Рефераты Форма, размеры и движения Земли и их геофизические следствия. Гравитационное поле Земли

Вернуться в Геодезия

Форма, размеры и движения Земли и их геофизические следствия. Гравитационное поле Земли
. Объем Земли составляет 1,083 • 1012 км3, а масса - 6 • 1027 г.
Ускорение силы тяжести на полюсе 983 см/с2, на экваторе 978 см/с2.Площадь
поверхности Земли около 510 млн. км2, из которых 70,8% представляет Мировой
океан и 29,2% - суша. В распределении океанов и материков наблюдается
определенная дисимметрия. В Северном полушарии это соотношение составляет
61 и 39%, в Южном-81 и 19%.Фигура Земли в первом приближении представляет
собой эллипсоид вращения, у которого экваториальный радиус (а) больше
полярного (b) на 21389 км. Отсюда полярное сжатие земного эллипсоида
составляет :

[pic].
Это различие в длинах радиуса обусловливает современное изменение силы
тяжести от полюса до экватора на величину 1,6 гал.Отношение центробежной
силы Р к силе тяготения F называют геодинамической постоянной q:
[pic].
Оно показывает, что сила тяжести на поверхности Земли определяется
главным образом притяжением ее массы, а вклад центробежного ускорения
составляет всего 0,5%. Тем не менее эта величина действует на протяжении
длительного времени, играет исключительно важную роль в дифференциации
земного вещества, динамике водных и воздушных масс. Изменение силы Р по
широте и сжатие Земли совместно определяют нормальное изменение поля силы
тяжести у Земли.
Для вычислений нормальных значений силы тяжести Земли используются
формулы, рассчитанные для эллипсоида вращения в предположении, что Земля
состоит из концентрических слоев, однородных по плотности.

Формулы Клеро (1743): G0 = ge(1+?sin2?-?’sin22?); ? = 5/2q-?; ?’ =
1/8?2+1/4??,

где: g0 – нормальное значение силы тяжести;

ge – значение силы тяжести на экваторе;

? – широта пункта наблюдения;

q ? 1/300.

Формулы Клеро позволяют вычислить теоретическое значение силы тяжести в
какой-либо точке земной поверхности, если известна широта этого пункта.
Коэффициенты в формуле Клеро для нормального распределения силы тяжести
выводились многими учеными, но практическое применение нашли формула
Гельмерта и международная формула Кассиниса.

Формула Гельмерта (1901-1909):

g0 = 978,030(1+0,005302sin2?-0,000007sin22?)

Формула Кассиниса:

g0 = 978,049(1+0,0052884sin2?-0,0000059sin22?)

Чтобы наблюденные значения силы тяжести, относящиеся к реальной поверхности
Земли, сравнивать с нормальными, их необходимо приводить (редуцировать) к
уровню эллипсоида. Есть поправка в свободном воздухе, поправка за
промежуточный слой, поправка за рельеф.

Аномалии силы тяжести.

Представляя фигуру Земли эллипсоидом вращения и вводя понятие геоида, мы
предполагаем, что масса Земли сложена однородным по плотности веществом.
При этом изменение силы тяжести на поверхности Земли должно быть
обусловлено лишь изменением по широте потенциала центробежной силы и
различием в экваториальном и полярном радиусах. Однако в реальных условиях
характер изменения силы тяжести отличается от теоретического нормального
распределения, рассчитанного для поверхности однородного геоида, или
эллипсоида. Такого рода отклонения силы тяжести от нормальной величины
вызваны неоднородным распределением плотностей в теле Земли и особенно в
верхних ее частях.
Разность между наблюденным ускорением силы тяжести g и нормальной
величиной (0, полученной по международной формуле , называется аномалией
силы тяжести (g: (g = g – (0.
Аномалии силы тяжести создаются главным образом неоднородным распределением
плотностей в земной коре и верхней мантии. Однако, чтобы выявить эту
неоднородность, простого вычитания из наблюденной силы тяжести нормальной
составляющей оказывается недостаточно. Дело в том, что величина силы
тяжести зависит от целого ряда факторов, и в первую очередь от
географической широты и высоты места (относительно уровня моря), рельефа
окружающей местности, характера плотностных неоднородностей в верхних слоях
Земли под точкой наблюдения и др
10 11 12 13 14 15 16 17 
Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100