5 лет назад
Нету коментариев

Фигура Земли — понятие модельное. Это некоторая идеализация, модель, с помощью которой стремятся описать форму планеты. В зависимости от цели описания пользуются различными моделями формы планеты — различными фигурами. Мы расположим известные модели формы Земли в ряд от наиболее общей ко все более детализированным, считая их последовательными приближениями к истинной форме.

Первое приближение — сфера. Это наиболее грубая и наиболее общая модель формы планеты. В задачах общего землеведения довольно часто удается обойтись этой моделью. Сплюснутость Земли с полюсов не играет для географа существенной роли. Однако Земля, как уже отмечалось, имеет одну ось вращения и экваториальную плоскость — плоскость симметрии (а также плоскости симметрии меридианов). Сфера не имеет выраженной единственной оси симметрии — все ее оси равноправны, их бесчисленное множество, так же как и экваторов. Это несоответствие сферической модели Земли ее реальной форме ощутимо проявляется при изучении горизонтальной структуры географической оболочки, характеризующейся выраженной поясностью и известной симметрией относительно экватора (с элементами дисимметрии, см. гл. II).

Второе приближение — эллипсоид вращения. Тип симметрии эллипсоида отвечает указанным выше особенностям формы Земли (выраженная ось, экваториальная плоскость симметрии, меридиональные плоскости). Эта модель используется в высшей геодезии для расчета координат, построения картографических сеток, других вычислений. Разность полуосей эллипсоида вращения составляет 21 км. Большая полуось равна 6378,160 км, малая — 6356,777 км; эксцентриситет —1/298,25. Положение поверхности эллипсоида вращения легко вычисляется, но не определяется с помощью физического эксперимента.

Третье приближение — трехосный эллипсоид. Установлено, что экваториальное сечение Земли также эллипс, разность полуосей которого всего около 200 м, а эксцентриситет 1/30 000. Наличие экваториального сжатия свидетельствует о сложном внутреннем строении планеты, проявляющемся в несимметричном распределении масс. В географических исследованиях эта модель почти не используется.

Четвертое приближение — геоид. Буквально слово «геоид» означает землеподобный. Это название крайне неудачно, так как провоцирует к отождествлению истинной формы Земли и этой фигуры, что неверно.

Геоид — это уровенная (или изопотенциальная) поверхность, совпадающая со средним уровнем Мирового океана и являющаяся геометрическим местом точек пространства, имеющих одинаковый потенциал силы тяжести. Это означает, что на такой поверхности невозможно самопроизвольное горизонтальное перемещение массы (качение, сползание), т. е. она горизонтальна в обиходном понимании. На самом деле, такая поверхность имеет сложную неправильную форму (т. е. не является плоскостью, как нам могло бы показаться при наблюдении, в опыте). Уровенная поверхность в любой точке перпендикулярна отвесу. По закону сообщающихся сосудов жидкость в двух сосудах устанавливается на одной и той же уро-венной поверхности. Благодаря таким свойствам уровенных поверхностей можно проследить их положение (в том числе и геоида) с помощью простых средств: отвеса, уровня, нивелира и других геодезических приборов. В этом практическое значение и важность этой модели фигуры Земли.

Карта геоида по спутниковым данным

Карта геоида по спутниковым данным

На рис. 1.8 приведена поверхность геоида, построенная относительно эллипсоида вращения. Изолинии характеризуют участки поверхности геоида, находящиеся выше (знак плюс) и ниже (знак минус) поверхности эллипсоида. Видны валообразные меридиональные поднятия и опускания геоида. На рис. 1.9 показано соотношение между реальной поверхностью Земли и поверхностями эллипсоида и геоида.

Соотношение положений поверхностей литосферы, геоида и эллипсоида вращения

Соотношение положений поверхностей литосферы, геоида и эллипсоида вращения