Форма и размеры Земли

Поверхность Земли, представляющую сложное сочетание неровностей суши и океанов, называют физической или топографической поверхностью. На форме Земли существенно сказалось ее вращение вокруг своей оси. Разная удаленность приэкваториальных и приполярных ее частей от оси вращения образуют и разную по величине центробежную силу. В этом случае Земля должна была приобрести форму эллипсоида вращения с малой осью, совпадающую с земной осью. Однако на форме Земли сказалось также влияние силы тяжести, ввиду неравномерного распределения масс, слагающих земную кору, что вызвало отклонения направления силы тяжести в разных ее точках от направления к центру Земли.

За наиболее приближенную фигуру Земли принимают фигуру, определяемую уровенной поверхностью Мирового океана в состоянии полного покоя и равновесия и мысленно продолженной под материками, которая называется геоидом (землеподобный). Поверхность геоида не является геометрически правильной фигурой, так как внутреннее строение Земли неоднородно и направление силы тяжести не совпадает с направлениями при однородном строении Земли. Поэтому уровенная поверхность, оставаясь в каждой точке перпендикулярной отвесным линиям, приобретает сложную, изменяющуюся, неправильную геометрическую форму.

Наиболее близкой геометрической фигурой к геоиду является эллипсоид. Эллипсоидом называется фигура, образованная вращением эллипса вокруг его малой оси. Малая ось эллипсоида совпадает с полярной осью Земли. Нормали эллипсоида и отвесные линии геоида не совпадают и образуют угол в точках Земли (уклонение отвесной линии в среднем составляет 3–4"). Отступление поверхности геоида от поверхности эллипсоида составляют в среднем 50 м и не превосходят 150 м. Такие расхождения столь незначительны по сравнению с размером Земли, что на практике её форму принимают за эллипсоид, который называется – земным эллипсоидом.

Установление размеров земного эллипсоида, наиболее близко подходящего по своей форме и размерам к фактической фигуре Земли, имеет важное значение для создания точных топографических карт.

В России за основу при создании топографических карт и определении координат геодезических пунктов принят – эллипсоид Красовского, размеры которого были получены в 1940 году. В США, Канаде, Мексике, Франции принят эллипсоид Кларка (Англия) рассчитанный в 1880 году.

Ф. Н. Красовский (1878–1948г.г.), советский ученый геодезист, под руководством которого в результате научной обработки огромного материала измерений были получены новейшие, более точные данные о размерах земного эллипсоида. Размеры земного эллипсоида:

а) большая (экваториальная) полуось – 6 378 245 м;

б) малая (полярная) полуось – 6 356 863 м.

Из этих данных видно, что ось вращения Земли короче диаметра земного экватора примерно на 43 км. Поэтому для ряда практических задач, не требующих особой точности, фигуру Земли принимают за шар, радиус которого равен примерно 6 371 км.

На земном шаре различают следующие основные точки и линии:

1) Концы земной оси, вокруг которой происходит суточное вращение Земли, называется – географическими полюсами (северный и Южный).

2) Плоскость, перпендикулярная к оси вращения Земли и проходящая через её центр, называется – плоскостью земного экватора. Эта плоскость пересекает земную поверхность по окружности, называемой – экватором. Плоскость экватора делит Землю на два полушария: северное и южное.

3) Линии пересечения земной поверхности плоскостями, параллельными плоскости экватора, называются – параллелями, а линии пересечения поверхности Земли вертикальными плоскостями, проходящими через земную ось – меридианами.

4) Сетка, образованная пересечением меридианов и параллелей, называется – географической сеткой.