Підпишіться на Xataka Ciencia
Для того, щоб зробити прості та приблизні розрахунки, землі зі сферою. Однак форма нашої планети складніша: Земля сплющена на полюсах, південна півкуля трохи об'ємніша, ніж північна, і має певну шорсткість через рельєф місцевості.
Ось чому геодезія, яка є наукою, яка спрямована на вивчення форми та розмірів Землі, встановлює наближення до форми Землі, т.зв. еліпсоїд. Це пояснюється тим, що еліпсоїд - це математична фігура, яка реагує на аналітичні формули таким чином, що дозволяє проводити обчислення на її основі.
Існують різні моделі використовуваних еліпсоїдів (Бессель, Хейфорд, Еверест), які називаються еталонними еліпсоїдами. Різниця між ними визначається значеннями, присвоєними їх найважливішим параметрам:
Екваторіальна піввісь (а) або напів-велика вісь: довжина піввісі, що відповідає екватору, від центру маси Землі до земної поверхні. Полярна піввісь (b) або напівмалова вісь: довжина напіввісі від центру маси Землі до одного з полюсів. Еліпсоїд породжується обертанням навколо нього еліпса.
Одним з найбільш вживаних сьогодні еталонних еліпсоїдів є той, який описаний у системі, що називається Світова геодезична система 84 (WGS-84), розробленій Міністерством оборони США і яка бере свій початок від центру мас Землі. Його популярність пов’язана з тим, що вона використовується системою GPS. Коли ми вимірюємо за допомогою GPS, обчислені координати посилаються на цей еліпсоїд.
Однак, незважаючи на просту математичну фігуру, еліпсоїд не є тією фігурою, яка найбільше нагадує земну форму, і не є відповідною для вимірювання висот. Підходяща опорна поверхня для позначення висот нагадує середній рівень спокійних морів, ідеально розподілених під континентами. Вода у Світовому океані прагне бути в рівновазі, а отже, має тенденцію слідувати за еквіпотенціальною гравітаційною поверхнею.
Ось чому вводиться нова цифра, на цей раз нерегулярна, називається геоїд, визначається як еквіпотенціальна поверхня гравітаційного поля Землі, яка найкраще пристосовується до середнього глобального рівня моря. Одним із наслідків цього визначення є те, що геоїд завжди перпендикулярний до локального вектора гравітації в кожній точці.
Таким чином, висоти тієї самої точки, що відноситься до еліпсоїда та геоїду, не рівні. Різниця між висотою точки, що відноситься до еліпсоїда (h, еліпсоїдна висота), та вимірюванням від геоїду (H, ортометрична висота) називається хвилеподібністю геоїду (N).
Поділитися Форма Землі: опорні поверхні