ジオイドとは何ですか? 自制のための質問と課題

第一近似的には、地球は球体であると考えることができます。 2 番目の近似では、地球は回転楕円体とみなされます。 一部の研究では、二軸楕円体と考えられています。 ジオイド-理論上の地球の姿として受け入れられている天体は、穏やかな状態では海洋の表面によって制限され、大陸の下に続いていました。地球の地殻内の質量の不均一な分布により、ジオイドは不規則な幾何学的形状を持ち、表面は、測地問題を解決するために必要な数学的に表現することができません。 測地学的な問題を解決する場合、ジオイドはそれに近い幾何学的に規則的なサーフェスに置き換えられます。 したがって、概算の計算では、地球は半径 6371 km の球体として扱われます。 楕円体は、ジオイド (楕円 (図 2.1) をその短軸の周りに回転させることによって得られる図形) の形状に近づきます。 地球の楕円体の寸法は、次の基本パラメータによって特徴付けられます。 ある- 長半径、 b 短半径、  極圧縮、および e– 子午線楕円の第一離心率、どこと。

一般的な地球楕円体と基準楕円体は区別されます。

中心 地球共通楕円体地球の質量中心に配置され、回転軸は地球の平均回転軸と一致し、楕円体表面がジオイド表面に最大限近づくように寸法が取られます。 全球楕円体は、全球測地問題の解決、特に衛星測定の処理に使用されます。 現在、PZ-90 (Earth Parameters 1990、ロシア) と WGS-84 (World Geodetic System 1984、米国) の 2 つの全球楕円体が広く使用されています。

基準楕円体– 特定の国で測地作業に採用されている楕円体。 その国で採用されている座標系は、基準楕円体に関連付けられています。 基準楕円体のパラメータは、地球表面の特定の部分を最もよく近似するという条件の下で選択されます。 この場合、楕円体の中心と地球の中心は一致していません。

ロシアでは 1946 年以来、基準楕円体が使用されています。 クラソフスキー楕円体 パラメータ付き: = 6,378,245 m、a = 1/298.3。

2. 測地学の座標系。 絶対高さと相対高さ.

測地学で使用される座標系

測地学の点の位置を決定するには、空間直交座標、測地座標、および平面直交座標が使用されます。

空間直交座標。 座標系の原点は中心にあります 地球の楕円体(図2.2)。

Z楕円体の回転軸に沿って北に向けられます。 軸 バツ赤道面とグリニッジ本初子午線の交点に位置します。 軸 Y軸に対して垂直に向けられる Zそして バツ東へ。

測地座標。 点の測地座標は、その緯度、経度、高さです (図 2.2)。

測地緯度 ポイントM角度と呼ばれる 、指定された点と赤道面を通過する楕円体の表面の法線によって形成されます。

緯度は赤道から北と南を0°から90°まで測定し、北または南と呼ばれます。 北緯は正、南緯は負とみなされます。

軸を通る楕円体の断面 オズ、と呼ばれます 測地子午線.

測地経度ポイント M二面角と呼ばれる L、最初の (グリニッジ) 測地線子午線と特定の点の測地線子午線の平面によって形成されます。

経度は、東方向 0° ~ 360°、または東方向 0° ~ 180° (正) および西方向 0° ~ 180° (負) の範囲で本初子午線から測定されます。

測地点の高さ Mその高さは N地球の楕円体の表面の上。

測地座標と空間直交座標は次の式で関連付けられます。

X =(N+H) コス Bコス L, Y=(N+H) コス BL, Z=[(1 e 2 )N+H]罪 B,

どこ e子午線楕円の第一離心率と N 最初の垂直線の曲率半径。 その中で N= ある/ (1e 2 罪2 B) 1/2 。 点の測地および空間直交座標は、衛星測定値を使用するだけでなく、既知の座標を持つ点への測地測定値とリンクすることによって決定されます。 測地線のほかに、天文学的な緯度と経度もあることに注意してください。 天文学的な緯度これは、特定の点における鉛直線と赤道面とがなす角度です。 天文経度 – グリニッジ子午線と、特定の点の鉛直線を通過する天文子午線の平面間の角度。 天文座標は地上での天文観測によって決定されますが、鉛直線の方向が楕円体の表面の法線の方向と一致しないため、天文座標は測地座標とは異なります。 楕円体の表面の法線方向と地表上の特定の点の鉛直線との間の角度は、と呼ばれます。 鉛直線のずれ.

測地座標と天文座標を一般化した用語は、次のとおりです。 地理的座標.

平面の直交座標。 工学測地の問題を解決するために、空間座標および測地座標から、より単純な座標、つまり平面上に地形を描写し、2 つの座標を使用して点の位置を決定できる平面座標に移行します。 バツそして .

地球の凸面は歪みのない平面上に表現できないため、平面座標の導入は歪みが無視できるほど小さい限られた領域でのみ可能です。 ロシアでは直交座標系が採用されており、その基礎は等角横円筒ガウス図法です。 楕円体の表面は、ゾーンと呼ばれる部分で平面上に描画されます。 ゾーンは、子午線で境界が定められ、北極から南に広がる球面三角形です (図 2.3)。 ゾーンの経度サイズは 6 です。 各ゾーンの中心子午線は軸子午線と呼ばれます。 ゾーンにはグリニッジから東に向かって番号が付けられています。

番号 N のゾーンの軸子午線の経度は次のとおりです。

 0 = 6 N  3 。

ゾーンの軸子午線と赤道は直線で平面上に描かれます (図 2.4)。 軸子午線を横軸とします バツ、赤道は縦軸の後ろにあります y. それらの交差点(点) ) は、このゾーンの座標の原点として機能します。

負の縦座標値を避けるために、交差座標は次のように取得されます。 バツ 0 = 0, y 0 = 500 km、軸の変位に相当 バツ西へ500km。

そのため、点の直交座標によって、その点が縦軸に対してどのゾーンに位置するかを判断できます。 y左側には座標ゾーンの番号が割り当てられます。

たとえば、ある点の座標を考えてみます。 次の形式をとります:

バツ = 6,276,427 メートル、 y = 12,428,566 メートル

これらの座標は、その点が 赤道から6276427メートルの距離に位置し、西部( y 12 番目の座標ゾーンの  500 km)、軸子午線から 500000 − 428566 = 71434 m の距離にあります。 ロシアの空間直交座標、測地座標、および平面直交座標には、統一座標系 SK-95 が採用されており、国家測地網の点によって地上に固定され、1995 年の時点で衛星および地上ベースの測定に従って構築されています。

高さシステム

工学測地における高さは、水平面の 1 つから計算されます。 ポイントの高さ鉛直線に沿った点から水平面までの距離を高さの計算の開始点と呼びます。

高さは絶対的なもので、メインの水平面、つまりジオイド サーフェスから測定された場合。 図では、 2.5 鉛直線セグメント ああそして Vv- 点の絶対高さ そして .

高さは条件付きと呼ばれます。他の水平面が高さ計算の開始点として選択されている場合。 図では、 2.5 鉛直線セグメント ああ そして Vv- ポイントの条件付き高さ そして .

ロシアで受け入れられる バルト海高さシステム。絶対高さは水平面から計算されます。 身長の数値は通常こう呼ばれます。 マーク。たとえば、点の高さの場合、 に等しい H = 15.378 m である場合、その点の標高は 15.378 m であると言います。

2点の高さの差をといいます。 超える。 したがって、ポイントを超えて、 点の上に 等しい

h AB = H H .

ポイントの高さを知る 、点の高さを決定します 超過は地上で測定されます h AB。 ポイントの高さ 式で計算される

H = H + h AB .

標高を測定して点の高さを計算することを、 レベリング。

点の絶対的な高さは、その点の高さとは区別される必要があります。 測地的な高さ、つまり地球の楕円体の表面から測定した高さ(セクション 2.2 を参照)。 測地高さは、楕円体表面からのジオイド表面の偏差量だけ絶対高さと異なります。.

地球は丸いです。 地形とは、地球の表面の形状を表す用語です。 したがって、地球の形は球とは異なり、公転楕円体に近づきます。 GEOID - (geo... およびギリシャ語の eidos の観点から) 大陸の下に広がる、水平な表面によって制限された地球の姿。 地球は、大きな質量を持つ他のすべての宇宙体と同様に、球の形をしています。 このような面を地球の全体像またはジオイド面と呼びます。


地球の図形の定義に応じて、さまざまな座標系が確立されます。 6世紀に遡ります。 紀元前のピタゴラスは地球は球形であると信じていました。 この問題に関して最も権威のある著者であるテオフラストスは、同じ発見をパルメニデスに与えています。

200 年後、アリストテレスは、月食の間、地球の影は常に丸いという事実を引用して、これを証明しました。 彼はそれが楕円体の形をしていると仮定し、次のような思考実験を提案しました。 極地から地球の中心までと、赤道から地球の中心までの2つの地雷を掘る必要があります。 これらの鉱山は水で満たされています。 地球が球形であれば、鉱山の深さは同じです。

表面をより適切に近似するために、基準楕円体の概念が導入されます。これは、表面のある部分のみでジオイドとよく一致します。 実際には、いくつかの異なる平均地球楕円体および関連する地球座標系が使用されます。 地球が北極に向かって伸びた洋ナシの一種であるジオイドの形をしているのは、同じ風が北から吹いているためです。

レベリング高さはジオイドから測定されます。 ジオイドの概念は何度か改良されてきました。 彼はまた、地表の重力ポテンシャルの値によって決定される「準ジオイド」(ほぼジオイド)の使用を提案しました。 ジオイドからの偏差は小さく、3 m 以下ですが、測地学は精密科学であり、そのような偏差は測地学にとって重要です。

地球は太陽とともに、北からの霊気の流れが吹き付ける銀河の渦巻き腕の領域に現在も存在しており、30億年から40億年もの間存在している。 地球を周回するエーテル流は、地球上にさまざまな圧力領域を作成します。 境界層の法則によれば、エーテル流が直角にぶつかる点から数えて 110 度、つまり赤道のやや下で、この流れは表面から離れ始めます。

今では、すべての小学生は、地球が丸いこと、そして私たち全員が重力の影響を受けており、その重力が私たちが「落ちて」大気圏から飛び出すのを妨げていることを確実に知っています...しかし、私たちの惑星が球形であるという仮説は、形は非常に古くから存在していました。 紀元前 6 世紀にこの考えを最初に表現したのは、古代ギリシャの哲学者で数学者のピタゴラスでした。

17 世紀に遡ると、有名な物理学者であり数学者であるニュートンは、地球は球ではない、あるいは正確には球ではないという大胆な仮定を立てました。 彼はそれを仮定し、数学的に証明しました。 それはともかく、今では地球が極で平らになっている(赤道で伸ばしたとも言える)ことは確かです。 地球は完全に規則的な形ではなく、北極に向かって伸びた梨に似ていることがわかりました。

地球の物理的な表面

したがって、科学者たちは地球の形に特別な名前「ジオイド」を提案しました。 ジオイドは不規則な立体図形です。 強い地震は地球の形にも影響を与えます。 ミラノ大学のロベルト・サバディーニ教授とジョルジオ・ダッラ・ヴィア教授は、これが地球の重力場に「傷跡」を残し、ジオイドが大幅に曲がったと考えている。

私たちは、彼が今の地球がどのような形をしているかについて、すぐに正確な情報を私たちに送ってくれることを願っています。 地球の形状は、2 つの主な方法といくつかの派生的な方法で説明できます。 ジオイドは非常に複雑な図形であり、理論上のみ存在しますが、実際には見ることも「触れる」こともできません。

地球の形と表面の概念

そして、ジオイドの表面は常に鉛直線に対して垂直であることを思い出してください。そこから、ジオイドが複雑な図形であるだけでなく、扱いにくい図形でもあることが明らかになります。 一般に、なぜ地球の形状をこれほど正確に知る必要があるのでしょうか?

それぞれが独自の地球の形状を採用しているため、異なるシステムによって定義される座標に多少の違いが生じます。 そして、なぜ私たちの惑星はまだ丸いのかという質問に答えるには、いくつかの重要な事実を考慮する必要があります。

地球の組成がその形状に及ぼす影響

地球近傍のすべての大きな惑星 (月、太陽など) は巨大な質量を持っており、これは重力の増加を意味します。 これがなければ、重力は私たちの惑星の形状の形成にこれほどの影響を及ぼさないでしょう。そのためには、宇宙体は、例えば気体または液体など、最適に可塑的でなければなりません。

そして、これには重要な証拠がいくつかあります。 地球の極半径は 6357 キロメートル、赤道半径は 6378 キロメートルで、その差は 19 キロメートルにもなります。 したがって、この惑星を絶対的な球体と呼ぶのは少し間違っています。なぜなら、それはむしろ球の形をしており、極でわずかに平らになり、赤道線に沿って伸びているからです。

また、液体の一種である高温のマグマは地表の地殻の下にのみ存在し、地殻自体は固体であるため、地球は完全に丸いということはあり得ません。 しかし、地球の表面にある液体も特定の現象、より正確には他の天体の重力の影響を受けることは注目に値します。

他の辞書で「ジオイド」が何であるかを確認してください。

ジオイドは、重力ポテンシャルの値が等しい幾何学的に複雑な表面であり、世界海洋の乱れのない表面と一致し、大陸に広がっています。 約 400 年前、人々は地球が平らで 3 本の柱の上にあると確信していました。 反対した者は皆火刑に引きずり込まれたので、反対する者はほとんどいなかった。 100年後、地球は球体であると他人に何の罪もなく納得させることが可能になった。 少し時間が経ち、彼らは再びこの信念のために私を迫害し始めました。

実際の地球の姿はさらに複雑です。 はい、地球は正確な楕円体ではなく、より複雑な天体です。 そこで彼らは地球の形をジオイドと呼ぶことにしました。 ヨーロッパのGOCE衛星は地球をジャガイモの形に見ました。 地球の形は球形とは異なるべきであることを最初に示したのはニュートンでした。 実際には、地球の表面は場所によってジオイドと大きく異なる場合があります。

ところで、私の読者であるあなたが注意深い人であれば、度数の測定について話すとき、私は常に経絡の測定について話していることにおそらく気づいたでしょう。 そして、注意深い読者であれば、「なぜ平行線を使用した測定についての話がないのですか?」と尋ねる権利があります。

実際のところ、これははるかに困難であることが判明しました。 この方向で真に大規模かつ真剣な取り組みが行われたのは 19 世紀になってからです。 イギリス、ベルギー、ロシア、ドイツの科学者らは、イギリス諸島のハーバーフォードウェストからウラル川沿いのロシアの都市オルスクまで、北緯52度線に沿って三角点を建設した。

その後、19 世紀半ば頃、ドイツの数学者カール フリードリヒ ガウスは、子午線が 地球通常、長さは等しくないはずです。 そして私たちの地球そのものも、不均一な分布により 大衆その深部では、おそらく通常の回転楕円体とは多少異なる形状をしているはずです。 確かに、彼の考察はあまり注目を集めませんでした。 その間、度数の測定値はどんどん蓄積されていきました。 特にそれらの多くはロシアで作られ、その後ソ連で作られました。

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1940 年には、地球の形状は、この研究を主導したソ連の科学者の名前にちなんで「クラソフスキーの楕円体」という一般的な名前さえ付けられました。 しかし、回転図は地球を正確に記述するにはあまり適していませんでした。 そして、人工衛星の助けを借りて惑星の形状が最終的に明らかになったとき、すべての研究者は、1873 年に英国の科学者リスティングによって提案された特別な用語「ジオイド」に立ち戻りました。 この言葉はギリシャ語の名前に由来しています 土地- 「ゲ」とギリシャ語の「エイドス」 - ビュー。 ロシア語に直訳すると、地球の姿が地球に似ていることがわかります。 これをどう理解すればいいでしょうか?...

原則として、ジオイドは私たちの惑星の正確な姿ではありません。 これは山を考慮しない理想的な図ですが、 くぼみ。 地球上で世界規模の洪水が起こったらどうなるか。 そして同時に、宇宙の擾乱や太陽や月の引力が地球に作用してはなりません。そのため、海洋で満潮や干潮が計画されることはありません。 なぜなら、そのとき初めて、地球にあふれる水の表面が重力の方向に対して垂直になるからです。 しかし、必ずしもどこでも正確に中心に向かうわけではないことがわかりました。 そのようなジオイドはどのように見えるのでしょうか?

コンピューターオペレーターが人工衛星からのデータを使用して地球の表面を計算したところ、それが梨に少し似ていることが判明しました。 北極はわずかに盛り上がっており、南極は凹んでいます。 彼らはアジアと北アメリカでへこみを発見し、大西洋と太平洋ででこぼこを発見しました。

私たちの惑星は、太陽の周りを回る 9 つの惑星のうちの 1 つです。 古代においてさえ、地球の形と大きさについての最初のアイデアが現れました。

地球の形についての考えはどのように変化しましたか?

何世紀も前に、古代の思想家(アリストテレス - 紀元前 3 世紀、ピタゴラス - 紀元前 5 世紀など)は、私たちの惑星は球形であるという考えを表明しました。 特にアリストテレス(下の写真)は、エウドクソスに倣い、宇宙の中心である地球は球形であると教えました。 彼は月食が持つ性質の中にその証拠を見出した。 それらにより、私たちの惑星が月に落とす影は、端が丸い形になりますが、これは球形である場合にのみ可能です。

その後何世紀にもわたって行われた天文学的および測地学の研究により、地球の実際の形と大きさを判断する機会が私たちに与えられました。 今日では、老若男女、誰もがそれが丸いことを知っています。 しかし、歴史上、地球は平らであると信じられていた時代がありました。 今日、科学の進歩のおかげで、私たちはそれが平らではなく丸いことをもはや疑いません。 これを証明する明白な証拠は宇宙写真です。 私たちの惑星の球形は、地球の表面が不均一に加熱されるという事実につながります。

しかし実際には、地球の形は私たちがこれまで考えていたものとまったく同じではありません。 この事実は科学者に知られており、現在、衛星航法、測地学、宇宙航行学、天体物理学およびその他の関連科学の分野の問題を解決するために使用されています。 地球の実際の形がどのようなものであるかという考えは、17 世紀から 18 世紀の変わり目にニュートンによって初めて表現されました。 彼は、私たちの惑星は重力の影響下で回転軸の方向に圧縮されるはずであるという仮定を理論的に実証しました。 これは、地球の形が回転楕円体または公転楕円体のいずれかであることを意味します。 圧縮の程度は回転角速度によって異なります。 つまり、物体の回転が速くなるほど、極の部分で平らになります。 この科学者は万有引力の原理と均一な液体塊の仮定に基づいて研究を進めました。 彼は地球が圧縮された楕円体であると仮定し、回転速度に応じて圧縮の寸法を決定しました。 しばらくして、マクローリンは、私たちの惑星が極で圧縮された楕円体である場合、地球を覆う海洋のバランスが確かに確保されていることを証明しました。

地球は丸いと仮定できますか?

地球を遠くから見ると、ほぼ完全な円形に見えます。 より高い測定精度が重要ではない観察者は、それをそのように考えるかもしれません。 この場合の地球の平均半径は 6371.3 km です。 しかし、私たちが惑星の形状を理想的な球体として捉え、その表面上のさまざまな点の座標を正確に測定し始めても、成功することはありません。 実際のところ、私たちの惑星は完全な丸い球ではありません。

地球の形を表現するさまざまな方法

地球の形状は、主に 2 つの方法と、いくつかの派生的な方法で説明できます。 ほとんどの場合、ジオイドまたは楕円体のいずれかとして取得できます。 興味深いことに、2 番目のオプションは数学的に説明するのが簡単ですが、最初のオプションはまったく説明できません。ジオイド (したがって地球) の正確な形状を決定するために、重力の実際の測定がさまざまな場所で実行されるためです。私たちの惑星の表面上の点。

回転楕円体

回転楕円体を見ればすべてが明らかです。この図は下から見ても上から見ても平らになったボールに似ています。 地球の形が楕円体であるという事実は非常に理解できます。赤道では遠心力が地球の回転によって発生しますが、極では遠心力は存在しません。 自転と遠心力の結果、地球は「肥大化」します。赤道にある惑星の直径は、極地よりも約 50 km 大きくなります。

「ジオイド」と呼ばれる図形の特徴

非常に複雑な図形がジオイドです。 それは理論的にのみ存在し、実際には触れることも見ることもできません。 ジオイドを表面として想像できます。その各点における重力は厳密に垂直方向に向いています。 私たちの惑星が何らかの物質で均等に満たされた通常の球体である場合、鉛直線はどの点でも球体の中心を指すことになります。 しかし、私たちの惑星の密度が不均一であるという事実により、状況は複雑になります。 場所によっては重い岩があり、また場所によっては空洞があり、山や窪地が全面に点在し、平地や海も偏在しています。 これらすべてが、特定の各点における重力ポテンシャルを変化させます。 地球の形がジオイドであるという事実は、私たちの惑星を北から吹くこの世のものとは思えない風のせいでもあります。

誰がジオイドを研究しましたか?

「ジオイド」という概念そのものが、1873 年に物理学者で数学者のヨハン・リスティング (下の写真) によって導入されたことに注意してください。

ギリシャ語からの翻訳で「地球の眺め」を意味するこの言葉は、潮汐による乱れがない場合の平均的な水位で、世界の海洋の表面とそれに連絡する海によって形成される図形を意味しました。 、海流、気圧の違いなど。これこれの高さが海抜であ​​るというとき、これは、地球上のこの時点でのジオイドの表面からの高さを意味します。この場所には海はなく、数千キロも離れたところにあります。

ジオイドの概念はその後、何度か改良されました。 このようにして、ソ連の科学者 M. S. モロデンスキーは、地球の表面で得られた測定値から重力場と地球の形状を決定する理論を作成しました。 これを行うために、彼は重力を測定する特別な装置であるバネ重力計を開発しました。 地球の表面の重力ポテンシャルによって受け入れられる値によって決定される準ジオイドの使用を提案したのも彼でした。

ジオイドについてさらに詳しく

山から 100 km の地点で重力を測定すると、鉛直線 (つまり、紐にかかる重り) が山の方向に逸れ始めます。 垂直からのこのようなずれは私たちの目には見えませんが、機器によって簡単に検出されます。 同様の状況がどこでも観察されます。鉛直線の偏差が、ある場所ではより大きく、他の場所ではより小さくなります。 そして、ジオイド表面は常に鉛直線に対して垂直であることを思い出してください。 このことから、ジオイドは非常に複雑な図形であることがわかります。 それをよりよく想像するには、次の操作を行うことができます。粘土のボールを成形し、それを両側から絞って平らな形状を形成し、得られた楕円体に指で凹凸を付けます。 このように平らにしわくちゃになったボールは、地球の形状を非常にリアルに示しています。

なぜ地球の正確な形状を知る必要があるのですか?

なぜその形状をこれほど正確に知る必要があるのでしょうか? なぜ科学者は地球の球形を好まないのでしょうか? ジオイドと回転楕円体によって絵が複雑になるでしょうか? はい、これは緊急に必要です。ジオイドに近い数値は、最も正確な座標グリッドを作成するのに役立ちます。 天文研究も測地調査も、さまざまな衛星ナビゲーション システム (GLONASS、GPS) も、地球のかなり正確な形状を決定することなしには存在できず、実行することもできません。

さまざまな座標系

現在、世界には地球規模で重要な 3 次元および 2 次元の座標系がいくつかあるほか、ローカルな座標系も数十あります。 それぞれが独自の地球の形をしています。 これは、異なるシステムによって決定された座標がわずかに異なるという事実につながります。 興味深いのは、ある国の領土上にある点についてそれらを計算するには、地球の形状を基準楕円体として取得するのが最も便利であるということです。 これは現在、最高の立法レベルでも確立されています。

クラソフスキー楕円体

CIS諸国またはロシアについて話す場合、これらの国の領土では、私たちの惑星の形状は、いわゆるクラソフスキー楕円体で表されます。 1940 年に定義されました。 国内 (PZ-90、SK-63、SK-42) および海外 (Afgooye、ハノイ 1972) の座標系は、この図に基づいて作成されました。 これらは今でも実用的および科学的な目的で使用されています。 興味深いのは、GLONASS が PZ-90 システムに依存していることです。このシステムは、GPS の基礎として採用されている同様の WGS84 システムよりも精度が優れています。

結論

要約すると、私たちの惑星の形は球体とは異なるということをもう一度言ってみましょう。 地球は公転楕円体の形に近づきつつあります。 すでに述べたように、この質問はまったく無駄では​​ありません。 地球がどのような形をしているかを正確に判断することにより、科学者は天体と地球の座標を計算するための強力なツールを得ることができます。 そしてこれは、宇宙や海洋の航行、建設中、測地作業、さらには人間の活動の他の多くの分野において非常に重要です。

ジオイドとは何ですか?

分からない:
本当に地球は球だと思いますか? なぜ彼らは地球の形を表す「ジオイド」という用語を思いついたのだろうか?

重力が最も強いのは黄色の領域で、最も弱いのは青い領域です。 ジオイドのレリーフは意図的に強調されています。より明確にするために、高さの差は 10,000 倍になっています。

分からない:
球体からの地球の形の偏差が (あなたの意見では) 無視できるほど小さいのに、なぜ彼らは地球の形にジオイドという独自の名前を付けたのでしょうか?
地球の形とは、地球の体積を制限する表面を意味します。

多くの人は、この絵が地球のレリーフを示していると考えています。
しかし、そうではありません。 これがジオイドです。

分からない:
新しい何か。 説明する。 ジオイドが地球の体積を制限する面ではないとしたら、それは何だと思いますか?

ジオイド (文字通り「地球に似たもの」) は、地球 (地表近く) の重力ポテンシャルの特性を反映する幾何学的な物体です。

測量士、地形学者、地質学者以外の人が、これらの難しい用語の意味を理解できるわけではありません。

そこで、もっと簡単に説明してみましょう。

ジオイドは、大陸の下に続く世界の海洋の水面によって形成される複雑な形状の図形です。 この表面は、すべての点で重力ベクトルに対して垂直 (法線) です。 鉛直線は、地球の中心ではなく、ジオイドの表面に対して垂直に向けられています。 これは、地球の密度が不均一に分布しているためです。


つまり、現実には存在しない架空の人物です。

ジオイドは地球表面の起伏ではありません。 ヒマラヤ山脈では、ジオイドの平坦な表面が減少していることがわかりますが、レリーフの観点からは、これらの山は地球上で最も高い山です。

そして、ダンノが言いたかったのは、地球の固体および液体の殻の表面でした。

宇宙から見た地球はこんな感じです。

私たちの惑星のこの表現は、計算精度が 0.5% を超えない問題に適しています。 実際には、地球は完全な球体ではありません。 毎日の回転により、極では平らになります。 大陸の高さは異なります。 潮汐変形も地表の形状を歪めます。 測地学と宇宙航行学では、通常、地球の形状を記述するために回転楕円体またはジオイドが選択されます。 天文座標系はジオイドに関連付けられ、測地座標系は回転楕円体に関連付けられます。


これまで私たちが考えてきたことはすべて、地球の固体表面と液体表面に関係しています。

しかし、地球上には大気と呼ばれるガス状の惑星の殻もあります。

また、大気圏には宇宙空間との明確な境界がありません。

カルマン ラインは海抜高度であり、地球の大気と宇宙の境界として従来認められています。
国際航空連盟 (FAI) の定義によれば、カルマン ラインは海抜 100 km の高度に位置しています。
この高さは、ハンガリー出身のアメリカ人科学者セオドア・フォン・カルマンにちなんで名付けられました。 彼は、この高度付近では大気の希薄化が進み、十分な揚力を生み出すのに必要な航空機の速度が第一宇宙速度よりも大きくなり、したがって、より高い高度に達するには航空宇宙飛行が不可能になると最初に判断した。宇宙飛行の手段を使うこと。
地球の大気はカルマン線を越えて続いています。 地球の大気の外側部分である外気圏は高度 1 万 km 以上まで広がっており、この高度では、大気は主に大気圏外に放出可能な水素原子で構成されています。
カルマンラインを達成することがアンサリX賞を受賞するための第一条件であり、これが飛行を宇宙飛行として認識するための基礎となる。