Что такое геоид кратко
Форма Земли, или что такое геоид
Всем привет. Из дискуссий о форме Земли я часто замечаю, что люди знают слово геоид, но зачастую не представляют, что именно это слово означает. Хочу тезисно осветить тему.
В последующие века геодезия (наука о фигуре Земли) продолжала развиваться, а с появлением космических аппаратов в 20 веке появилась и спутниковая геодезия, с помощью которой удалось дополнительно уточнить параметры фигуры Земли.
В качестве системы описания параметров Земли используется WGS 84 или её российский аналог ПЗ-90. В качестве отсчётного тела используется общеземной эллипсоид вращения с большой полуосью (то есть средним экваториальным радиусом) 6378 км и сжатием эллипсоида 1/298. [3]
Например сверху Северный полюс, снизу Южный, вращаем этот эллипс вокруг оси, проходящей через полюса, и получаем общеземной эллипсоид вращения. Внимание, вопрос: видите ли вы отличие этого эллипса от окружности? Вряд ли. Поэтому если вы упоминаете сплюснутость Земли сами или слышите о сплюснутости от другого человека, вспоминайте эту картинку.
В некоторых сетевых дискуссиях люди меня уверяли, что если фигура хоть сколько-то отличается от шара, то это уже не шар. Вот такая, понимаете ли, принципиальность. Мои попытки рассказать этим людям, что идеальных геометрических фигур в физической реальности не существует, были не очень успешны. И когда я демонстрировал вышеприведённую картинку и спрашивал, чем же она так отличается от окружности, мне либо говорили, что я рисую вообще что-то не то, либо разводили руками.
Из вышесказанного вы уже понимаете, что вторым приближением к форме Земли является общеземной эллипсоид вращения (с вышеуказанными величинами большой полуоси и сжатия). Если представить себе Землю без суши, с ровным дном и без неоднородных вкраплений (плотные породы и тому подобное), то форма Земли (а именно поверхность мирового океана) с хорошей точностью совпадала бы с эллипсоидом вращения.
К слову, эллипсоид вращения и образовался как раз из-за суточного вращения нашей планеты, и когда возникает вопрос «почему нет горба воды в районе экватора из-за вращения», я отвечаю, что «горб» как раз есть, но он размазан между экватором и полюсом. Сумма гравитационной и центробежной сил как раз и дают направление силы тяжести (локальной вертикали), которая практически перпендикулярна к нашему эллипсоиду.
Практически перпендикулярна, однако в следующем, третьем приближении, есть отклонения направления силы тяжести (называется уклонением отвеса), связанные с неоднородностями: неровная поверхность суши и дна водоёмов, а также неравномерное распределение плотностей во внутренней структуре Земли. Это приводит к тому, что реальная поверхность мирового океана отличается от эллипсоида на величины до 100 метров. Такая уровенная поверхность невозмущённой поверхности мирового океана, причём продолженная под континентами, и называется геоидом. [4]
Так выглядит карта высот геоида относительно эллипсоида:
Понятно, что если на глаз трудно отличить даже 20-километровую сплюснутость Земли (эллипсоид в сравнении с шаром), то отличия геоида от эллипсоида в десятки метров в масштабе были бы тем более незаметны. Поэтому для целей визуализации отличий геоида от эллипсоида (не от шара, подчёркиваю) была сделана картинка, в которой эти отличия были утрированы на несколько порядков. А затем эту картинку кто-то вбросил со словами «так выглядит Земля без воды!» И почему-то этот вброс в своё время приобрёл вирусный характер, и до сих пор многие так и продолжают считать, что это форма Земли без воды:
Ну и завершим мы такой, например, вполне подходящей картинкой, на которой не в масштабе, а условно приведены разные поверхности всех трёх приближений к форме Земли (сфера, эллипсоид вращения, геоид):
[1] Эти измерения проводили с помощью триангуляционной разметки на Земле и последующих астрономических измерений высоты кульминации выбранной звезды.
[3] Приведённые значения округлены, более точные значения составляют 6378136 метров и 1/298.258.
Значение слова «геоид»
гео́ид
1. неописываемая математически, фактическая форма Земли
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: кряду — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?
Синонимы к слову «геоид»
Предложения со словом «геоид»
Понятия со словом «геоид»
Отправить комментарий
Дополнительно
Предложения со словом «геоид»
Геоид очень близок к правильному эллипсоиду вращения, то есть немного «сплюснут» у полюсов.
Не совсем шарообразный, скорее «геоид вращения» – но это почти одно и то же.
С целью прямых измерений формы геоида со спутников с помощью альтиметра была измерена поверхность акваторий океанов.
Синонимы к слову «геоид»
Морфология
Правописание
Карта слов и выражений русского языка
Онлайн-тезаурус с возможностью поиска ассоциаций, синонимов, контекстных связей и примеров предложений к словам и выражениям русского языка.
Справочная информация по склонению имён существительных и прилагательных, спряжению глаголов, а также морфемному строению слов.
Сайт оснащён мощной системой поиска с поддержкой русской морфологии.
Почему Земля — геоид?
Оригинал взят у 
kactaheda в Почему Земля — геоид?
совершенствоваться путем познания новых фактов и их научного обобщения.
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).
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.
Кроме того, воздух, благодаря тороидальным потокам, спускается вниз из верхних слоев атмосферы, где он был охлажден, чего тоже на севере нет.
Мои шаблоны снова разрушились 🙂 А ваши?
Что такое геоид кратко
Установить точное положение геоида под материками невероятно сложно, так как для математического выражения геоида используются коэффициенты сферических гармоник. Например, некоторые геоиды использует коэффициенты сферических гармоник для полиномов до 360 порядка и для полного уравнения требуется более 60 000 коэффициентов. Для расчета поверхности это все слишком сложно. Поэтому используется более простая фигура, но с достаточной точностью описывающая землю.
Для упрощения математических расчетов используется более удобный двухосный эллипсоид вращения, при этом он не сильно отличается от формы земли. Поверхности эллипсоида и геоида отличаются в пределах 100 метров в ту или иную сторону.
Форма эллипса определяется двумя радиусами. Более длинный радиус называется большой полуосью (как правило обозначается буквой a), а меньший (короткий)- малой полуосью (как правило обозначается буквой b).
Рисунок 26. Эллипсоид
Эллипсоид вращения, который наилучшим образом согласуется с поверхностью геоида называют общеземной эллипсоид или эллипсоид земли.
Эллипсоид, который наилучшим образом согласуется с геоидом на ограниченной части его поверхности называется референц-эллипсоид (от лат. referens – вспомогательный).
Эллипсоид вращения может быть определен либо большой полуосью, a, и малой полуосью, b, либо величиной a и сжатием.
Сжатие разность в длине между двумя осями, выраженная простой или десятичной дробью:
Сжатие является маленькой величиной, поэтому как правило вместо него используется величина 1/f.
Далее представлены некоторые референц-эллипсоиды и их параметры:
Помимо эллипсоида в геодезии используется такое понятие как датум. Датум (лат. Datum) — набор параметров, используемых для смещения и трансформации референц-эллипсоида в локальные географические координаты. Понятие датум используется в геодезии и картографии для наилучшей аппроксимации к геоиду в данном месте.
Датум задается смещением референц-эллипсоида по осям: X, Y, Z, а также поворотом декартовой системы координат в плоскости осей на угол rX, rY, rZ. Также необходимо знать параметры референц-эллипсоида а и f, где а — размер большой полуоси, f — сжатие эллипсоида.
Существуют два типа датумов- геоцентрический (глобальный) и локальный. Геоцентрический датум использует центр масс земли в качестве начала отсчета. Начало отсчета системы координат для локального датума сдвинуто относительно центра земли. Локальный датум изменяет положение эллипсоида так, чтобы наиболее близко совместить его поверхность с нужной областью. Локальный датум не следует применять вне области, для которой он был разработан.
Наиболее широко используемым датумом является Мировая геодезическая система 1984 года (World Geodetic System 1984- WGS84), базируется он на эллипсоиде WGS-84 с центром в центре масс земли. Так же один из достаточно распространенных датумов (используется в России и некоторых окружающих странах) является- Pulkovo-1942 (СК-42), который базируется на эллипсоиде Крассовского, начало координат у него смещено относительно центра масс расстояние около 100 м.
Система WGS-84 широко применяется за рубежом, ее используют практически для всех данных производимых в мире, так же она используется практически во всех навигаторах. СК-42 широко используется в российской картографии, на ней основываются все топографические материалы ВТУ ГШ РФ (Военно-топографического управления Генерального штаба Российской Федерации).
Далее представлены некоторые датумы:
Поддерживаемые ZuluGIS датумы приведены в приложении: Таблица 16, «Датумы».
Геоид
Человек начал задумываться о том, что представляет собой наша планета, ещё в древние времена. Пробуя объяснить новые явления, люди прибегали к доступным для них понятиям, проводя параллели с окружающей их местностью и природой. Дошедшие до нашего времени исторические источники помогают разобраться, как менялись представления людей о форме и месте нашей планеты во Вселенной в ходе эволюции.
Представления людей в древности
Самые первые источники – изображения и рисунки в пещерах, насечки на костях и камнях. В древности не было у людей единого представления о форме нашей планеты – всё зависело от региона проживания, природы, климатических условий и рельефа местности.
Предположения жителей Вавилона
Цивилизации, территория проживания которых находилась между реками Тигр и Ефрат, оставили самые ценные знания. Им больше чем шесть тысяч лет. Жители Вавилона олицетворяли Землю в качестве «Мировой горы». Их страна Вавилония занимала западный склон, на востоке их земли упирались в горы необъятной высоты, переход через которые считался невозможным. К югу от страны простиралось море, омывающее «гору» со всех сторон.
Земля для выходцев из Палестины
Равнинные территории государства способствовали тому, что в представлении её жителей Земля выглядела равниной, на которой не исключены горы.
Легенды Японии, Индии и Китая
Представления древних индийцев являются невероятно интересными и отличаются особенной живописностью образов. Народы этих государств были убеждены, что форма Земли – полусфера, опирающаяся на спины четырёх гигантов – слонов. Слоны стоят на спине огромной черепахи, которая обитает в море молока. Все существа при этом обвиты чёрной коброй Шешу, имеющей тысячи голов, подпирающих Вселенную.
Жители древней Японии предписывали нашей планете кубическую форму. Для землетрясений, которые являлись частым явлением на территории государства, было найдено интересное объяснение. Землетрясения, по их поверьям, вызывались буйствами огнедышащего дракона, обитающего в глубинных недрах Земли.
В Китае планета виделась плоским прямоугольником, по всем углам которого расположены четыре опоры. Итак, колонны подпирают выпуклый купол небес. Одна из них когда-то давно была повреждена чудищем – драконом, и это привело к тому, что Земля постоянно кренится на восток, а небо имеет уклон на запад. Эта теория доступно объясняла передвижения небесных светил и течение рек, которое направлено на восток.
_
Верования ацтеков и майя
Эти древние цивилизации были уверены, что форма Земли – квадратная. В центре фигуры произрастает Первоначальное Древо, по углам – ещё по одному из деревьев, каждое из которых имеет своё обозначение. До Земли существовали лишь Небо и Вода, к созданию суши приложили руку, конечно, боги, главным деятелем стал Кетцалькоатль.
На территории Древней Греции было принято считать, что планета является выпуклым диском, напоминающим щит воина. По медному небосводу двигается Солнце, суша со всех сторон окружена водой – Океаном.
Корабельные путешествия, появление подробных карт позволило ещё в Средневековье сделать выводы, что Земля имеет шарообразную форму. Именно в этот исторический период было установлено, что все планеты Солнечной системы, в том числе и наша, вращаются вокруг Солнца. Благодаря изысканиям всем известных Николая Коперника, Джордано Бруно, Галилео Галилея.
В 1873 году впервые было введено понятие «геоид». Его автором был физик и математик Иоганн Листинг. Данный термин введён для обозначения формы нашей планеты, которая максимально приближена к эллипсоиду вращения.
Исследования учёных по этому вопросу имеют важнейшее значение, с каждой новой подтверждённой информацией мы приближаемся к очередному открытию. Владение точными знаниями способствует правильному вычислению координат небесных и земных тел. Это особенно необходимо для морской и космической навигации, во время выполнения строительных, геодезических работ и во многих других сферах человеческой деятельности.
Какую же форму имеет Земля? Шар, эллипс, геоид (ge – земля + eidos – вид)… Мы точно знаем, что Земля не плоская. И все этапы верований и научных изысканий привели нас к наиболее верной формулировке: Земля имеет неправильную форму, форму геоида (землеподобную).
Образовательные программы для школьников в ЭТНОМИРе
Калужская область, Боровский район, деревня Петрово
_
От того, как мы получаем знания, зависит, как они усваиваются. В ЭТНОМИРе жажду познания можно утолить, став участником одной из образовательных программ экскурсионных школьных туров. Получая те или иные сведения об окружающем мире, ученики узнают обо всём как бы изнутри: в основе обучения лежит принцип наглядности. Мы за то, чтобы образование было частью личностного роста: изучая мир – познаём себя!
Детские образовательные экскурсии и туры – отличный способ совместить приятное с полезным. Все программы составлены с учётом возрастных особенностей – для младших и старших классов. В обучающий процесс школьных экскурсий естественным образом включена коммуникация. Будь то история, география, биология или литература – в любой школьный предмет можно привнести элемент игры, посредством которой информация воспринимается лучше.