Što je geoid? Pitanja i zadaci za samokontrolu
U prvoj aproksimaciji, Zemlja se može smatrati sferom. U drugoj aproksimaciji, Zemlja se uzima kao elipsoid revolucije; u nekim se studijama smatra dvoosnim elipsoidom. Geoid- tijelo prihvaćeno kao teorijski lik Zemlje, ograničeno površinom oceana u njihovom mirnom stanju, nastavljalo se ispod kontinenata.Zbog neravnomjernog rasporeda masa u zemljinoj kori, geoid ima nepravilan geometrijski oblik, a njegova površina se ne može izraziti matematički, što je neophodno za rješavanje geodetskih problema. Pri rješavanju geodetskih zadataka geoid se zamjenjuje njemu bliskim geometrijski pravilnim plohama. Dakle, za približne izračune, Zemlja se uzima kao sfera s polumjerom od 6371 km. Elipsoid se približava obliku geoida - figure dobivene rotacijom elipse (sl. 2.1) oko svoje male osi. Dimenzije zemljinog elipsoida karakteriziraju sljedeći osnovni parametri: a- velika poluos, b mala poluos, polarna kompresija i e– prvi ekscentricitet meridijanske elipse, gdje je i.
Pravi se razlika između uobičajenog terestričkog elipsoida i referentnog elipsoida.
Centar obični zemljini elipsoid postavljena u središte mase Zemlje, os rotacije je poravnata s prosječnom osi rotacije Zemlje, a dimenzije su uzete tako da osiguravaju najveću blizinu plohe elipsoida plohi geoida. Globalni elipsoid koristi se u rješavanju globalnih geodetskih problema, a posebice u obradi satelitskih mjerenja. Trenutno se naširoko koriste dva globalna elipsoida: PZ-90 (Parametri Zemlje 1990., Rusija) i WGS-84 (Svjetski geodetski sustav 1984., SAD).
Referentni elipsoid– elipsoid usvojen za geodetske radove u pojedinoj zemlji. Koordinatni sustav usvojen u zemlji povezan je s referentnim elipsoidom. Parametri referentnog elipsoida biraju se pod uvjetom najbolje aproksimacije zadanog dijela Zemljine površine. U ovom slučaju središta elipsoida i Zemlje nisu poravnata.
U Rusiji se od 1946. koristi referentni elipsoid elipsoid Krasovskog s parametrima: A= 6 378 245 m, a = 1/298,3.
2. Koordinatni sustavi u geodeziji. Apsolutne i relativne visine.
Koordinatni sustavi koji se koriste u geodeziji
Za određivanje položaja točaka u geodeziji se koriste prostorne pravokutne, geodetske i ravne pravokutne koordinate.
Prostorne pravokutne koordinate. Ishodište koordinatnog sustava nalazi se u središtu O zemljinog elipsoida (sl. 2.2).
Os Z usmjerena duž osi rotacije elipsoida prema sjeveru. Os x nalazi se na sjecištu ekvatorijalne ravnine s početnim meridijanom u Greenwichu. Os Y usmjerena okomito na osi Z I x na Istok.
Geodetske koordinate. Geodetske koordinate točke su njezina zemljopisna širina, dužina i visina (sl. 2.2).
Geodetska širina bodovaM naziva kut U, koju tvori normala na površinu elipsoida koja prolazi kroz danu točku i ekvatorijalnu ravninu.
Geografska širina se mjeri od ekvatora prema sjeveru i jugu od 0 do 90 i naziva se sjever ili jug. Sjeverna širina se smatra pozitivnom, a južna negativnom.
Presječne ravnine elipsoida koje prolaze kroz os OZ, se zovu geodetski meridijani.
Geodetska dužina bodova M koji se naziva diedarski kut L, koju čine ravnine početnog (Greenwich) geodetskog meridijana i geodetskog meridijana dane točke.
Zemljopisna dužina se mjeri od početnog meridijana u rasponu od 0 do 360 istočno, odnosno od 0 do 180 istočno (pozitivno) i od 0 do 180 zapadno (negativno).
Visina geodetske točke M je njegova visina N iznad površine zemljinog elipsoida.
Geodetske koordinate i prostorne pravokutne koordinate povezuju se formulama
X =(N+H) cos B cos L, Y=(N+H) cos B grijeh L, Z=[(1 e 2 )N+H] grijeh B,
Gdje eprvi ekscentricitet elipse meridijana i N radijus zakrivljenosti prve vertikale. pri čemu N= a/ (1e 2 grijeh 2 B) 1/2 . Geodetske i prostorne pravokutne koordinate točaka određuju se pomoću satelitskih mjerenja, kao i njihovim povezivanjem geodetskim mjerenjima s točkama s poznatim koordinatama. Imajte na umu da, uz geodetske, postoje i astronomska širina i dužina. Astronomska širinaovo je kut koji sklopi visak u danoj točki s ravninom ekvatora. Astronomska dužina – kut između ravnina griničkog i astronomskog meridijana koji prolazi preko viska u određenoj točki. Astronomske koordinate određuju se na terenu iz astronomskih opažanja.Astronomske koordinate se razlikuju od geodetskih jer se pravci viska ne poklapaju sa pravcima normala na površinu elipsoida. Kut između smjera normale na površinu elipsoida i viska u određenoj točki zemljine površine naziva se odstupanje viska.
Generalizacija geodetskih i astronomskih koordinata je pojam - zemljopisne koordinate.
Ravne pravokutne koordinate. Za rješavanje problema inženjerske geodezije prelazi se s prostornih i geodetskih koordinata na jednostavnije - ravne koordinate, koje omogućuju prikazivanje terena u ravnini i određivanje položaja točaka pomoću dvije koordinate x I na.
Budući da se konveksna površina Zemlje ne može bez izobličenja prikazati na ravnini, uvođenje ravnih koordinata moguće je samo u ograničenim područjima gdje su izobličenja toliko mala da se mogu zanemariti. U Rusiji je usvojen sustav pravokutnih koordinata, čija je osnova jednakokutna transverzalna cilindrična Gaussova projekcija. Površina elipsoida je prikazana na ravnini u dijelovima koji se nazivaju zonama. Zone su sferni trokuti, omeđeni meridijanima i protežu se od sjevernog pola prema južnom (Sl. 2.3). Veličina zone u zemljopisnoj dužini je 6. Središnji meridijan svake zone naziva se aksijalni meridijan. Zone su numerirane od Greenwicha prema istoku.
Duljina aksijalnog meridijana zone s brojem N jednaka je:
0 = 6 N 3 .
Aksijalni meridijan zone i ekvator prikazani su na ravnini ravnim linijama (slika 2.4). Aksijalni meridijan uzet je kao apscisna os x, a ekvator je iza ordinatne osi g. Njihovo sjecište (točka O) služi kao ishodište koordinata za ovu zonu.
Da bi se izbjegle negativne vrijednosti ordinata, koordinate presjeka se uzimaju kao x 0 = 0, g 0 = 500 km, što je ekvivalentno pomaku osi x 500 km zapadno.
Tako da se po pravokutnim koordinatama točke može prosuditi u kojoj se zoni nalazi, na ordinatu g lijevo je dodijeljen broj koordinatne zone.
Neka su, na primjer, koordinate točke A imaju oblik:
x A = 6 276 427 m, g A= 12 428 566 m
Ove koordinate pokazuju da je točka A nalazi se na udaljenosti od 6276427 m od ekvatora, u zapadnom dijelu ( g 500 km) 12. koordinatne zone, na udaljenosti od 500000 428566 = 71434 m od aksijalnog meridijana. Za prostorne pravokutne, geodetske i ravne pravokutne koordinate u Rusiji je usvojen jedinstveni koordinatni sustav SK-95, fiksiran na tlu točkama državne geodetske mreže i izgrađen prema satelitskim i zemaljskim mjerenjima od 1995.
Visinski sustavi
Visine se u inženjerskoj geodeziji računaju od jedne od niveleta. Visina točke nazovimo udaljenost duž viska od točke do ravne površine, koja se uzima kao početak izračuna visina.
Visine su apsolutne, ako se mjere od glavne nivelete, odnosno od plohe geoida. Na sl. 2,5 segmenta viska Ahh I Vv- apsolutne visine točaka A I U.
Visine se nazivaju uvjetne, ako je bilo koja druga ravna površina odabrana kao početna točka za izračunavanje visina. Na sl. 2,5 segmenta viska Ahh I Vv - uvjetne visine točaka A I U.
Prihvaćen u Rusiji Baltički visinski sustav. Apsolutne visine izračunavaju se iz ravne površine. Obično se zove brojčana vrijednost visine ocjena. Na primjer, ako je visina točke A jednak H A= 15,378 m, tada kažemo da je kota točke 15,378 m.
Visinska razlika dviju točaka naziva se prekoračenje. Dakle, prekoračenje točke U iznad točke A jednaki
h AB = H U H A .
Poznavajući visinu točke A, za određivanje visine točke U prekoračenje se mjeri na terenu h AB. Visina točke U izračunati po formuli
H U = H A + h AB .
Mjerenje kota i kasniji proračun visina točaka naziva se niveliranje.
Treba razlikovati apsolutnu visinu točke od njezine geodetski visina, odnosno visina mjerena od površine zemljinog elipsoida (vidi odjeljak 2.2). Geodetska visina se razlikuje od apsolutne visine po veličini odstupanja plohe geoida od plohe elipsoida..
Zemlja je okrugla. Zemljin lik je pojam za oblik zemljine površine. Dakle, oblik Zemlje razlikuje se od sfere, približavajući se elipsoidu revolucije. GEOID - (od geo... i grč. eidos pogled) lik Zemlje, ograničen ravnom površinom, produžen ispod kontinenata. Zemlja ima oblik lopte, kao i sva druga svemirska tijela koja imaju veliku masu. Takvu plohu nazivamo općom figurom Zemlje ili plohom geoida.
Ovisno o definiciji Zemljine figure uspostavljaju se različiti koordinatni sustavi. Još u 6.st. BC Pitagora je vjerovao da je Zemlja sferna. Najautoritativniji autor po ovom pitanju, Teofrast, daje isto otkriće Parmenidu.
200 godina kasnije Aristotel je to dokazao, navodeći činjenicu da je za vrijeme pomrčine Mjeseca Zemljina sjena uvijek okrugla. Pretpostavio je da ima oblik elipsoida i predložio sljedeći misaoni eksperiment. Potrebno je iskopati dvije mine: od pola do središta Zemlje i od ekvatora do središta Zemlje. Ovi rudnici su ispunjeni vodom. Ako je Zemlja okrugla, onda je i dubina rudnika ista.
Radi bolje aproksimacije plohe uvodi se pojam referentnog elipsoida koji se dobro poklapa s geoidom samo na nekom dijelu plohe. U praksi se koristi nekoliko različitih srednjih terestričkih elipsoida i pripadajućih terestričkih koordinatnih sustava. Isti eterični vjetar koji je puše sa sjevera kriv je što kugla ima oblik geoida - svojevrsne kruške izdužene prema Sjevernom polu.
Iz geoida se mjere nivelacijske visine. Koncept geoida je nekoliko puta dorađivan. Također je predložio korištenje "kvazi-geoida" (gotovo geoida), određenog vrijednostima potencijala gravitacije na zemljinoj površini. Odstupanja od geoida su mala, ne veća od 3 m, ali geodezija je egzaktna znanost i takva su odstupanja za nju značajna.
Zemlja se, zajedno sa Suncem, sada nalazi i već je 3-4 milijarde godina u području spiralnog kraka Galaksije u kojem je puše eterična struja sa sjevera. Kružeći oko Zemlje, eterično strujanje stvara različita područja pritiska na njoj. Prema zakonima graničnog sloja, nakon 110 stupnjeva, računajući od točke na koju tok etera udara pod pravim kutom, to jest nešto ispod ekvatora, ovaj tok se počinje odvajati od površine.
Sada već svaki školarac pouzdano zna da je planet okrugao, da na sve nas djeluje sila gravitacije, koja nas sprječava da padnemo “dolje” i odletimo iz atmosfere... No, hipoteza da je naš planet sferičnog oblika oblik je postojao jako dugo. Prvi koji je ovu ideju izrazio još u 6. stoljeću prije Krista bio je starogrčki filozof i matematičar Pitagora.
Još u 17. stoljeću slavni fizičar i matematičar Newton iznio je hrabru pretpostavku da Zemlja nije lopta, odnosno nije baš lopta. On je to pretpostavio i matematički dokazao. Bilo kako bilo, sada sigurno znamo da je Zemlja spljoštena na polovima (ako želite, ispružena na ekvatoru). Ispostavilo se da Zemlja nema potpuno pravilan oblik, nalikuje kruški izduženoj prema Sjevernom polu.
Fizička površina Zemlje
Stoga su znanstvenici predložili poseban naziv za oblik Zemlje - geoid. Geoid je nepravilan stereometrijski lik. Jaki potresi utječu i na oblik Zemlje. Profesori sa sveučilišta u Milanu Roberto Sabadini i Giorgio Dalla Via vjeruju da je ostavio "ožiljak" na gravitacijskom polju planeta, uzrokujući da se geoid znatno savije.
Nadamo se da će nam uskoro poslati točne podatke o tome kakav je oblik Zemlje danas. Oblik Zemlje može se opisati na dva glavna i nekoliko izvedenih načina. Geoid je izuzetno složena figura i postoji samo teoretski, ali u praksi se ne može vidjeti niti "dotaknuti".
Pojam oblika i površine Zemlje
I sjećamo se da je površina geoida uvijek okomita na visak, iz čega postaje jasno da geoid nije samo složena figura, već i lukava. Općenito, zašto je potrebno tako točno znati oblik našeg planeta?
Svaki od njih usvaja vlastiti oblik Zemlje, što dovodi do nekih razlika u koordinatama definiranim različitim sustavima. A ako odgovorite na pitanje zašto je naš planet još uvijek okrugao, bit će potrebno razmotriti nekoliko značajnih činjenica.
Utjecaj sastava planeta Zemlje na njegov oblik
Svi veliki planeti oko Zemlje (Mjesec, Sunce itd.) imaju ogromnu masu, što također implicira povećanu gravitacijsku silu. Bez toga, sila gravitacije ne bi imala toliki utjecaj na stvaranje oblika našeg planeta - za to kozmičko tijelo mora biti optimalno plastično, na primjer, plinovito ili tekuće.
I za to postoje značajni dokazi. Zemljin polarni radijus je 6357 kilometara, ekvatorijalni radijus je 6378 kilometara, što je razlika od čak 19 kilometara. Stoga bi bilo malo netočno nazvati planet apsolutnom sferom, budući da ima oblik sfere, blago spljoštene na polovima i rastegnute duž linije Ekvatora.
Također, Zemlja ne može biti savršeno okrugla zbog činjenice da se vruća magma, kao vrsta tekućine, nalazi samo ispod kore zemljine površine, a sama kora je čvrsta tvar. No, vrijedi napomenuti da na tekućinu koja se nalazi na površini Zemlje također utječu određeni fenomeni - točnije, gravitacijska sila drugih nebeskih tijela.
Pogledajte što je "geoid" u drugim rječnicima:
Geoid je geometrijski složena površina jednakih vrijednosti gravitacijskog potencijala, koja se podudara s neometanom površinom Svjetskog oceana i proteže se preko kontinenata. Prije otprilike četiri stotine godina ljudi su bili sigurni da je Zemlja ravna i da počiva na tri kita. Svi oni koji se nisu slagali bili su odvučeni na lomaču, tako da ih je bilo malo. Stotinu godina kasnije bilo je moguće nekažnjeno uvjeravati druge da je Zemlja kugla. Prošlo je malo vremena i opet su me počeli progoniti zbog tog uvjerenja.
U stvarnosti je lik Zemlje još složeniji. Da, Zemlja nije točan elipsoid, već složenije tijelo. Tada su odlučili oblik Zemlje nazvati geoidom. Europski satelit GOCE vidio je Zemlju u obliku krumpira. Newton je prvi pokazao da bi se oblik Zemlje trebao razlikovati od oblika sfere. U stvarnosti se Zemljina površina može značajno razlikovati od geoida na različitim mjestima.
Usput, ako ste, moj čitatelju, pažljiva osoba, vjerojatno ste primijetili da sam, govoreći o mjerama stupnjeva, uvijek govorio o mjerama meridijana. I pažljivi čitatelj ima pravo pitati: "Zašto nema priča o mjerenjima pomoću paralela?"
Činjenica je da se to pokazalo puno težim. Tek su u 19. stoljeću u tom smjeru poduzeti istinski veliki i ozbiljni radovi. Znanstvenici iz Engleske, Belgije, Rusije i Njemačke izgradili su triangulacijske točke duž 52. paralele od Haverfordwesta na Britanskom otočju do ruskog grada Orska na rijeci Ural.
Kasnije, sredinom 19. stoljeća, njemački matematičar Carl Friedrich Gauss primijetio je da meridijani Zemlja općenito treba imati nejednaku duljinu. I sama naša planeta, zbog neravnomjerne raspoređenosti mase u svojim dubinama, najvjerojatnije, treba imati lik nešto drugačiji od običnog sferoida. Istina, njegova razmatranja nisu privukla veliku pozornost. U međuvremenu, mjerenja stupnjeva su se gomilala i gomilala. Posebno ih je puno napravljeno u Rusiji, a zatim u SSSR-u.
Pogledajte ovaj divan i lijep post:
Godine 1940. oblik Zemlje čak je dobio rašireno ime "elipsoid Krasovskog", po sovjetskom znanstveniku koji je vodio ovaj rad. Međutim, brojke rotacije nisu bile prikladne za točan opis Zemlje. A kada je oblik našeg planeta konačno razjašnjen uz pomoć umjetnih satelita, svi su se istraživači vratili posebnom pojmu "geoid", koji je 1873. godine predložio engleski znanstvenik Listing. Ova riječ dolazi od grčkog imena zemljište- “ge” i grčka riječ “eidos” - pogled. Ako se doslovno prevede na ruski, ispada da je lik Zemlje sličan zemlji. Kako ovo razumjeti?..
U principu, geoid nije točan lik našeg planeta. Ovo je idealizirana brojka, bez uzimanja u obzir planine, depresije. Onako kako bi bilo da je na Zemlji bio globalni potop. A pritom na planetu ne bi smjeli djelovati nikakvi kozmički poremećaji, ni sunčeva ni lunarna privlačnost, tako da se u oceanu ne planiraju plime ili oseke. Jer tek tada će voda koja preplavi Zemlju imati površinu koja je posvuda okomita na smjer gravitacije. Ali pokazalo se da nije nužno svugdje usmjereno točno prema središtu. Kako izgleda takav geoid?
Kad su računalni operateri izračunali zemljinu površinu pomoću podataka s umjetnih satelita, pokazalo se da malo sliči na krušku. Sjeverni pol je blago uzdignut, južni je udubljen. Pronašli su udubljenja u Aziji i Sjevernoj Americi, te izbočine u Atlantskom i Tihom oceanu.
Naš planet je jedan od 9 koji kruže oko Sunca. Još u antičko doba pojavile su se prve ideje o obliku i veličini Zemlje.
Kako su se mijenjale ideje o obliku Zemlje?
Antički mislioci (Aristotel - 3. st. pr. Kr., Pitagora - 5. st. pr. Kr., itd.) prije mnogo stoljeća izrazili su ideju da naš planet ima sferni oblik. Aristotel (na slici dolje) je posebno učio, slijedeći Eudoksa, da je Zemlja, koja je središte Svemira, sferna. Dokaz za to vidio je u karakteru koji imaju pomrčine Mjeseca. Kod njih sjena koju naš planet baca na Mjesec ima zaobljeni oblik na rubovima, što je moguće samo ako je sferična.
Astronomska i geodetska istraživanja provedena u sljedećim stoljećima dala su nam priliku prosuditi kakav je stvarni oblik i veličina Zemlje. Danas svi znaju da je okruglo, i mlado i staro. Ali bilo je razdoblja u povijesti kada se vjerovalo da je planet Zemlja ravna. Danas, zahvaljujući napretku znanosti, više ne sumnjamo da je okrugla, a ne ravna. Neosporan dokaz za to su svemirske fotografije. Sferni oblik našeg planeta dovodi do činjenice da se površina Zemlje zagrijava neravnomjerno.
No zapravo, oblik Zemlje nije sasvim isti kao što smo mislili. Ta je činjenica poznata znanstvenicima, a trenutno se koristi za rješavanje problema iz područja satelitske navigacije, geodezije, astronautike, astrofizike i drugih srodnih znanosti. Po prvi put, ideju o tome kakav je stvarni oblik Zemlje izrazio je Newton na prijelazu iz 17. u 18. stoljeće. Teorijski je potkrijepio pretpostavku da bi naš planet pod utjecajem gravitacije trebao biti sabijen u smjeru osi rotacije. To znači da je oblik Zemlje ili sferoid ili elipsoid revolucije. Stupanj kompresije ovisi o kutnoj brzini rotacije. Odnosno, što brže tijelo rotira, to se više spljošti na polovima. Ovaj je znanstvenik polazio od principa univerzalne gravitacije, kao i od pretpostavke o homogenoj tekućoj masi. Pretpostavio je da je Zemlja komprimirani elipsoid i odredio, ovisno o brzini rotacije, dimenzije kompresije. Nakon nekog vremena Maclaurin je dokazao da ako je naš planet elipsoid komprimiran na polovima, tada je ravnoteža oceana koji prekrivaju Zemlju doista osigurana.
Možemo li pretpostaviti da je Zemlja okrugla?
Ako planet Zemlju promatramo izdaleka, izgledat će gotovo savršeno okrugla. Promatrač kojem veća točnost mjerenja nije bitna može je tako smatrati. Prosječni radijus Zemlje u ovom slučaju je 6371,3 km. Ali ako mi, uzimajući oblik našeg planeta kao idealne kugle, počnemo vršiti točna mjerenja raznih koordinata točaka na površini, nećemo uspjeti. Činjenica je da naš planet nije savršeno okrugla lopta.
Različiti načini opisivanja oblika Zemlje
Oblik planeta Zemlje može se opisati na dva glavna, kao i nekoliko izvedenih načina. U većini slučajeva može se uzeti ili kao geoid ili kao elipsoid. Zanimljivo je da je drugu opciju matematički lako opisati, ali prvu nije moguće opisati ni na koji način, budući da se za određivanje točnog oblika geoida (i, posljedično, Zemlje) provode praktična mjerenja gravitacije na različitim točaka na površini našeg planeta.
Elipsoid revolucije
S elipsoidom rotacije sve je jasno: ova figura nalikuje lopti koja je spljoštena odozdo i odozgo. Činjenica da je oblik Zemlje elipsoid sasvim je razumljiva: centrifugalne sile nastaju zbog rotacije našeg planeta na ekvatoru, dok ih na polovima nema. Kao rezultat rotacije, kao i centrifugalnih sila, Zemlja se "deblja": promjer planeta na ekvatoru je otprilike 50 km veći od polarnog.
Značajke figure nazvane "geoid"
Izuzetno složena figura je geoid. Postoji samo teoretski, ali u praksi se ne može dodirnuti niti vidjeti. Možete zamisliti geoid kao površinu, sila gravitacije u svakoj točki koja je usmjerena strogo okomito. Kad bi naš planet bio pravilna sfera ravnomjerno ispunjena nekom tvari, tada bi visak u bilo kojoj točki pokazivao u središte sfere. Ali situaciju komplicira činjenica da je gustoća našeg planeta heterogena. Ponegdje su teške stijene, ponegdje praznine, planine i udubine razasute su po cijeloj površini, a ravnice i mora također su neravnomjerno raspoređeni. Sve to mijenja gravitacijski potencijal u svakoj određenoj točki. To što je oblik kugle geoid kriv je i za eterični vjetar koji našu planetu puše sa sjevera.
Tko je proučavao geoide?
Imajte na umu da je sam koncept "geoida" uveo Johann Listing (na slici dolje), fizičar i matematičar, 1873. godine.
Pod njom, što znači "pogled na Zemlju" u prijevodu s grčkog, mislio se na figuru koju tvori površina Svjetskog oceana, kao i mora koja komuniciraju s njim, na prosječnoj razini vode, u odsutnosti poremećaja od plime i oseke. , struje, kao i razlike u atmosferskom tlaku itd. Kada kažu da je ta i tolika visina iznad razine mora, to znači visinu od površine geoida na ovoj točki na globusu, unatoč činjenici da postoji na ovom mjestu nema mora, a nalazi se nekoliko tisuća kilometara dalje.
Koncept geoida kasnije je nekoliko puta dorađen. Tako je sovjetski znanstvenik M. S. Molodensky stvorio svoju teoriju o određivanju gravitacijskog polja i figure Zemlje iz mjerenja na njezinoj površini. Da bi to učinio, razvio je poseban uređaj koji mjeri gravitaciju - opružni gravimetar. On je također predložio korištenje kvazi-geoida, koji je određen vrijednostima koje prihvaća gravitacijski potencijal na površini Zemlje.
Više o geoidu
Ako se gravitacija mjeri 100 km od planina, tada će visak (to jest, uteg na žici) početi odstupati u njihovom smjeru. Takvo odstupanje od okomice nevidljivo je našim očima, ali se lako detektira instrumentima. Posvuda se uočava slična slika: odstupanja viska su negdje veća, negdje manja. I zapamtimo da je površina geoida uvijek okomita na visak. Iz ovoga postaje jasno da je geoid vrlo složena figura. Kako biste ga bolje zamislili, možete učiniti sljedeće: oblikujte kuglu od gline, zatim je stisnite s obje strane da dobijete spljošteni oblik, a zatim na tako dobivenom elipsoidu prstima napravite izbočine i udubljenja. Takva spljoštena, zgužvana lopta sasvim će realno pokazati oblik našeg planeta.
Zašto trebate znati točan oblik Zemlje?
Zašto morate tako precizno znati njegov oblik? Zašto se znanstvenicima ne sviđa kuglasti oblik Zemlje? Treba li sliku zakomplicirati geoidom i elipsoidom revolucije? Da, postoji hitna potreba za ovim: brojke blizu geoida pomažu u stvaranju koordinatnih mreža koje su najtočnije. Ni astronomska istraživanja, ni geodetska snimanja, ni razni satelitski navigacijski sustavi (GLONASS, GPS) ne mogu postojati i provoditi se bez utvrđivanja prilično točnog oblika našeg planeta.
Razni koordinatni sustavi
U svijetu trenutno postoji nekoliko trodimenzionalnih i dvodimenzionalnih koordinatnih sustava globalnog značaja, kao i nekoliko desetaka lokalnih. Svaki od njih ima svoj oblik Zemlje. To dovodi do činjenice da su koordinate koje su određene različitim sustavima malo drugačije. Zanimljivo je da će za njihov izračun za točke koje se nalaze na teritoriju jedne zemlje najprikladnije uzeti oblik Zemlje kao referentni elipsoid. To je sada utvrđeno čak i na najvišoj zakonodavnoj razini.
elipsoid Krasovskog
Ako govorimo o zemljama ZND-a ili Rusiji, tada je na području tih država oblik našeg planeta opisan takozvanim elipsoidom Krasovskog. Definiran je još 1940. godine. Na temelju ove figure stvoreni su domaći (PZ-90, SK-63, SK-42) i strani (Afgooye, Hanoi 1972.) koordinatni sustavi. Još uvijek se koriste u praktične i znanstvene svrhe. Zanimljivo je da se GLONASS oslanja na sustav PZ-90, koji je u točnosti bolji od sličnog sustava WGS84 koji je usvojen kao osnova za GPS.
Zaključak
Ukratko, recimo još jednom da se oblik našeg planeta razlikuje od sfere. Zemlja se približava svojim oblikom elipsoidu revolucije. Kao što smo već primijetili, ovo pitanje nije nimalo prazno. Točno određivanje oblika Zemlje daje znanstvenicima moćan alat za izračunavanje koordinata nebeskih i zemaljskih tijela. A to je vrlo važno za plovidbu svemirom i morem, tijekom građevinskih, geodetskih radova, kao i u mnogim drugim područjima ljudske djelatnosti.
Što je GEOID?
Ne znam:
Zar stvarno misliš da je Zemlja lopta? Pitam se zašto su smislili termin "geoid" za oblik Zemlje?
Najjača gravitacija je u područjima obojenim žuto, a najslabija u područjima plave boje. Reljef geoida je namjerno poboljšan - radi veće jasnoće, razlike u visinama množe se 10 tisuća puta.
Ne znam:
Zašto su smislili vlastiti naziv za oblik Zemlje – geoid, ako su odstupanja oblika Zemlje od sfere tako mala (po vašem mišljenju) da se mogu zanemariti?
Pod oblikom Zemlje mislim na površinu koja ograničava volumen Zemlje.
Mnogi misle da ova slika prikazuje reljef globusa.
Ali to nije istina. Ovo je geoid.
Ne znam:
Nešto novo. Objasniti. Ako geoid nije površina koja ograničava volumen Zemlje, što je onda po vašem mišljenju?
Geoid (doslovno "nešto poput Zemlje") je geometrijsko tijelo koje odražava svojstva gravitacijskog potencijala na Zemlji (u blizini zemljine površine.
Neće svaka osoba koja nije geodet, topograf ili geolog moći razumjeti što znače ovi lukavi pojmovi.
Pa pokušajmo to jednostavnije objasniti.
Geoid je figura složenog oblika koju tvori površina razine vode Svjetskog oceana, koja se nastavlja ispod kontinenata. Ova površina je okomita (normalna) na vektor gravitacije u svim točkama. Visak je usmjeren okomito na površinu geoida, a ne na središte Zemlje! To je zbog činjenice da je gustoća Zemlje neravnomjerno raspoređena.
Odnosno, radi se o imaginarnoj figuri koja ne postoji u stvarnosti.
Geoid nije reljef Zemljine površine. Vidi se da na Himalaji dolazi do sniženja nivelete na geoidu, iako su to reljefno najviše planine na Zemlji.
A Dunno je mislio na POVRŠINU ČVRSTIH I TEKUĆIH LJUSKA ZEMLJE.
Ovako izgleda Zemlja iz svemira.
Ovaj prikaz našeg planeta vrlo je prikladan za probleme u kojima točnost izračuna ne prelazi 0,5%. U stvarnosti, Zemlja nije savršena kugla. Zbog dnevne rotacije spljoštena je na polovima; visine kontinenata su različite; plimne deformacije također iskrivljuju oblik površine. U geodeziji i astronautici, elipsoid rotacije ili geoid obično se odabire za opisivanje figure Zemlje. Geoidu je pridružen sustav astronomskih koordinata, a elipsoidu rotacije sustav geodetskih koordinata.
Sve što smo do sada razmotrili odnosi se na čvrstu i tekuću površinu planeta.
Ali, na Zemlji postoji i plinoviti omotač planeta, koji se naziva atmosfera.
Štoviše, atmosfera nema jasnu granicu sa svemirom.
Karmanova linija je nadmorska visina iznad razine mora, koja se konvencionalno prihvaća kao granica između Zemljine atmosfere i svemira.
Prema definiciji Fédération Aéronautique Internationale (FAI), Karmanova linija se nalazi na nadmorskoj visini od 100 km.
Visina je dobila ime po Theodoreu von Karmanu, američkom znanstveniku mađarskog podrijetla. On je prvi utvrdio da na približno ovoj visini atmosfera postaje toliko razrijeđena da aeronautika postaje nemoguća, budući da brzina zrakoplova potrebna za stvaranje dovoljnog uzgona postaje veća od prve kozmičke brzine, pa je stoga za postizanje većih visina potrebno koristiti se sredstvima astronautike.
Zemljina atmosfera nastavlja se iza Karmanove linije. Vanjski dio zemljine atmosfere, egzosfera, proteže se do visine od 10 tisuća km ili više; na toj se visini atmosfera sastoji uglavnom od atoma vodika koji mogu napustiti atmosferu.
Postizanje Karmanove linije bio je prvi uvjet za dobivanje nagrade Ansari X jer je to osnova za priznavanje leta kao svemirskog.