Kaj je geoid?

On Geoidno O Zemljina figura je teoretična površina našega planeta, ki jo določa povprečna raven oceanov in s precej nepravilno obliko. Matematično je opredeljen kot površina opreme učinkovitega gravitacijskega potenciala na morju.

Ker gre za namišljeno (nematerialno) površino, prečka celine in gore, kot da bi bili vsi oceani povezani z vodnimi kanali, ki prehajajo skozi kopenske mase.

Slika 1. Geoid. Vir: to.

Zemlja ni popolna sfera, saj je vrtenje okoli svoje osi nekakšna kroglica, ki jo je zabil drogove, z dolinami in gorami. Zato je sferoidna oblika še vedno netočna.

Ta ista rotacija doda centrifugalno silo, katere posledica ali učinkovita sila ne kaže na središče zemlje, ampak ima določen gravitacijski potencial.

Poleg teh geografskih nesreč ustvarjajo nepravilnosti v gostoti, zato sila gravitacijske privlačnosti na nekaterih območjih zagotovo preneha biti osrednja.

Zato znanstveniki, začenši s C. F. Gauss, ki je originalni geoid zasnoval leta 1828, je ustvaril geometrijski in matematični model, ki bo z večjo natančnostjo predstavljal zemeljsko površino.

Za to naj bi ocean počival, brez plimovanja ali oceanskih tokov in stalne gostote, katerih višina služi kot referenca. Potem se šteje, da se površina Zemlje nežno valovita, narašča na mestih, kjer je lokalna gravitacija večja in se potopi, ko se zmanjša.

V teh pogojih naj pospešimo učinkovito gravitacijo vedno pravokotno na površino, katere točke so v enakem potencialu in rezultat je geoid, kar je nepravilno, saj oprema ni simetrična.

[TOC]

Geoidna fizikalna podlaga

Za določitev oblike geoida, ki je sčasoma izpopolnjena, so znanstveniki izvedli številne ukrepe, ob upoštevanju dveh dejavnikov:

Vam lahko služi: kakšna je neto sila? (S primeri)

- Prva je, da vrednost g, Kopensko gravitacijsko polje, enakovredno pospeševanju gravitacije, Odvisno je od zemljepisne širine: v poljah je največ in najmanj v Ekvadorju.

- Drugo je, da, kot smo že rekli, Zemljina gostota ni homogena. Obstajajo kraji, kjer se povečuje, ker so kamnine gostejše, nabiranje magme ali je na površini veliko zemlje, na primer gora.

Kjer je gostota večja, g Je tudi. Upoštevajte to g Je vektor in zato je označen s krepkim.

Gravitacijski potencial zemljišča

Za opredelitev geoida je potencial potreben zaradi gravitacije, za katero mora biti gravitacijsko polje opredeljeno kot gravitacijska sila na enoto mase.

Če testna masa m Na tem področju je nameščen, sila, ki jo ima Zemlja, je njegova teža p = mg, zato je velikost polja:

Moč / masa = p / m = g

Že poznamo njegovo povprečno vrednost: 9.8 m/s² In če bi bila zemlja sferična, bi bila usmerjena proti njenemu središču. Podobno po Newtonovem Universal Gravitacijskem zakonu:

P = gm m /r²

Kjer je m masa zemlje in g konstanta univerzalne gravitacije. Nato velikost gravitacijskega polja g je:

g = gm/r²

Videti je veliko kot elektrostatično polje, tako da lahko določite gravitacijski potencial, ki je analogen elektrostatičnemu:

V = -gm/r

Konstanta g je univerzalna gravitacijska konstanta. No, površine, na katerih ima gravitacijski potencial vedno enako vrednost, se imenujejo Evolucionalne površine in g je vedno pravokotno nanje, kot rečeno.

Za to posebno potencial so površine opreme koncentrične sfere. Delo, potrebno za premikanje mase na njih, je nično, saj je sila vedno pravokotna na katero koli pot nad ekipo.

Stranska komponenta pospeška gravitacije

Ker zemlja ni sferična, mora biti pospešek gravitacije stranska komponenta g_l zaradi centrifugalnega pospeška, ki ga povzroča vrtenje planeta okoli svoje osi.

Vam lahko služi: paramagnetizem

Na naslednji sliki je ta komponenta prikazana v zeleni barvi, katere velikost je:

g_l = Ω²do

Slika 2. Učinkovit gravitacijski pospešek. Vir: Wikimedia Commons. HightEmplar / javna domena.

V tej enačbi Ω To je kotna hitrost vrtenja zemlje in do To je razdalja med točko na zemlji, do določene širine in osi.

In v rdeči barvi je komponenta, ki je posledica planetarne gravitacijske privlačnosti:

g_tudi = Gm/r²

Kot rezultat, z dodajanjem vektorskega g_tudi + g_l, Izhaja iz nastanka pospeška g (v modri barvi) to je resničen pospešek teže Zemlje (ali učinkovit pospešek) in kot to vidimo, ne kaže natančno na sredino.

Poleg tega je stranska komponenta odvisna od zemljepisne širine: v drogovih je nič in zato je gravitacijsko polje največje. V Ekvadorju nasprotuje gravitacijski privlačnosti in zmanjšuje učinkovito gravitacijo, katere velikost ostaja:

g = gm/r² - Ω²R

Z r = ekvatorialni radio Zemlje.

Zdaj se razume, da površine zemeljske opreme niso sferične, ampak da sprejmejo tak način g je vedno pravokotna na njih na vsaki točki.

Razlike med geoidom in elipsoidom

Tu je drugi dejavnik, ki vpliva na variacijo zemljiškega gravitacijskega polja: lokalne variacije gravitacije. Obstajajo kraji, kjer se gravitacija poveča, ker je na primer več mase, na primer na sliki A).

Slika 3. Primerjava med geoidom in elipsoidom. Vir: Lowrie, w.

Ali pa je pod površino kopičenje ali odvečna masa, kot v B). V obeh primerih je višina geoida, ker večja je masa, večja intenzivnost gravitacijskega polja.

Namesto na oceanu je gostota nižja in posledično se geoide potopi, kot vidimo levo od slike A), nad oceanom.

Vam lahko služi: fizična optika: zgodovina, pogosti izrazi, zakoni, aplikacije

Na sliki b) Opozarjamo tudi, da je lokalna gravitacija, označena s puščicami, vedno pravokotna na geoidno površino, kot smo rekli. To se ne zgodi vedno z referenčnim elipsoidom.

Geoidne valovine

Na sliki je tudi z dvosmerno puščico, višinsko razliko med geoidom in elipsoidom, ki se imenuje utesnjenost In označena je kot n. Pozitivne valovine so povezane z odvečno maso in negativnimi napakami.

Nihanje skoraj nikoli ne presegajo 200 m. Pravzaprav so vrednosti odvisne od tega, kako je izbrana morska gladina, ki služi kot referenca, saj nekatere države izberejo drugačno glede na svoje regionalne značilnosti.

Prednosti zastopanja Zemlje kot geoida

-Na geoidu učinkovit potencial, rezultat potenciala zaradi gravitacije in centrifugalnega potenciala, je konstanten.

-Sila gravitacije vedno deluje pravokotno na geoid in obzorje je zanj vedno tangencialno.

-Geoid ponuja referenco za veliko natančne kartografske aplikacije.

-Skozi geoidne seizmologi lahko zaznajo globino, na katero se pojavljajo potresi.

-Pozicioniranje GPS je odvisno od geoida, ki ga je treba uporabiti kot referenco.

-Ocean površina je tudi vzporedna z geoidom.

-Vrtine in spuste geoida kažejo na presežke ali masne okvare, ki so Gravimetrične anomalije. Ko odkrijemo anomalijo in odvisno od njegove vrednosti, je mogoče sklepati na geološko strukturo podzemlja, vsaj določene globine.

To je temelj gravimetričnih metod v geofiziki. Gravimetrična anomalija lahko kaže na akumulacije nekaterih mineralov, struktur, zakopanih pod zemljo, ali tudi prazne prostore. Solne kupole v podzemlju, ki jih je mogoče zaznati z gravimetričnimi metodami, so v nekaterih primerih prisotnosti olja kažejo.

Reference

1. To. Euronews. Gravitacijski oprijem na zemlji. Obnovil od: YouTube.com.
2. Veselje. Geoidno. Obnovil od: YouTube.com.
3. Grieme-Klee, s. Rudarske raziskave: gravimetrija. Okreval od: geovirtual2.Cl.
4. Lowrie, w. 2007. Temeljna geofizika. 2. mesto. Izdaja. Cambridge University Press.
5. NOAA. Kaj je geoid?. Okrevano od: geodezije.NOAA.Gov.
6. Šerif, r. 1990. Uporabite geofiziko. 2. mesto. Izdaja. Cambridge University Press.