Гравитационное поле Земли

Большая Советская Энциклопедия. Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.


А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я 1 2 3 4 8 A L M P S T X
ГА ГБ ГВ ГД ГЕ ГЁ ГЖ ГЗ ГИ ГЛ ГМ ГН ГО ГП ГР ГС ГУ ГХ ГЫ ГЬ ГЭ ГЮ ГЯ
ГРА
ГРЕ
ГРЁ
ГРЖ
ГРИ
ГРО
ГРУ
ГРЫ
ГРЭ
ГРЮ
ГРЯ

Гравитационное поле Земли, поле силы тяжести; силовое поле, обусловленное притяжением (тяготением) Земли и центробежной силой, вызванной её суточным вращением. Зависит также (незначительно) от притяжения Луны, Солнца и др. небесных тел и масс земной атмосферы. Гравитационное поле Земли характеризуется силой тяжести (см. Гравиметрия), потенциалом силы тяжести и различными производными от него. Потенциал имеет размерность см2.сек–2. За единицу измерения первых производных потенциала, в том числе силы тяжести, в гравиметрии принимается миллигал (мгл), равный 10–3см.сек–2, а вторых производных — этвеш (Е), равный 10–9сек–2. Часть потенциала силы тяжести, обусловленная только притяжением масс Земли, называется потенциалом земного притяжения, или геопотенциалом.

  Для решения практических задач потенциал земного притяжения представляется в виде ряда

  где r — геоцентрическое расстояние; j и lгеографическая широта и долгота точки, в которой рассматривается потенциал; Pnm — присоединённые функции Лежандра; GE — произведение постоянной тяготения на массу Земли, равное 398 603·109м3сек–2, а — большая полуось Земли; Cnm и Snm — безразмерные коэффициенты, зависящие от фигуры Земли и внутреннего распределения масс в ней. Главный член ряда —  соответствует потенциалу притяжения шара с массой Земли. Второй по величине член (содержащий C20) учитывает сжатие Земли. Последующие члены, коэффициенты которых на три порядка и более меньше, чем C20, отражают детали фигуры и строения Земли. Из-за отсутствия точных данных об истинном распределении масс внутри Земли и о её фигуре невозможно непосредственно вычислить коэффициенты Cnm и Snm. Поэтому они определяются косвенно по совокупности измерений силы тяжести на поверхности Земли и по наблюдениям возмущений в движении близких искусственных спутников Земли (ИСЗ). В табл. приведены результаты определения коэффициентов разложения, установленные на основе наблюдений движения ИСЗ. Аналогичными рядами описывается поле силы тяжести Земли.

  Для удобства решения различных задач Г. и. З. условно разделяется на нормальную и аномальную части. Основная — нормальная часть, описываемая несколькими первыми членами разложения, соответствует идеализированной Земле («нормальной» Земле) простой геометрической формы и с простым распределением плотности внутри неё. Аномальная часть поля меньше по величине, но имеет сложное строение. Она отражает детали фигуры и распределения плотности реальной Земли. Нормальная часть поля силы тяжести рассчитывается по формулам распределения ускорения нормальной силы тяжести g. В СССР и др. социалистических странах наиболее часто используется формула Гельмерта (1901—09): g = 978030 (1 + 0,005302 sin2j — —0,000007sin 22j)мгл.

Формула Кассиниса (1930), называемая международной, имеет вид: g = 978049 (1 + 0,0052884 sin2j — 0,0000059 sin2 2j)мгл.

Существуют другие, менее распространённые, формулы, учитывающие небольшое долготное изменение g, а также асимметрию Северного и Южного полушарий. Ведётся подготовка к переходу к единой новой формуле с учётом уточнённого абсолютного значения силы тяжести. С помощью формул распределения нормальной силы тяжести, зная высоты пунктов наблюдений, а также строение окружающего рельефа и плотности слагающих его пород, вычисляют аномалии силы тяжести, которые применяются для решения большинства задач гравиметрии.

  Потенциал силы тяжести используется при изучении фигуры Земли, близкой к уровенной поверхности Гравитационное поле Земли, а также в астродинамике при изучении движения искусственных спутников в Гравитационное поле Земли (уровенной называется поверхность, во всех точках которой потенциал имеет одинаковое значение; сила тяжести направлена к ней по нормали). Одна из уровенных поверхностей, которая совпадает с невозмущённой средней поверхностью океанов, называется геоидом. По направлению силы тяжести устанавливается отвес и определяется положение астрономического зенита. Поскольку уклонения отвеса приближённо равны отношению горизонтальной составляющей притяжения к силе тяжести, то знание их величин в определённом смысле позволяет судить и о Гравитационное поле Земли

  Вторые производные потенциала силы тяжести применяются при решении геологоразведочных и геодезических задач. Вертикальный градиент силы тяжести, соответствующий нормальной части Гравитационное поле Земли, от полюса к экватору изменяется всего на 0,1% от его полной величины, равной в среднем для всей Земли 3086 этвеш. Намного меньше по абсолютной величине нормальные горизонтальные градиенты силы тяжести и вторые производные потенциала силы тяжести, характеризующие кривизну уровенной поверхности Земли. Аномальная часть вторых производных потенциала позволяет судить о плотностных неоднородностях в верхних частях земной коры. По величине она достигает в равнинных местах десятков, а в горных — сотен этвеш. В гравиметрической разведке, помимо вторых производных потенциала силы тяжести, используются третьи производные потенциала, получаемые путём пересчёта по аномалиям силы тяжести. Сила тяжести измеряется гравиметрами и маятниковыми приборами, а вторые производные потенциала силы тяжести — гравитационными вариометрами.

  Коэффициенты (умноженные на 10°) разложения потенциала земного притяжения в ряд по сферическим функциям, определённые по наблюдениям движения искусственных спутников Земли (по данным Смитсоновской астрофизической обсерватории, США, опубл. 1970)

m

0

1

2

3

4

5

С2m

-1082,63

-

2,41

-

-

-

S2m

-

-

-1,36

-

-

-

C3m

2,54

1,97

0,89

0,69

-

-

S3m

-

0,26

-0,63

1,43

-

-

C4m

1,59

-0,53

0,33

0,99

-0,08

-

S4m

-

-0,49

0,71

-0,15

0,34

-

C4m

0,23

-0,05

0,61

-0,43

-0,27

0,13

S5m

-

-0,10

-0,35

-0,09

0,08

-0,60

 

  Лит.: Жонголович И., Внешнее гравитационное поле Земли и фундаментальные постоянные, связанные с ним, «Тр. института теоретической астрономии», 1952, в. 3; Бровар В. В., Магницкий В. А., Шимбирев Б. П., Теория фигуры Земли, М., 1961; Грушинский Н. П., Теория фигуры Земли, М., 1963.

  М. У. Сагитов, В. А. Кузиванов.

 

Так же Вы можете узнать о...


Народонаселения закон, специфический экономический закон, выражающий динамику рабочей силы и характер её использования в процессе производства.
Выг, река в Карельской АССР. Вытекает из озера Верхотинное.
Стегоцефалы (Stegocephalia), ископаемые земноводные, крыша черепа которых образовывала сплошной покров, а туловище нередко было покрыто костными щитками.
Крестовская Мария Всеволодовна Крестовская (по мужу — Картавцева) Мария Всеволодовна [1862 — 24.
Андриканис Евгений Николаевич [р. 14(27).12.
ППС-революционная фракция, Польская социалистическая партия-революционная фракция (PPS-Frakcja Rewolucyjna, Polska Partia Socjalistyczna-Frakcja Rewolucyjna), националистическая и реформистская польская политическая партия, существовавшая в 1906—19.
Живучка, дубровка (Ajuga), род растений семейства губоцветных.
Хамамацу, город и рыболовный порт в Японии, на Ю.
Морено Якоб Леви Морено (Moreno) Якоб (Джэкоб) Леви (р. 20.5.
Виртуальные перемещения, то же, что возможные перемещения.
Соединённый банк в Москве, см. Банки, в дореволюционной России.
Континентальный шельф, см. в ст. Шельф.
Академический театр, звание, присваиваемое в Советском Союзе крупнейшим театрам, которые выработали на протяжении длительной творческой практики прочные традиции, воспитали на основе этих традиций значительных актёров, создали ряд спектаклей, получивших широкое признание зрителей и театральной общественности.
Поверхностное натяжение, важнейшая термодинамическая характеристика поверхности раздела фаз (тел), определяемая как работа обратимого изотермического образования единицы площади этой поверхности.
Дон Ц. (псевдоним; настоящие имя и фамилия Цыденжап Дондупович Дондубон) [31.
«Филики Этерия» («Philike Hetaireia») («Дружеское общество»), общенациональная тайная организация (организованная структура во многом заимствована у карбонариев и масонов) греч.
Механическая лопата, 1) вид одноковшового экскаватора, характеризуемый жёсткой связью между стрелой и ковшом.
Варангер-фьорд (Varanger fjord), Варяжский залив, залив Баренцева моря у северных берегов Европы, между полуостровами Рыбачьим (СССР) и Варангер (Норвегия).