下降3%。此次世足賽舉辦期間，南非正值冬季，平均溫度在5到17度之間，相對於西甲聯賽在九月間賽事動輒30度以上的高溫，兩者間空氣密度有3%~8%的落差。這也會使球員在不同的溫度下，需微妙的調整力道與踢出角度，以適應溫度變化造成的飛行路徑差異。