Фігура Зямлі

Фігура Зямлі — тэрмін для абазначэння формы зямной паверхні. У залежнасці ад вызначэння фігуры Зямлі ўсталёўваюцца розныя сістэмы каардынат.

 Гісторыя пытання 

Яшчэ ў VI ст. да нашай эры Піфагор лічыў, што Зямля мае шарападобную форму. Тое ж адкрыццё найбольш аўтарытэтны аўтар у гэтым пытанні, Феафраст аддае Парменіду. Ды і Дыяген Лаэрцкі паведамляе, што меркаванне пра шарападобнасці Зямлі выказваў Анаксімандр Мілецкі, у якога вучыўся Піфагор ў юнацтве. Праз 200 гадоў Арыстоцель даказаў гэта, спасылаючыся на тое, што ў час месяцавых зацьменняў цень Зямлі заўсёды круглая. Праз яшчэ 100 гадоў Эратасфен, ведаючы адлегласць ад Александрыі да Сіены і выкарыстоўваючы гноман каля Александрыйскай бібліятэкі падчас палажэння Сонца над Сіене ў зеніце, здолеў вымераць даўжыню зямнога мерыдыяна (250000 стадый) і вылічыць радыус Зямлі (40000 стадый). Бо невядома, якімі стадыямі карыстаўся Эратасфен, немагчыма ўсталяваць гэта значэнне ў сучасных адзінках даўжыні.

Тое, што форма Зямлі павінна адрознівацца ад шара, упершыню паказаў Ньютан. Ён прапанаваў наступны разумовы эксперымент. Трэба пракапаць дзве шахты: ад полюса да цэнтра Зямлі і ад экватара да цэнтра Зямлі. Гэтыя шахты заліваюцца вадой. Калі Зямля мае форму шара, то глыбіня шахт аднолькавая. Але на ваду ў экватарыяльнай шахце дзейнічае цэнтрабежная сіла, у той час як на ваду ў палярнай шахце — не. Таму для раўнавагі вады ў абедзвюх шахтах неабходна, каб экватарыяльная шахта была даўжэй.

Далейшае развіццё тэорыі фігуры Зямлі пайшло дзякуючы працам Гюйгенса, Касіні, Клер, Макларэна, д'Аламбера, Лагранжа, Лапласа, Лежандра, Якобі, Дзірыхле, Пуанкарэ і інш.

 Сучасныя ўяўленні пра фігуру Зямлі 

У нулявым набліжэнні можна лічыць, што Зямля мае форму шара з сярэднім радыусам 6371,3 км. Такое прадстаўленне нашай планеты добра падыходзіць для задач, дакладнасць вылічэнняў у якіх не перавышае 0,5%. У рэчаіснасці Зямля не з'яўляецца ідэальным шарам. З-за сутачнага кручэння яна прыціснутая з полюсаў; вышыні мацерыкоў розныя; форму паверхні скажаюць і прыліўныя дэфармацыі. У геадэзіі і касманаўтыцы для апісання фігуры Зямлі звычайна выбіраюць эліпсоід вярчэння або геоід. З геоідам звязаная сістэма астранамічных каардынат, з эліпсоідам вярчэння — сістэма геадэзічных каардынат.

Паводле вызначэння, геоід — гэта паверхня, усюды нармальная сіле цяжару. Калі б Зямля была цалкам пакрыта акіянам і не падвяргалася прыліўнымі ўздзеянням іншых нябесных цел і іншым падобным абурэнням, яна мела б форму геоіда. У рэчаіснасці ў розных месцах паверхня Зямлі можа значна адрознівацца ад геоіда. Для лепшай апраксімацыі паверхні ўводзяць паняцце рэферэнц-эліпсоід, які добра супадае з геоідам толькі на нейкім участку паверхні. Геаметрычныя параметры рэферэнц-эліпсоіда адрозніваюцца ад параметраў сярэдняга зямнога эліпсоіда, які апісвае зямную паверхню ў цэлым.

На практыцы выкарыстоўваецца некалькі розных сярэдніх зямных эліпсоідаў і звязаных з імі сістэм зямных каардынат.
Назваa, км1/fGM⊕×1014м³c−2J2×10−3Ω×10−5рад/сWGS846378,137298,2572235633,9860044181,082637,292115GRS806378,137298,2572221013,9860051,082637,292115IERS966378,13649298,256453,9860044181,08263597,292115ПЗ-906378,136298,2578393033,98600441,08262577,3
92115Тут:
 а — экватарыяльны радыус Зямлі;
 f — геаметрычны сціск эліпсоіда , дзе c — палярны радыус Зямлі);
 G — гравітацыйная пастаянная;
 M⊕ — маса Зямлі;
 J2 — дынамічны форм-фактар Зямлі;
 Ω — вуглавая хуткасць вярчэння Зямлі.

 Гл. таксама 

 Геоід
 Зямны эліпсоід

 Літаратура 

 The shape of Planet Earth
 В. Л. Пантелеев.  Теория фигуры Земли (курс лекций)
 Веб-сайт Международной Ассоциации Геодезии и Геофизики
  В. А. Белобров. Была ли Земля плоской?

Катэгорыя:Геадэзія
Катэгорыя:Зямля