Geoid Yer fiqurunun modelidir (yəni ölçüsü və formasına görə onun analoqu), orta dəniz səviyyəsi ilə üst-üstə düşür və kontinental bölgələrdə ruh səviyyəsi ilə müəyyən edilir. Topoqrafik yüksəkliklərin və okean dərinliklərinin ölçüldüyü istinad səthi kimi xidmət edir. Yerin (geoid) dəqiq forması, onun tərifi və əhəmiyyəti haqqında elmi intizam geodeziya adlanır. Bu barədə ətraflı məlumat məqalədə verilmişdir.
Potensialın davamlılığı
Geoid hər yerdə cazibə istiqamətinə perpendikulyardır və formada düz düz sferoidə yaxınlaşır. Lakin bu, yığılmış kütlənin yerli konsentrasiyası (dərinlikdə vahidlikdən kənarlaşmalar) və qitələr və dəniz dibi arasında hündürlük fərqləri səbəbindən hər yerdə belə deyil. Riyazi dildə desək, geoid ekvipotensial səthdir, yəni potensial funksiyanın sabitliyi ilə xarakterizə olunur. O, Yer kütləsinin cazibə qüvvəsi və planetin öz oxu ətrafında fırlanması nəticəsində yaranan mərkəzdənqaçma itələməsinin birgə təsirlərini təsvir edir.
Sadələşdirilmiş modellər
Kütlənin qeyri-bərabər paylanması və bunun nəticəsində yaranan qravitasiya anomaliyaları səbəbindən geoidsadə riyazi səthdir. Yerin həndəsi fiqurunun standartı üçün o qədər də uyğun deyil. Bunun üçün (lakin topoqrafiya üçün deyil) sadəcə olaraq təxminlərdən istifadə olunur. Əksər hallarda kürə Yerin kifayət qədər həndəsi təsviridir, bunun üçün yalnız radius göstərilməlidir. Daha dəqiq yaxınlaşma tələb olunduqda, inqilabın ellipsoidindən istifadə olunur. Bu, ellipsin kiçik oxu ətrafında 360° fırlanması nəticəsində yaranan səthdir. Geodeziya hesablamalarında Yeri təmsil etmək üçün istifadə olunan ellipsoidə istinad ellipsoidi deyilir. Bu forma tez-tez sadə əsas səth kimi istifadə olunur.
İnqilabın ellipsoidi iki parametrlə verilir: yarım böyük ox (Yerin ekvator radiusu) və kiçik yarımox (qütb radiusu). Düzləşdirmə f böyük və kiçik yarımoxlar arasındakı fərqin böyük f=(a - b) / a ilə bölünməsi kimi müəyyən edilir. Yerin yarımoxları təxminən 21 km, elliptikliyi isə təxminən 1/300-ə bərabərdir. Geoidin inqilab ellipsoidindən kənarlaşmaları 100 m-dən çox deyil. Yerin üçoxlu ellipsoid modelində ekvator ellipsinin iki yarımoxu arasındakı fərq cəmi 80 m-ə yaxındır.
Geoid konsepsiyası
Dəniz səviyyəsi dalğaların, küləklərin, axınların və gelgitlərin təsiri olmasa belə, sadə riyazi rəqəm əmələ gətirmir. Okeanın pozulmamış səthi qravitasiya sahəsinin ekvipotensial səthi olmalıdır və sonuncu Yerin daxilində sıxlığın qeyri-bərabərliyini əks etdirdiyi üçün eyni şey ekvipotensiallara da aiddir. Geoidin bir hissəsi ekvipotensialdırorta dəniz səviyyəsi ilə üst-üstə düşən okeanların səthi. Qitələrin altında geoid birbaşa əlçatan deyil. Daha doğrusu, okeandan okeana qədər qitələr arasında dar kanallar aparılarsa, suyun yüksələcəyi səviyyəni təmsil edir. Yerli cazibə istiqaməti geoidin səthinə perpendikulyardır və bu istiqamətlə ellipsoidin normalı arasındakı bucaq şaqulidən yayınma adlanır.
Sayıntılar
Geoid, xüsusən də qitələrin quru səthlərindəki nöqtələrə münasibətdə praktiki dəyəri az olan nəzəri konsepsiya kimi görünə bilər, lakin belə deyil. Yerdəki nöqtələrin hündürlüyü geodeziya düzülüşü ilə müəyyən edilir ki, burada ekvipotensial səthə bir tangens səviyyə ilə təyin edilir və kalibrlənmiş dirəklər plumb xətti ilə düzülür. Buna görə hündürlük fərqləri ekvipotensialla əlaqədar müəyyən edilir və buna görə də geoidə çox yaxındır. Beləliklə, materik səthində bir nöqtənin 3 koordinatının klassik üsullarla təyin edilməsi üçün 4 kəmiyyət haqqında məlumat tələb olunurdu: enlik, uzunluq, Yerin geoidindən yüksəklik və bu yerdə ellipsoiddən kənarlaşma. Şaquli sapma böyük rol oynadı, çünki onun ortoqonal istiqamətlərdə olan komponentləri enlik və boylamın astronomik təyinində olduğu kimi eyni səhvləri təqdim etdi.
Geodeziya trianqulyasiyası nisbi üfüqi mövqeləri yüksək dəqiqliklə təmin etsə də, hər bir ölkədə və ya qitədə trianqulyasiya şəbəkələri təxmin edilən nöqtələrdən başlayıb.astronomik mövqelər. Bu şəbəkələri qlobal sistemdə birləşdirməyin yeganə yolu bütün başlanğıc nöqtələrindəki kənarlaşmaları hesablamaq idi. Müasir geodeziya yerləşdirmə üsulları bu yanaşmanı dəyişdi, lakin geoid bəzi praktik üstünlükləri ilə mühüm konsepsiya olaraq qalır.
Forma tərifi
Geoid, mahiyyətcə, həqiqi cazibə sahəsinin ekvipotensial səthidir. Nöqtədə Yerin normal potensialına potensial ΔU əlavə edən yerli kütlə artıqlığının yaxınlığında, sabit potensialı saxlamaq üçün səth xaricə deformasiyaya uğramalıdır. Dalğa N=ΔU/g düsturu ilə verilir, burada g cazibə sürətinin yerli qiymətidir. Kütlənin geoid üzərində təsiri sadə mənzərəni çətinləşdirir. Bu, praktikada həll edilə bilər, lakin dəniz səviyyəsində bir nöqtəni nəzərdən keçirmək rahatdır. Birinci məsələ, N-ni ölçülməyən ΔU baxımından deyil, g-nin normal qiymətdən kənara çıxması ilə müəyyən etməkdir. Sıxlıq dəyişikliyi olmayan ellipsoidal Yerin eyni enində yerli və nəzəri cazibə qüvvəsi arasındakı fərq Δg-dir. Bu anomaliya iki səbəbdən baş verir. Birincisi, cazibə qüvvəsinə təsiri mənfi radial törəmə -∂(ΔU) / ∂r ilə müəyyən edilən artıq kütlənin cəlb edilməsi səbəbindən. İkincisi, N hündürlüyünün təsirinə görə, çünki cazibə qüvvəsi geoiddə ölçülür və nəzəri dəyər ellipsoidə aiddir. Dəniz səviyyəsində g şaquli gradient -2g/a-dır, burada a Yerin radiusudur, buna görə də hündürlük effekti(-2q/a) N=-2 ΔU/a ifadəsi ilə müəyyən edilir. Beləliklə, hər iki ifadəni birləşdirərək, Δg=-∂/∂r(ΔU) - 2ΔU/a.
Formal olaraq tənlik ΔU ilə ölçülə bilən dəyər Δg arasında əlaqə qurur və ΔU müəyyən edildikdən sonra N=ΔU/g tənliyi hündürlüyü verəcəkdir. Bununla belə, Δg və ΔU təkcə stansiyanın altında deyil, Yerin müəyyən edilməmiş bölgəsində kütləvi anomaliyaların təsirlərini ehtiva etdiyinə görə, sonuncu tənliyi digərlərinə istinad etmədən bir nöqtədə həll etmək mümkün deyil.
N və Δg arasındakı əlaqə problemi 1849-cu ildə İngilis fiziki və riyaziyyatçısı Ser Corc Qabriel Stokes tərəfindən həll edildi. O, N üçün sferik məsafədən asılı olaraq Δg qiymətlərini ehtiva edən inteqral tənlik əldə etdi. stansiyadan. 1957-ci ildə peyklər buraxılana qədər Stokes düsturu geoidin formasını təyin etmək üçün əsas üsul idi, lakin onun tətbiqi böyük çətinliklər yaratdı. İnteqralda olan sferik məsafə funksiyası çox yavaş birləşir və hər hansı bir nöqtədə N-ni hesablamağa çalışarkən (hətta g-nin geniş miqyasda ölçüldüyü ölkələrdə belə) əhəmiyyətli dərəcədə ola biləcək tədqiq edilməmiş sahələrin olması səbəbindən qeyri-müəyyənlik yaranır. stansiyadan məsafələr.
Peyklərin töhfəsi
Orbitləri Yerdən müşahidə oluna bilən süni peyklərin yaranması planetin formasının və onun qravitasiya sahəsinin hesablanmasında tamamilə inqilab etdi. 1957-ci ildə ilk sovet peyki buraxıldıqdan bir neçə həftə sonra dəyəribütün əvvəlkiləri əvəz edən elliptiklik. O vaxtdan bəri elm adamları aşağı Yer orbitindən müşahidə proqramları ilə geoidi dəfələrlə təkmilləşdirdilər.
İlk geodeziya peyki ABŞ tərəfindən 4 may 1976-cı ildə təxminən 6000 km yüksəklikdə demək olar ki, dairəvi orbitə buraxılan Lageos idi. Bu, 426 lazer şüalarının əks etdiricisi olan 60 sm diametrli alüminium kürə idi.
Yerin forması Lageos müşahidələri və yerüstü cazibə ölçmələrinin birləşməsi nəticəsində müəyyən edilmişdir. Geoidin ellipsoiddən sapması 100 m-ə çatır və ən çox nəzərə çarpan daxili deformasiya Hindistanın cənubunda yerləşir. Qitələr və okeanlar arasında açıq-aydın birbaşa əlaqə yoxdur, lakin qlobal tektonikanın bəzi əsas xüsusiyyətləri ilə əlaqə var.
Radar altimetri
Küləklərin, gelgitlərin və axınların dinamik təsirləri olmamaq şərti ilə Yerin okeanlar üzərindəki geoidi orta dəniz səviyyəsi ilə üst-üstə düşür. Su radar dalğalarını əks etdirir, ona görə də radar altimetri ilə təchiz edilmiş peyk dənizlərin və okeanların səthinə qədər olan məsafəni ölçmək üçün istifadə edilə bilər. İlk belə peyk 26 iyun 1978-ci ildə ABŞ tərəfindən orbitə buraxılan Seasat 1 idi. Əldə edilən məlumatlar əsasında xəritə tərtib edilmişdir. Əvvəlki üsulla aparılan hesablamaların nəticəsindən kənarlaşmalar 1 m-dən çox deyil.
