Föld alakja

A föld alakja a földfelszín alakjának  kifejezése . A Föld alakjának definíciójától függően a geodéziában különböző koordinátarendszereket hoznak létre .

Történelem

Még a VI. században is. Kr. Püthagorasz úgy gondolta, hogy a Föld gömb alakú [1] . Ugyanezt a felfedezést adja e kérdésben a legtekintélyesebb szerző , Theophrastus Parmenidésznek .

200 év után Arisztotelész ezt bebizonyította, utalva arra, hogy holdfogyatkozáskor a Föld árnyéka mindig kerek.

További 100 év elteltével Eratoszthenész a napsugarak függőlegestől való eltérése alapján a nyári napforduló déli részén megállapította, hogy a földgömb kerülete körülbelül 50-szerese a Syene és Alexandria közötti távolságnak . Azt azonban nem tudni, hogy akkoriban mennyire pontosan mérték e városok közötti távolságot [2] .

Newton mutatta meg először , hogy a föld alakjának másnak kell lennie , mint egy gömbnek . Azt javasolta, hogy ellipszoid alakú legyen, és a következő gondolatkísérletet javasolta. Két aknát kell ásni: a pólustól a Föld középpontjáig és az Egyenlítőtől a Föld középpontjáig. Ezek a bányák tele vannak vízzel. Ha a Föld gömb alakú, akkor az aknák mélysége azonos. De a centrifugális erő hat az egyenlítői bányában lévő vízre, míg a sarki bányában nem. Ezért ahhoz, hogy mindkét aknában egyensúlyba kerüljön a víz, az egyenlítői aknának hosszabbnak kell lennie. [3]

A Föld alakja elméletének további fejlesztése Huygens , Cassini , Clairaut , MacLaurin , d'Alembert , Lagrange , Laplace , Legendre , Jacobi , Dirichlet , Poincare és mások munkáiban tükröződik.

Modern nézetek

A nulla közelítésben feltételezhetjük, hogy a Föld gömb alakú, átlagos sugara 6371,3 km. Bolygónknak ez az ábrázolása jól megfelel olyan problémák esetén, amelyekben a számítási pontosság nem haladja meg a 0,5%-ot. A valóságban a Föld nem tökéletes gömb. A napi forgás miatt a pólusoktól lapított; a kontinensek magassága eltérő; a felület alakját az árapály-deformációk is torzítják.

A geodéziában és az asztronautikában a Föld alakjának leírására általában forradalmi ellipszoidot vagy geoidot választanak . A geoidhoz egy csillagászati ​​koordinátarendszer , a forradalom ellipszoidjához pedig egy geodéziai koordinátarendszer kapcsolódik .

Definíció szerint a geoid egy olyan felület, amely mindenhol merőleges a gravitációra [4] .

Ha a Földet teljesen beborítaná az óceán , és nem lenne kitéve más égitestek árapály befolyásának és más hasonló perturbációknak, akkor geoid alakú lenne . A valóságban a Föld felszíne különböző helyeken jelentősen eltérhet a geoidtól. A felület jobb közelítése érdekében bevezetjük a referencia ellipszoid fogalmát , amely csak a felület egy részén esik jól a geoiddal. A referenciaellipszoidok geometriai paraméterei eltérnek az átlagos földellipszoid paramétereitől , amely a földfelszín egészét írja le.

A gyakorlatban több különböző átlagos földellipszoidot és kapcsolódó földi koordinátarendszert használnak.

Név a , km 1/ f GM ⊕ × 10 14 m 3 s −2 J 2 × 10 −3 Ω × 10 −5 rad/s
WGS84 6378.137 298.257223563 3,986004418 1,08263 7,292115
GRS80 6378.137 298.257222101 3,986005 1,08263 7,292115
IERS96 6378.13649 298.25645 3,986004418 1,0826359 7,292115
PZ-90 6378.136 298.257839303 3,9860044 1,0826257 7,292115
Itt:
  • a  a Föld egyenlítői sugara;
  • f  az ellipszoid geometriai összehúzódása, ahol
c  a Föld poláris sugara);
  • G  a gravitációs állandó ;
  • M ⊕  a Föld tömege ;
  • J 2  a Föld dinamikus alaktényezője;
  • Ω  a Föld forgásának szögsebessége.
  • Lásd még

    Jegyzetek

    1. Diogenes Laertes. NYOLCADIK KÖNYV . www.psylib.ukrweb.net. Letöltve: 2020. március 22. Az eredetiből archiválva : 2020. március 20.
    2. Trifonov E.D. Hogyan mérték a Naprendszert  // Természet . - Tudomány , 2008. - 7. sz . - S. 18-24 . Archiválva az eredetiből 2013. április 22-én.
    3. Még egyszer a Föld alakjáról – mi is az valójában? Archiválva : 2020. március 20. itt: Wayback Machine  - Young Technician, 1975. 11. szám.
    4. A gravitáció definíciója nemcsak a gravitációs, hanem a centrifugális komponenst is magában foglalja, így a geoid nem esik egybe egy tiszta gravitációs tér ekvipotenciális felületével; így mindenhol nem a gravitációs tér tiszta vektorára, hanem a függővonalra merőleges .

    Irodalom

    Linkek