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水準面

鎖定
水準面(Geoid)是指靜止的水面,它是受地球表面重力場影響而形成的、特別的、一個處處與重力方向垂直的連續曲面,也是一個重力場的等位面。設想一個靜止的海水面擴展到陸地部分,就成為大地水準面
中文名
水準面
外文名
Geoid
適用領域
地理學
應用學科
測量學
影響因素
受地球表面重力場影響
特    點
處處與重力方向垂直
性    質
重力場的等位面

水準面主要內容

水準面 水準面
水在靜止時,表面上的每一個質點都受到重力的作用,在重力位相同的情況下,這下水分子便不流動而呈靜止狀態,形成一個重力等位面,這個面稱為水準面。水準面是受地球表面重力場影響而形成的,是一個處處與重力方向垂直的連續曲面,因此是一個重力場的等位面。設想一個靜止的海水面擴展到陸地部分。這樣,地球的表面就形成了一個較地球自然表面規則而光滑的曲面,這個曲面被稱為水準面。 [1] 

水準面性質

地球重力場分佈 地球重力場分佈
水準面是測量學中野外觀測的基準面,與之正交的鉛垂線(即重力線)是野外觀測的基準線。
因為水準面是重力場的等位面,因此其形態必然受重力場分佈的控制。重力場分佈既受地球內部物質密度場分佈及地球自轉的影響,同時還受地外因素的影響主要是月球和太陽。由於受月球和太陽的影響,水準面會發生週期性變化潮汐是其顯著的體現現象。 [1] 

水準面確定過程

確定大地水準面的形狀可分兩步進行:第一步是確定地球的基本形狀,第二步是確定大地水準面與基本形狀或參考橢球面的偏差,即大地水準面的高度N——高程異常。斯托克斯首先證明:大地水準面與參考橢球面的偏差可以由重力的分佈計算出來。 [1] 

水準面區別

大地水準面與參考橢球面的差異,反映在法線方向上的差異稱為垂線偏差,反映在垂向距離的差異稱為高程異常。大地水準面與參考橢球面差異的分佈是不均勻的,最大的差異可達 117 m,它與地球表面地形以及地下物質分佈有關。由於大多數地區大地水準面與參考橢球面差異不大,因此在很多情況下,可將兩者視為相同,這時,天文緯度近似等於地理緯度。 [1] 
參考資料
  • 1.    王君恆,李淑玲,姚長利.固體地球物理學概論:地質出版社,2014