Geoid ni kielelezo cha umbo la Dunia (yaani, analogi yake kwa ukubwa na umbo), ambayo inawiana na kiwango cha wastani cha bahari, na katika maeneo ya bara hubainishwa na kiwango cha roho. Hutumika kama sehemu ya marejeleo ambayo urefu wa topografia na kina cha bahari hupimwa. Taaluma ya kisayansi kuhusu sura halisi ya Dunia (geoid), ufafanuzi na umuhimu wake inaitwa geodesy. Maelezo zaidi kuhusu hili yametolewa katika makala.
Uthabiti wa uwezo
Geoid iko kila mahali kwa uelekeo wa mvuto na kwa umbo kunakaribia spheroid ya kawaida ya oblate. Walakini, sivyo ilivyo kila mahali kwa sababu ya viwango vya ndani vya misa iliyokusanywa (mkengeuko kutoka kwa usawa kwa kina) na kwa sababu ya tofauti za urefu kati ya mabara na sakafu ya bahari. Kuzungumza kwa hisabati, geoid ni uso wa equipotential, yaani, unaojulikana na uthabiti wa utendaji unaowezekana. Inafafanua athari za pamoja za mvuto wa misa ya Dunia na msukosuko wa katikati unaosababishwa na kuzunguka kwa sayari kwenye mhimili wake.
Miundo iliyorahisishwa
Geoid, kwa sababu ya mgawanyo usio sawa wa wingi na hitilafu za mvuto zinazotokana, hazifanyi kazi.ni uso rahisi wa hisabati. Haifai kabisa kwa kiwango cha takwimu ya kijiometri ya Dunia. Kwa hili (lakini sio kwa topografia), makadirio hutumiwa tu. Katika hali nyingi, nyanja ni uwakilishi wa kutosha wa kijiometri wa Dunia, ambayo tu radius inapaswa kutajwa. Wakati makadirio sahihi zaidi yanahitajika, ellipsoid ya mapinduzi hutumiwa. Huu ni uso ulioundwa kwa kuzungusha duaradufu 360° kuhusu mhimili wake mdogo. Ellipsoid inayotumika katika hesabu za kijiodetiki kuwakilisha Dunia inaitwa ellipsoid ya kumbukumbu. Umbo hili mara nyingi hutumiwa kama msingi rahisi.
Mviringo wa ellipsoid wa mapinduzi hutolewa kwa vigezo viwili: mhimili wa nusu kuu (Radi ya Ikweta ya Dunia) na mhimili mdogo wa nusu (polar radius). F flatten inafafanuliwa kama tofauti kati ya semiaksi kuu na ndogo iliyogawanywa na f=(a - b) / a kuu. Axes ya nusu ya Dunia hutofautiana kwa kilomita 21, na ellipticity ni karibu 1/300. Mkengeuko wa geoid kutoka kwenye duaradufu ya mapinduzi hauzidi m 100. Tofauti kati ya mihimili miwili ya duaradufu ya ikweta kwa mfano wa mhimili wa duaradufu wa Dunia ni kama mita 80 tu.
dhana ya Geoid
Kiwango cha bahari, hata kwa kukosekana kwa athari za mawimbi, upepo, mikondo na mawimbi, haifanyi takwimu rahisi ya hisabati. Uso usio na wasiwasi wa bahari unapaswa kuwa uso wa equipotential wa uwanja wa mvuto, na kwa kuwa mwisho unaonyesha inhomogeneities ya msongamano ndani ya Dunia, hiyo inatumika kwa equipotentials. Sehemu ya geoid ni equipotentialuso wa bahari, ambayo inafanana na usawa wa bahari usio na wasiwasi. Chini ya mabara, geoid haipatikani moja kwa moja. Badala yake, inawakilisha kiwango ambacho maji yatapanda ikiwa mikondo nyembamba itafanywa katika mabara yote kutoka kwa bahari hadi bahari. Mwelekeo wa ndani wa mvuto ni sawa na uso wa geoid, na pembe kati ya mwelekeo huu na ya kawaida hadi duaradufu inaitwa mkengeuko kutoka kwa wima.
Mikengeuko
Geoid inaweza kuonekana kama dhana ya kinadharia yenye thamani ndogo ya kiutendaji, hasa kuhusiana na maeneo ya nchi kavu ya mabara, lakini sivyo. Urefu wa pointi kwenye ardhi imedhamiriwa na usawa wa geodetic, ambapo tangent kwa uso wa equipotential huwekwa na kiwango cha roho, na miti ya calibrated inaunganishwa na mstari wa bomba. Kwa hiyo, tofauti za urefu zimedhamiriwa kwa heshima na equipotential na kwa hiyo karibu sana na geoid. Kwa hivyo, uamuzi wa viwianishi 3 vya nukta kwenye uso wa bara kwa mbinu za kitamaduni ulihitaji maarifa ya idadi 4: latitudo, longitudo, urefu juu ya geoid ya Dunia na kupotoka kutoka kwa ellipsoid mahali hapa. Mkengeuko wima ulikuwa na jukumu kubwa, kwa kuwa vijenzi vyake katika mwelekeo wa othogonal vilileta hitilafu sawa na katika uamuzi wa kiastronomia wa latitudo na longitudo.
Ingawa utatuzi wa kijiodeti ulitoa nafasi za mlalo linganishi kwa usahihi wa juu, mitandao ya utatuzi katika kila nchi au bara ilianza kutoka kwa alama zilizokadiriwa.nafasi za astronomia. Njia pekee ya kuchanganya mitandao hii katika mfumo wa kimataifa ilikuwa kukokotoa mikengeuko katika sehemu zote za kuanzia. Mbinu za kisasa za uwekaji nafasi za kijiografia zimebadilisha mbinu hii, lakini geoid inasalia kuwa dhana muhimu yenye manufaa fulani ya kiutendaji.
Ufafanuzi wa umbo
Geoid, kimsingi, ni uso wa usawa wa uga halisi wa mvuto. Katika maeneo ya jirani ya ziada ya ndani ya wingi, ambayo inaongeza uwezo wa ΔU kwa uwezo wa kawaida wa Dunia kwa uhakika, ili kudumisha uwezo wa mara kwa mara, uso lazima ugeuke nje. Wimbi linatolewa na fomula N=ΔU/g, ambapo g ni thamani ya ndani ya kuongeza kasi ya mvuto. Athari ya wingi juu ya geoid inachanganya picha rahisi. Hii inaweza kutatuliwa kwa mazoezi, lakini ni rahisi kuzingatia hatua kwenye usawa wa bahari. Tatizo la kwanza ni kuamua N si kwa mujibu wa ΔU, ambayo haijapimwa, lakini kwa kupotoka kwa g kutoka kwa thamani ya kawaida. Tofauti kati ya mvuto wa ndani na wa kinadharia katika latitudo sawa ya Dunia ya duaradufu isiyo na mabadiliko ya msongamano ni Δg. Ukosefu huu hutokea kwa sababu mbili. Kwanza, kwa sababu ya mvuto wa wingi wa ziada, athari ambayo kwenye mvuto imedhamiriwa na derivative hasi ya radial -∂(ΔU) / ∂r. Pili, kutokana na athari ya urefu wa N, kwani mvuto hupimwa kwenye geoid, na thamani ya kinadharia inahusu ellipsoid. Kiwango cha wima g kwenye usawa wa bahari ni -2g/a, ambapo a ni radius ya Dunia, kwa hivyo athari ya urefuimedhamiriwa na usemi (-2g/a) N=-2 ΔU/a. Kwa hivyo, kuchanganya semi zote mbili, Δg=-∂/∂r(ΔU) - 2ΔU/a.
Rasmi, mlinganyo huanzisha uhusiano kati ya ΔU na thamani inayoweza kupimika Δg, na baada ya kubainisha ΔU, mlinganyo N=ΔU/g utatoa urefu. Hata hivyo, kwa kuwa Δg na ΔU zina athari za hitilafu za wingi katika eneo lisilobainishwa la Dunia, na si chini ya kituo pekee, mlinganyo wa mwisho hauwezi kutatuliwa kwa wakati mmoja bila kurejelea zingine.
Tatizo la uhusiano kati ya N na Δg lilitatuliwa na mwanafizikia na mwanahisabati Mwingereza Sir George Gabriel Stokes mnamo 1849. Alipata mlinganyo muhimu wa N iliyo na thamani za Δg kama kipengele cha umbali wao wa duara. kutoka kituoni. Hadi kuzinduliwa kwa satelaiti mnamo 1957, fomula ya Stokes ilikuwa njia kuu ya kuamua umbo la geoid, lakini utumiaji wake ulileta shida kubwa. Utendakazi wa umbali wa duara ulio katika muunganisho huungana polepole sana, na unapojaribu kukokotoa N wakati wowote (hata katika nchi ambazo g imepimwa kwa kiwango kikubwa), kutokuwa na uhakika hutokea kutokana na kuwepo kwa maeneo ambayo hayajachunguzwa ambayo yanaweza kuwa makubwa. umbali kutoka kwa kituo.
Mchango wa satelaiti
Kuja kwa satelaiti bandia ambazo mizunguko yake inaweza kuangaliwa kutoka Duniani kumeleta mapinduzi makubwa katika hesabu ya umbo la sayari na uwanja wake wa uvutano. Wiki chache baada ya uzinduzi wa satelaiti ya kwanza ya Soviet mwaka 1957, thamanielliptical, ambayo ilibadilisha zote zilizopita. Tangu wakati huo, wanasayansi wameboresha mara kwa mara geoid kwa programu za uchunguzi kutoka kwa mzunguko wa chini wa Dunia.
Setilaiti ya kwanza ya geodetic ilikuwa Lageos, iliyozinduliwa na Marekani mnamo Mei 4, 1976, katika obiti inayokaribia kuwa ya mduara kwenye mwinuko wa takriban kilomita 6,000. Ilikuwa ni tufe ya alumini yenye kipenyo cha sentimita 60 yenye viakisi 426 vya miale ya leza.
Umbo la Dunia lilianzishwa kupitia mchanganyiko wa uchunguzi wa Lageos na vipimo vya uso wa mvuto. Mkengeuko wa geoid kutoka ellipsoid hufikia 100 m, na deformation ya ndani inayojulikana zaidi iko kusini mwa India. Hakuna uwiano dhahiri wa moja kwa moja kati ya mabara na bahari, lakini kuna uhusiano na baadhi ya vipengele vya msingi vya tectonics za kimataifa.
Rada altimetry
Geoid ya Dunia juu ya bahari inalingana na kiwango cha wastani cha bahari, mradi tu hakuna athari badilika za upepo, mawimbi na mikondo. Maji huakisi mawimbi ya rada, hivyo setilaiti iliyo na altimita ya rada inaweza kutumika kupima umbali wa uso wa bahari na bahari. Satelaiti ya kwanza kama hiyo ilikuwa Seasat 1 iliyozinduliwa na Merika mnamo Juni 26, 1978. Kulingana na data iliyopatikana, ramani iliundwa. Mkengeuko kutoka kwa matokeo ya hesabu yaliyofanywa na mbinu ya awali hauzidi m 1.
