Какой формы земля, гипотезы прошлого и теории настоящего расскажут о форме нашей планеты.

Немного истории

Наши предки задавались вопросами, что представляет собой окружающий мир: что есть небо, земная твердь, вода вокруг нее. Необычные теории и предположения высказывали мыслители.

• В Греции считали, что земля – плоскость, ее окружают океанические воды без краев. На колеснице Аполлон катится по небу и освещает его. Звезды по утрам тонут в водах океана, и вновь рождаются ночью.
• Земля стоит на четырех слонах, которые покоятся на гигантской черепахе. Она же плавает по молочному морю. А его обвивает змея исполинских размеров. Во все это верили индийцы.
• Земля имеет форму чемодана. Встретимся за углом! – так шутили в дети в начальной школе. Китайцы считали так всерьез: земля представляет собой прямоугольник. Полагается он на колоннах, над этим сооружением – безмерное небо. Пролетающий дракон погнул колонну. Теперь солнце ходит не ровно, а по окружности: поднимается на востоке, и прячется на западе.

• Земля квадратная, на ней пять деревьев (в центре – зеленое, самое главное, красное – на востоке, белого цвета – не севере, черного – на западе, желтое – на юге.) Небо держится на деревьях, их цвет – цвет солнца в разное время дня. Такой веры придерживались представители древних майя.
• Вселенная состоит из семи миров. Их соединяет величественное дерево. Оно и есть наша земля. На кроне дерева — остров Буян. Там обитают предки всех животных. Так понимали мир славяне древнего мира.
• В Египте землю представляли так: внизу почивает Богиня почвы, вверху – небо, по которому величественно плывет Бог Солнца.

Все-таки она круглая?!

• Пифагор – легендарный древнегреческий ученый, годы рождения примерно 586 до н.э. – 569 до н.э. Эллинский мудрец не оставил после себя трудов, обо всех его размышлениях мы можем знать по трудам его учеников и последователей. Пифагор много путешествовал и учился у мудрецов Египта, Персии, Финикии. Познания мира он базировал на научном подходе. Математик и ученый утверждал, что форма Земли – шар.

• Его учитель, Анаксимандр Милетский, занимался космологией. Автор научного труда “О природе”. Земля «из двух [плоских] поверхностей по одной ходим мы, а другая ей противоположна». Земля пребывает в центре мироздания, ни на что не опирается, ее окружают кольца из огня. Планету окружают другие, находящиеся на разных расстояниях.
• Древнегреческий ученый Парменид (рожден примерно в 540 г. до н.э.)в своих трудах (до нас дошла частично поэма “О природе”) тоже придерживался этого взгляда.
• Аристотель (384 г. до н.э.), ученик Платона, воспитатель А. Македонского, доказал, что форма земли – шар. Он ссылался на то, что при лунных затмениях тень Земли – круглая. Также он доказал и то, что Луна имеет форму шара.
• Галилей Галилео, математик, физик, астроном и философ, впервые использовал телескоп для наблюдений за небом. Был подвержен гонениям католической церкви: возмутительная гипотеза, что не солнце движется вокруг земли, а земля — вокруг солнца , вызвала негодование.

“Утверждать, что Солнце стоит неподвижно в центре мира - мнение нелепое, ложное с философской точки зрения и формально еретическое, так как оно прямо противоречит Священному Писанию.
Утверждать, что Земля не находится в центре мира, что она не остаётся неподвижной и обладает даже суточным вращением, есть мнение столь же нелепое, ложное с философской и греховное с религиозной точки зрения.”

Ученый был обвинен в ереси и подвержен гонениям. В 1972 году церковь отменила приговор суда над Галилео. В 1992 году Папа Иоанн Павел ll, как представитель Римско-католической церкви признал и приговор, и обвинение ошибкой.

Теперь

Исаак Ньютон, физик, механик, математик и астроном, выдвинул теорию, что форма Земли не шар, а эллипсоид. Для доказательства совей мысли он предложил провести мысленный эксперимент. Необходимо прокопать две шахты к центру Земли: от полюса и от экватора. Шахты заливают водой. Длина шахт одинакова, если исходить из того, что форма – шар. В противовес этому в шахте экватора на воду действует центробежная сила, а на полярную не действует. Для того, чтобы в двух шахтах было равновесие, шахта экватора должна быть длиннее.

В идеальном представлении можно считать, что Земля имеет форму шара, а радиус составляет 6 371, 3 километра. Эти параметры подходят для решения тех задач, точность которых не выше 0,5 процента. На самом деле планета не имеет ровную форму шара. Из-за своего вращения со стороны полюсов она приплюснута. Также различна высота материков, на поверхности впадины и горы. Приливы деформируют форму Земли: они зависят от движения Луны. Это уже не шар, когда центр находится в равном расстоянии от любой точки на поверхности. Здесь вводится понятие геоид. С греческого языка это переводят как “нечто, подобное Земле”. Это эллипсоид вращения, приплюснутый с полюсов. Его поверхность в некоторых местах выступает или прогибается. Геоид напоминает по форме подгнивающее яблоко: поверхность неровная, сама фигура слегка вытянутая.

В космонавтике и геодезии, где точность расчетов максимально важна, используют геоид или эллипсоид. С первым связывают систему астрономических координат, со вторым – геодезических.

Но и геоидом в полной мере Землю не считают. В случае, если бы поверхность планеты вся покрывалась океанами, и они бы не изменялись из-за приливов, тогда форма была бы геоидом. В реальности все иначе, поэтому для более точного определения вывели понятие: референц-эллипсоид.

В науке и при расчётах используют разные земные эллипсоиды и системы координат привязанные к ним.

Земля - круглая. Фигура Земли - термин для обозначения формы земной поверхности. Итак, форма Земли отличается от шара, приближаясь к эллипсоиду вращения. ГЕОИД - (от гео… и греч. eidos вид) фигура Земли, ограниченная уровенной поверхностью, продолженной под континенты. Земля имеет форму шара, как и все остальные космические тела, обладающие большой массой. Такая поверхность носит название общей фигуры Земли или поверхности геоида.

В зависимости от определения фигуры Земли устанавливаются различные системы координат. Ещё в VI в. до нашей эры Пифагор считал, что Земля имеет шарообразную форму. То же открытие наиболее авторитетный автор в этом вопросе, Феофраст, отдаёт Пармениду.

Спустя 200 лет Аристотель доказал это, ссылаясь на то, что во время лунных затмений тень Земли всегда круглая. Он предположил, что она имеет форму эллипсоида и предложил следующий мысленный эксперимент. Нужно прокопать две шахты: от полюса до центра Земли и от экватора до центра Земли. Эти шахты заливаются водой. Если Земля имеет форму шара, то глубина шахт одинакова.

Для лучшей аппроксимации поверхности вводят понятие референц-эллипсоида, который хорошо совпадает с геоидом только на каком-то участке поверхности. На практике используется несколько различных средних земных эллипсоидов и связанных с ними систем земных координат. В том, что земной шар имеет форму геоида — некое подобие груши, вытянутой к Северному полюсу, виноват все тот же эфирный ветер, обдувающий его с севера.

От геоида отсчитываются нивелирные высоты. Понятие геоида неоднократно уточнялось. Он же предложил использование «квазигеоида» (почти геоида), определяемого по значениям потенциала силы тяжести на земной поверхности. Отступления от геоида невелики, не более З м., но геодезия — наука точная, для нее и такие отступления существенны.

Земля вместе с Солнцем сейчас и уже 3-4 миллиарда лет находится в такой области спирального рукава Галактики, в которой она обдувается эфирным потоком с севера. Огибая Землю, эфирный поток создает на ней различные области давления. По законам пограничного слоя после 110 град, считая от точки, в которую под прямым углом бьет поток эфира, то есть несколько ниже экватора этот поток начинает отрываться от поверхности.

Это сейчас каждый школьник точно знает, что планета круглая, что на всех нас действует сила тяготения, которая не даёт упасть «вниз» и улететь за пределы атмосферы… Впрочем, гипотеза о том, что наша планета имеет форму шара, существовала очень давно. Первым эту мысль высказал ещё в VI веке до нашей эры древнегреческий философ и математик Пифагор.

Ещё в XVII веке знаменитый физик и математик Ньютон, сделал смелое предположение, что Земля - никакой не шар, вернее, не совсем шар. Предположил - и математически это доказал. Как бы то ни было, теперь мы точно знаем, что Земля сплюснута у полюсов (если угодно - растянута у экватора). Получается, что Земля имеет не совсем правильную форму, напоминает грушу, вытянутую к Северному полюсу.

Физическая поверхность Земли

Поэтому для формы Земли учёные предложили особое название - геоид. Геоид является неправильной стереометрической фигурой. На форме Земного шара сказываются и сильные землетрясения. Профессора Миланского университета Роберто Сабадини и Джорджио Далла Виа считают, что оно оставило «шрам» на гравитационном поле планеты, в результате чего геоид существенно прогнулся.

Надеемся, что вскоре он пришлёт нам точную информацию о том, какую форму имеет Земля сегодня. Форму Земли можно описать двумя основными и несколькими производными способами. Геоид - фигура крайне сложная, и существует она только теоретически, а на практике ее нельзя ни увидеть, ни «пощупать».

Понятие о форме и поверхности Земли

А мы помним, что поверхность геоида всегда перпендикулярна отвесу, отсюда становится понятно, что геоид - фигура не просто сложная, но в придачу еще и хитрая. А вообще, для чего необходимо так точно знать форму нашей планеты?

В каждой из них принята своя форма Земли, что приводит к некоторым отличиям координат, определенных разными системами. И если отвечать на вопрос, почему же наша планета все-таки круглая, необходимо будет рассмотреть несколько существенных фактов.

Влияние состава планеты Земля на ее форму

Все крупные планеты околоземного пространства (Луна, Солнце и др.) имеют грандиозную массу, что подразумевает и увеличенную силу гравитации. Без этого сила гравитации не имела бы такого воздействия на создание формы нашей планеты – для этого космическое тело должно быть оптимально пластичным, например, газообразным или жидким.

И этому есть несколько существенных доказательств. Полярный радиус Земли составляет 6357 километров, ее экваториальный радиус – 6378 километра, что составляет разницу в целых 19 километров. Поэтому называть планету абсолютным шаром будет, немного неправильно, так как скорей она имеет форму шара, немного приплюснутого у полюсов и растянутого по линии Экватора.

Также круглой идеально Земля не может быть из-за того что раскаленная магма как разновидность жидкости присутствует лишь под корой земной поверхности, а сама кора является твердым веществом. Но стоит отметить, что и на жидкость, находящуюся на поверхности Земли, имеют воздействие определенные явления – точнее, сила тяготения других небесных объектов.

Смотреть что такое «Геоид» в других словарях:

Геоид - геометрически сложная поверхность равных значений потенциала силы тяжести, совпадающая с невозмущенной поверхностью Мирового океана и продолженная над континентами. Лет четыреста тому назад люди были уверены, что Земля плоская и покоится на трех китах. Всех несогласных тащили на костры, поэтому их было немного. Лет через сто уже безнаказанно можно было убеждать окружающих, что Земля - шар. Прошло немного в времени, и снова стали преследовать за это убеждение.

В действительности фигура Земли еще сложнее. Да, Земля не точный эллипсоид, а более сложное тело. Тогда решили форму Земли назвать геоидом. Европейский спутник GOCE увидел Землю в форме картошки. То, что форма Земли должна отличаться от шара, впервые показал Ньютон. В действительности в различных местах поверхность Земли может значительно отличаться от геоида.

Около Александрийской библиотеки во время положения Солнца над Сиеной в зените, сумел измерить длину земного меридиана и вычислить радиус Земли. То, что форма Земли должна отличаться от шара впервые показал Ньютон.

Известно, что планета сформировалась под действием двух сил — силы взаимного притяжения её частиц и центробежной силы, возникающей из-за вращения планеты вокруг своей оси. Сила тяжести представляет собой равнодействующую этих двух сил. Степень сжатия зависит от угловой скорости вращения: чем быстрее вращается тело, тем больше оно сплющивается у полюсов.

Рис. 2.1. Вращение Земли

Понятие фигуры Земли может трактоваться по-разному в зависимости от того, какие требования предъявляются к точности решения тех или иных задач. В одних случаях Землю можно принять за плоскость, в других - за шар, в третьих - за двухосный эллипсоид вращения с малым полярным сжатием, в четвертых - трехосный эллипсоид.

Рис. 2.2. Физическая поверхность Земли (вид из космоса)

Суша составляет приблизительно одну треть от всей поверхности Земли. Она возвышается над уровнем моря в среднем на 900 - 950 м. По сравнению с радиусом Земли (R = 6371 км) это весьма малая величина. Поскольку большую часть поверхности Земли занимают моря и океаны, то за форму Земли можно принять уровенную поверхность, совпадающую с невозмущенной поверхностью Мирового океана и мысленно продолженную под материками.По предложению немецкого ученого Листинга данную фигуру назвали геоидом .
Фигура, ограниченная уровенной поверхностью, совпадающей с поверхностью воды Мирового океана в спокойном состоянии, мысленно продолженная под материками, называется геоидом.
Под Мировым океаном понимают поверхности морей и океанов, связанные между собой.
Поверхность геоида во всех точках перпендикулярна отвесной линии.
Фигура геоида зависит от распределения масс и плотностей в теле Земли. Она не имеет точного математического выражения и является практически неопределимой, в связи с чем в геодезических измерениях вместо геоида используется его приближение - квазигеоид. Квазигеоид , в отличие от геоида, однозначно определяется по результатам измерений, совпадает с геоидом на территории Мирового океана и очень близок к геоиду на суше, отклоняясь лишь на несколько сантиметров на равнинной местности и не более чем на 2 метра в высоких горах.
Для изучения фигуры нашей планеты сначала определяют форму и размеры некоторой модели, поверхность которой является сравнительно хорошо изученной в геометрическом отношении и наиболее полно характеризует форму и размеры Земли. Затем, принимая эту условную фигуру за исходную, определяют относительно нее высоты точек. Для решения многих задач геодезии за модель Земли принят эллипсоид вращения (сфероид).

Направление отвесной линии и направление нормали (перпендикуляра) к поверхности эллипсоида в точках земной поверхности не совпадают и образуют угол ε , называемый уклонением отвесной линии . Данное явление связано с тем, что плотность масс в теле Земли неодинакова и отвесная линия отклоняется в сторону более плотных масс. В среднем его величина составляет 3 - 4", а в местах аномалий достигает десятков секунд. Реальный уровень моря в разных регионах Земли отклонятся более чем на 100 метров от идеального эллипсоида.

Рис. 2.3. Соотношение поверхностей геоида и земного эллипсоида.
1) мировой океан; 2) земной эллипсоид; 3) отвесные линии; 4) тело Земли; 5) геоид

Для определения размеров земного эллипсоида на суше проводились специальные градусные измерения (определялось расстояние по дуге меридиана в 1º). На протяжении полутора веков (с 1800 по 1940 гг.) были получены различные размеры земного эллипсоида (эллипсоиды Деламбера (д"Аламбера), Бесселя, Хейфорда, Кларка, Красовского и др.).
Эллипсоид Деламбера имеет только историческое значение как основа для установления метрической системы мер (на поверхности эллипсоида Деламбера расстояние в 1 метр равно одной десятимиллионной расстояния от полюса до экватора).
Эллипсоид Кларка используется в США, странах Латинской Америки, Центральной Америки и других странах. В Европе используется эллипсоид Хейфорда. Он же был рекомендован в качестве международного, однако параметры указанного эллипсоида получены по измерениям, выполненным только на территории США, и, кроме того, содержат большие ошибки.
До 1942 г. в нашей стране применялся эллипсоид Бесселя. В 1946 г. размеры земного эллипсоида Красовского были утверждены для геодезических работ на территории Советского Союза и действуют до настоящего времени на территории Украины.
Эллипсоид, который используется данным государством, либо обособленной группой государств, для производства геодезических работ и проектирования на его поверхность точек физической поверхности Земли, называют референц-эллипсоидом. Референц-эллипсоид служит вспомогательной математической поверхностью, к которой приводят результаты геодезических измерений на земной поверхности. Наиболее удачная математическая модель Земли для нашей территории в виде референц-эллипсоида была предложена проф. Ф. Н. Красовским. На этом эллипсоиде основана геодезическая система координат Пулково-1942 (СК-42), которая использовалась в Украине для создания топографических карт с 1946 по 2007 год.

Размеры земного эллипсоида по Красовскому

Малая полуось (полярный радиус)
Большая полуось (экваториальный радиус)
Средний радиус Земли, принимаемой за шар
Полярное сжатие (отношение разницы полуосей к большой полуоси)
Площадь поверхности Земли	510083058 км²
Длина меридиана
Длина экватора
Длина дуги 1° по меридиану на широте 0°
Длина дуги 1° по меридиану на широте 45°
Длина дуги 1° по меридиану на широте 90°

При вводе Пулковской системы координат и Балтийской системы высот Совет Министров СССР возложил на Генеральный Штаб вооруженных сил СССР и Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР перевычисление в единую систему координат и высот триангуляционной и нивелирной сети, выполненной до 1946 года, и обязал их закончить эту работу в 5-летний срок. Контроль за переизданием топографических карт был возложен на Генеральный Штаб вооруженных сил СССР, а морских карт на Главный Штаб военно-морских сил.
1 января 2007 года на территории Украины введена УСК-2000 - Украинская система координат взамен СК-42. Практической ценностью новой системы координат является возможность эффективного использования глобальных навигационных спутниковых систем в топографо-геодезическом производстве, которые имеют целый ряд преимуществ в сравнении с традиционными методами.
Сведений о том, что в Украине произведено перевычисление координат СК-42 в УСК-2000 и изданы новые топографические карты автор этого учебного пособия не имеет. На учебных топографических картах, изданных в 2010 году Государственным научно-производственным предприятием «Картография», в левом верхнем углу по-прежнему осталась надпись «Система координат 1942 г.».
Система координат 1963 года (СК-63) являлась производной от предыдущей государственной системы координат 1942 года и имела определенные параметры связи с ней. Для обеспечения секретности в СК-63 были искусственно искажены реальные данные. С появлением мощной вычислительной техники для высокоточного определения параметров связи между различными координатными системами эта система координат утратила свой смысл в начале 80-х годов. Следует заметить, что СК-63 была отменена решением Совета Министров СССР в марте 1989 года. Но впоследствии, учитывая большие объемы накопленных геопространственных данных и картографических материалов (включая результаты выполнения землеустроительных работ времен СССР), срок ее использования был продлен до тех пор, пока все данные не будут переведены в действующую государственную систему координат.
Для спутниковой навигации используется трёхмерная система координат WGS 84 (англ. World Geodetic System 1984). В отличие от локальных систем, является единой системой для всей планеты. WGS 84 определяет координаты относительно центра масс Земли, погрешность составляет менее 2 см. В WGS 84 нулевым меридианом считается IERS Reference Meridian. Он расположен в 5,31″ к востоку от Гринвичского меридиана. За основу взят сфероид с большим радиусом - 6 378 137 м (экваториальный) и меньшим - 6 356 752,3142 м (полярный). Отличается от геоида менее чем на 200 м.
Особенности строения фигуры Земли полностью учитываются при математической обработке высокоточных геодезических измерений и создании государственных геодезических опорных сетей. Ввиду малости сжатия (отношение разности большой, экваториальной полуоси (а ) земного эллипсоида и малой полярной полуоси (b ) к большой полуоси [a - b ]/b ) ≈ 1:300) при решении многих задач за фигуру Земли с достаточной для практических целей точностью можно принять сферу , равновеликую по объему земному эллипсоиду . Радиус такой сферы для эллипсоида Красовского R = 6371,11 км.

2.2. ОСНОВНЫЕ ЛИНИИ И ПЛОСКОСТИ ЗЕМНОГО ЭЛЛИПСОИДА

При определении положения точек на поверхности Земли и на поверхности земного эллипсоида пользуются некоторыми линиями и плоскостями.
Известно, что точки пересечения оси вращения земного эллипсоида с его поверхностью являются полюсами, один из которых называется Северным Рс , а другой - Южным Рю (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Основные линии и плоскости земного эллипсоида

Сечения земного эллипсоида плоскостями, перпендикулярными к малой его оси, образуют след в виде окружностей, которые называются параллелями. Параллели имеют различные по величине радиусы. Чем ближе расположены параллели к центру эллипсоида, тем больше их радиусы. Параллель с наибольшим радиусом, равным большой полуоси земного эллипсоида, называется экватором . Плоскость экватора проходит через центр земного эллипсоида и делит его на две равные части: Северное и Южное полушария.
Кривизна поверхности эллипсоида является важной характеристикой. Она характеризуется радиусами кривизны меридианного сечения и сечения первого вертикала, которые называются главными сечениями
Сечения поверхности земного эллипсоида плоскостями, проходящими через его малую ось (ось вращения), образуют след в виде эллипсов, которые называются меридианными сечениями .
На рис. 2.4 прямая СО" , перпендикулярная к касательной плоскости КК" в точке ее касания С , называется нормалью к поверхности эллипсоида в этой точке. Каждая нормаль к поверхности эллипсоида всегда лежит в плоскости меридиана, а следовательно, пересекает ось вращения эллипсоида. Нормали к точкам, лежащим на одной параллели, пересекают малую ось (ось вращения) в одной и той же точке. Нормали к точкам, расположенным на разных параллелях, пересекаются с осью вращения в различных точках. Нормаль к точке, расположенной на экваторе, лежит в плоскости экватора, а нормаль в точке полюса совпадает с осью вращения эллипсоида.
Плоскость, проходящая через нормаль, называется нормальной плоскостью , а след от сечения этой плоскостью эллипсоида - нормальным сечением . Через любую точку на поверхности эллипсоида можно провести бесчисленное множество нормальных сечений. Меридиан и экватор являются частными случаями нормальных сечений в данной точке эллипсоида.
Нормальная плоскость, перпендикулярная к плоскости меридиана в данной точке С , называется плоскостью первого вертикала , а след, по которой она пересекает поверхность эллипсоида, - сечением первого вертикала (рис. 2.4).
Взаимное положение меридиана и любого нормального сечения, проходящего через точку С (рис. 2.5) на данном меридиане, определяется на поверхности эллипсоида углом А , образованным меридианом данной точки С и нормальным сечением.

Рис. 2.5. Нормальное сечение

Этот угол называется геодезическим азимутом нормального сечения. Он отсчитывается от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки от 0 до 360°.
Если принять Землю за шар, то нормаль к любой точке поверхности шара пройдет через центр шара, а любая нормальная плоскость образует на поверхности шара след в виде окружности, которая называется большим кругом.

2.3. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИГУРЫ И РАЗМЕРОВ ЗЕМЛИ

При определении фигуры и размеров Земли использовались следующие методы:

Астрономо - геодезический метод

Определение фигуры и размеров Земли основано на использовании градусных измерений, суть которых сводится к определению линейной величины одного градуса дуги меридиана и параллели на разных широтах. Однако непосредственные линейные измерения значительной протяженности на земной поверхности затруднены, ее неровности существенно снижают точность работ.
Метод триангуляции. Высокая точность измерения значительных по протяженности расстояний обеспечивается применением метода триангуляции, разработанного в XVII в. голландским ученым В. Снеллиусом (1580 - 1626).
Триангуляционные работы для определения дуг меридианов и параллелей проводились учеными разных стран. Еще в XVIII в. было установлено, что один градус дуги меридиана у полюса длиннее, чем у экватора. Такие параметры характерны для эллипсоида, сжатого у полюсов. Этим подтверждалась гипотеза И. Ньютона о том, что Земля в соответствии с законами гидродинамики должна иметь форму эллипсоида вращения, сплюснутого у полюсов.

Геофизический (гравиметрический ) метод

Он основан на измерении величин, характеризующих земное поле силы тяжести, и их распределении на поверхности Земли. Преимущество этого метода в том, что его можно применять на акваториях морей и океанов, т. е. там, где возможности астрономо-геодезического способа ограничены. Данные измерений потенциала силы тяжести, выполненные на поверхности планеты, позволяют вычислить сжатие Земли с большей точностью, чем астрономо-геодезическим методом.
Начало гравиметрическим наблюдениям было положено в 1743 г. французским ученым А. Клеро (1713 - 1765). Он предположил, что поверхность Земли имеет вид сфероида, т. е. фигуры, которую приняла бы Земля, находясь в состоянии гидростатического равновесия под влиянием только сил взаимного тяготения ее частиц и центробежной силы вращения около неизменной оси. А. Клеро предположил также, что тело Земли состоит из сфероидальных слоев с общим центром, плотность которых возрастает к центру.

Космический метод

Развитие космического метода и изучения Земли связано с освоением космического пространства, которое началось с момента запуска советского искусственного спутника Земли (ИСЗ) в октябре 1957 г. Перед геодезией были поставлены новые задачи, связанные с бурным развитием космонавтики. В их числе - наблюдение за ИСЗ на орбите и определение их пространственных координат в заданный момент времени. Выявленные отклонения реальных орбит ИСЗ от предвычисленных, вызванные неравномерным распределением масс в земной коре, позволяют уточнить представление о гравитационном поле Земли и в конечном результате о ее фигуре.

Вопросы и задания для самоконтроля

Для каких целей используются данные о форме и размерах Земли?

По каким признакам в древности определили, что Земля имеет шарообразную форму?

Какую фигуру называют геоидом?

Какую фигуру называют эллипсоидом?

Какую фигуру называют референц-эллипсоидом?

Каковы элементы и размеры эллипсоида Красовского?

Назовите основные линии и плоскости земного эллипсоида.

Какие методы используются для определения фигуры и размеров Земли?

Дайте краткую характеристику каждому методу.

Взгляды на природу вещей должны непрерывно

совершенствоваться путем познания новых фактов и их научного обобщения.

Август Кекуле

В том, что земной шар имеет форму геоида — некое подобие груши, вытянутой к Северному полюсу , виноват все тот же эфирный ветер, обдувающий его с севера.

Само понятие «геоид» введено в 1873 г. немецким физиком и математиком Иоганном Листингом.

Под этим понятием, означающим «вид Земли» (греч)., подразумевается фигура, которую образовала бы поверхность Мирового океана и сообщающихся с ним морей при некотором среднем уровне воды, свободной от возмущений приливами, течениями, разностями атмосферного давления и т. п.

Картинка отсюда - http://racechrono.ru/obschee-zemlevedenie/5084-figura-i-razmer-zemli.html

Поверхность геоида является одной из уровневых поверхностей потенциала силы тяжести.

От геоида отсчитываются нивелирные высоты. Когда говорят, что высота над уровнем моря такая-то, то это и есть высота от поверхности геоида в данной точке земного шара , хотя именно в этом месте никакого моря нет, а оно, это море, находится от этого места за несколько тысяч километров.

Понятие геоида неоднократно уточнялось.

Советский геофизик, гравиметрист, геодезист и астроном М. С. Молоденский создал теорию определения фигуры и гравитационного поля Земли по выполненным на ее поверхности измерениям, для чего он разработал первый в СССР пружинный гравиметр — прибор для измерения силы тяжести .

Он же предложил использование «квазигеоида» (почти геоида), определяемого по значениям потенциала силы тяжести на земной поверхности. Отступления от геоида невелики, не более З м., но геодезия — наука точная , для нее и такие отступления существенны.

Существует еще эллипсоид Ф. Н. Красовского, который аппроксимирует геоид эллипсоидом вращения; это применяется в геодезических и картографических работах взамен ранее применявшегося для этих целей эллипсоида Бесселя, размеры которого оказались ошибочными.

Так что с формой Земли, как и с любым предметом, все оказалось совсем не просто. Хотя Земля, как выяснилось, не плоскость, установленная на трех слонах, но и не совсем шар . А кроме того возникла серия вопросов:

Почему Земля вообще имеет этакую форму груши ?

Почему точно на севере находится океан, а точно на юге материк, покрытый льдом, да еще на нем пониженная температура?

Почему материки сосредоточены в основном в Северном полушарии?

А есть еще и такое понятие:

Почему в южных широтах существуют «ревущие сороковые»? Можно задать и еще много других вопросов, что, как известно, делать легче, чем отвечать на них. Но давайте попробуем ответить хотя бы на эти. Тем более, что и на эти вопросы в их совокупности ответить пока не сумел никто. А мы попробуем.

Земля вместе с Солнцем сейчас и уже 3-4 миллиарда лет находится в такой области спирального рукава Галактики, в которой она обдувается эфирным потоком с севера .

Апекс эфирного ветра располагается, как установлено Д. К. Миллером еще в 1927 г., где-то в районе звезды Дзета созвездия Дракона (прямое восхождение 262 град, склонение 65 град).

Это данные Миллера, возможно сюда вкралась погрешность, связанная с не учетом им влияния местного рельефа, в частности, горного хребта, в составе которого находится гора Маунт Вилсон, на которой он проводил измерения. Ось Земли, таким образом, несколько наклонена к направлению эфирного ветра.

Огибая Землю, эфирный поток создает на ней различные области давления .

В Северном полушарии и частично в южном — от 70 град с. ш. до 20 град ю. ш. давление эфира понижено за счет градиента скорости потока, огибающего Землю . Сюда стремятся материки, поэтому они и сосредоточены в Северном полушарии.

Область Северного полюса и его ближайших окрестностей - область повышенного давления эфира, это область торможения набегающего эфирного потока: здесь поток эфира бьет прямо в «макушку» земного шара . Поэтому сюда материки не заходят, здесь образовался Северный ледовитый океан.

По законам пограничного слоя после 110 град, считая от точки, в которую под прямым углом бьет поток эфира, то есть несколько ниже экватора этот поток начинает отрываться от поверхности.

Между этим оторвавшимся потоком и поверхностью Земли в районе сороковых-пятидесятых южных широт образуется присоединенный тороидальный вихрь эфира. Этот вихрь захватывает воздушные массы, которые вызывают волнение моря, что и дало этим широтам название «ревущих сороковых».

Потоки эфира, тормозясь об атмосферу, вращающуюся вместе с Землей, испытывают кориолисово ускорение, благодаря чему появляется западная составляющая потока, что и вызывает в этом районе ветры соответствующего направления.

Тороидальный воздушный вихрь отбирает воду у океана и переносит ее через верхние холодные слои атмосферы в приполярные южные области, где и сбрасывает, образуя ледовый континент Антарктиды.

Наличие градиентных воздушных течений способствует понижению температуры воздуха во всем приполярном южном районе. Этим объясняется понижение температуры в южных полярных областях по сравнению с северными, где таких течений нет, поскольку нет присоединенного эфирного вихря.

Кроме того, воздух, благодаря тороидальным потокам, спускается вниз из верхних слоев атмосферы, где он был охлажден, чего тоже на севере нет.

Картинка отсюда - http://fai.org.ru/forum/topic/30864-toroidalnaya-planeta-20/

В результате обдува эфирным ветром поверхности Земли давление эфира в северном полушарии меньше, чем в южном. Это не только заставило континенты сдвинуться в северном направлении, но и привело к деформации всего земного шара: его форма стала «геоидом», неким подобием груши, вытянутой в направлении севера.

Таким образом, с учетом наличия эфирного ветра впервые появилась возможность с единых позиций рассмотреть не только структуру Галактики и Солнечной системы, но и нашей родной Земли.

Необходимо отметить, что подобные же явления в том или ином виде должны существовать на всех планетах Солнечной системы. Это могут проверить планетологи. Нужно лишь не забывать при этом, что величина пограничного слоя потоков эфира, обдувающих планету, существенным образом зависит от наличия на ней атмосферы.

В. А. Ацюковский.

Эфиродинамические гипотезы

Мои шаблоны снова разрушились:) А ваши?

Геоид (греч. geoeides, от ge - Земля и eidos - вид)

фигура, которую образовала бы поверхность Мирового океана и сообщающихся с ним морей при некотором среднем уровне воды, свободной от возмущений приливами, течениями, разностями атмосферного давления и т.д. Поверхность Г. является одной из уровенных поверхностей (См. Уровенная поверхность) потенциала силы тяжести. Эта поверхность, мысленно продолженная под материками, образует замкнутую фигуру, которую принимают за сглаженную фигуру Земли. Часто под Г. понимают уровенную поверхность, проходящую через некоторую фиксированную точку земной поверхности у берега моря. Надобность в таком определении понятия о Г. возникла из-за трудностей установления связи реальной Земли и невозмущённого среднего уровня моря. Понятие о Г. сложилось в результате длительного развития представлений о фигуре Земли как планеты, а самый термин «Г.» предложен И. Листинг ом в 1873. От Г. отсчитывают нивелирные высоты. По современным данным, средняя величина отступления Г. от наиболее удачно подобранного земного сфероида составляет около ±50 м , а максимальное отступление не превышает ±100 м . Высота Г. в сумме с ортометрической высотой (см. Нивелирование) определяет высоту Н соответственной точки над земным эллипсоидом. Поскольку распределение плотности внутри Земли с необходимой точностью неизвестно, высоту Н в геодезической гравиметрии и геодезии, согласно предложению М. С. Молоденского (См. Молоденский), определяют как сумму нормальной высоты и высоты квазигеоида (высота Н необходима для вывода координат точек земной поверхности околоземного пространства в единой декартовой системе). Поверхность квазигеоида («почти Г.") определена значениями потенциала силы тяжести на земной поверхности, и для изучения квазигеоида результаты измерений не нужно редуцировать внутрь притягивающей массы. Квазигеоид отступает от Г. в высоких горах на 2-3 м , на низменных равнинах - на 2-3 см , на морях и океанах поверхности Г. и квазигеоида совпадают. Фигуру квазигеоида определяют методом астрономо-гравиметрического нивелирования (См. Астрономо-гравиметрическое нивелирование) или через предварительное определение возмущающего потенциала по материалам наземных гравиметрических съёмок и наблюдений за движением искусственных спутников Земли. Последние данные необходимы в связи с недостаточной гравиметрической изученностью некоторых областей Земли.

М. И. Юркина.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Геоид" в других словарях:

Истинная форма Земли; неправильное геометрическое тело, поверхность которого в каждой своей точке перпендикулярна к действительному направлению отвесной линии в этой точке. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское… … Морской словарь

Геометрически сложная поверхность равных значений потенциала силы тяжести, совпадающая с невозмущенной поверхностью Мирового океана и продолженная над континентами. Г. определяет фигуру Земли, он существенно отличается от физ. поверхности Земли,… … Геологическая энциклопедия

геоид - Фигура Земли, образованная уровенной поверхностью, совпадающей с поверхностью Мирового океана в состоянии полного покоя и равновесия и продолженной под материками. [ГОСТ 22268 76] [ГОСТ Р 52334 2005] геоид Геометрически сложная поверхность с… … Справочник технического переводчика