// Вие четете...

Приложни науки

Понятие за формата и размерите на Земята.

„Земята се върти и ние заедно с нея.“

Понятие за формата и размерите на Земята.

При решаването на редица геодезични задачи е необходимо да се знаят с висока степен на надеждност формата и размерите на Земята.
Първото определяне на размерите на Земята е направил гръцкия учен Ератосфен, живял през трети век п.н.е. Неговата идея за градусни измервания е проста и се заключава в следното. На дъгата на меридиана се избират две точки A и B (рис. 1) разположени една от друга на известно разстояние s. Избраното в меридианната плоскост светило се намира практически в безкрайност, вследствие на което AS‌‌‌‌ ║ BS‌‌‌‌. Измерените величини се явяват дължини на дъгите AS‌‌‌‌ = s и зенитното разстояние S‌‌‌‌AZA = za и S‌‌‌‌BZB = zb; търсената величина – радиус на Земята R.
Както се вижда от рис. 1 централния ъгъл ∆φ = zb – za, от където R = s/∆φ, където ∆φ е изразен в радианна мярка. В резултат на наблюденията и изчисленията на Ератосфен се получава R = 6311 км.
Вместо измерване на ъглите za и zb можем по астрономичен път да определим ширините φA и φB в точките A и B, а след това ∆φ= φA – φB.  Последващите градусни измервания показали, че равните дъги на земната повърхност съответстват на не равни централни ъгли, при това ъглите, опиращи се на равни дъги, се увеличават от екватора към полюса, тоест повърхността е сплесната при полюсите вследствие на въртенето на Земята около собствената си ос. Заради неравномерното разместване на масата в тялото на Земята тази повърхност има много сложна форма, която е невъзможно да се изрази с прости математически формули.
Доколкото Земята не се явява правилно геометрично тяло, то в геодезията е въведено понятието уровена повърхност, която може да се представи като повърхност на водата на океана в спокойно състояние, мислено продължена под сушата. Тази уровена повърхност се нарича повърхност на геоида. Уровената повърхност притежава следните свойства: тя се явява изпъкнала повърхност, перпендикулярна на направлението на силата на тежестта (отвесна линия) във всяка своя точка. На повърхност, притежаваща такива свойства, може да се прекара през всяка точка отвесна линия и тази повърхност се нарича уровена повърхност на тази точка.
В геодезията вместо фигурата на геоида се приема близката до нея фигура на въртящия се елипсоид (сфероид), получаващ се при въртенето на елипса в кръг по нейната малка ос (рис. 2). В продължение на последните две столетия учените не еднократно са определяли размерите на земния елипсоид (таблица 1). Резултатите, получени от Деламбер, имат историческо значение: една десет милионна част на четвърт от меридиана на Деламбер (парижкия) е приета в качеството на единица за измерване при метричната система – метър (разстояние между напречни щрихи на метъра – прототип №6 при 0ºС, съхраняващ се във Международно бюро по мерки и теглилки в Севр, близо до Париж).
През 1927 г. на Генералната конференция по мерки и теглилки е прието: един метър да е равен на 1553164λ, където λ – дължина на светлината вълна на линията на кадмия. През 1960 година на XI Генерална конференция по мерки и теглилки е било прието, че в дължината на вълната във вакуум излъчванията, съответстващи на прехода между нивата 2p10 и 5d5 на атома на криптон-86 (оранжевата линия в спектъра на изотопа на криптон-86), метърът е равен на 1650763,73λ.
Резултатите, получени от Бесел, са се ползвали в Русия до 1946 г. През 1940 г. Красовски на основата на геодезични материали получава най-достоверните размери на земния елипсоид, приети за геодезични работи, както в Русия, така и в България.
Но, ползвайки се от земния сфероид за определяне на формата на Земята не е достатъчно да знаем само неговите размери: необходимо е да бъде правилно ориентиран в тялото на Земята със съблюдаване на възможно най-близката повърхност на сфероида към повърхността на геоида. Сфероидът, ориентиран по определен начин в тялото на геоида, се нарича референц елипсоид.

През 1960 г. проф. Жонголович по резултати от наблюдението на движението на три ИСЗ е изчислил сплеснатостта на земния елипсоид и е получил за α = 1 : 298,2. Американския учен Козаи по резултатите от наблюдения за движението на ИСЗ, през 1961 г. е получил за α=1 : 298,31. А през 1962 г., ползвайки се от резултатите по наблюдението на тринадесет ИСЗ, той е получил за α = 1 : 298,3. Резултатите на Жонголович и Козаи съвпадат със значението, получено от Красовски и Изотов, което има международно значение. Развитието на методите за космически изследвания е привело към значително повишение на точността на определяне на фундаменталните постоянни в астрономията и геодезията. На Генералната Асамблея на Международния астрономически съюз в Гренобъл през 1976 г. е била приета „Системата на астрономичните постоянни МАС (1976)”, в която са указани следните параметри за референц елипсоида: a = 6378140 ± 5 м, α = 1: 298,257 (малката ос на елипсоида може да се изчисли, знаейки величината на голямата ос и сплеснатостта на елипсоида).

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар