Поняття про форму та розміри Землі

ТОГРАФІЧНІ І СПЕІЦАЛЬНІ КАРТИ

При вивченні способів зображення всієї земної поверхні або окремих її частин у зменшеному вигляді на площині (на папері) необхідно мати дані про форми і розміри Землі.

Форма і розміри Землі мають важливе наукове та практичне значення. Дані про форму і розміри Землі використовуються при запуску штучних супутників Землі та ракет, у картографії, морській та аеронавігації, радіозв’язку, при розвідці корисних копалин тощо.

Великий давньогрецький вчений Піфагор перший висловив гіпотезу про кулеподібність Землі: “ Все у природі повинно бути гармонійно і досконало. Земля теж повинна бути досконала. Найдосконалішим із геометричних тіл є куля. Тому Земля – куля!”. Піфагор виявився правий. Земля дійсно має кулеподібну форму. Але довести, що Земля має форму кулі, і визначити радіус земної кулі вдалось значно пізніше. Це зробив давньогрецький математик і географ Єратосфен, який жив у III ст. до н. е. Він відомий не тільки тим, що вперше визначив розміри Землі, але й тим, що ввів поняття“паралелі” і “меридіани”, якими користуються і в теперішній час.

Визначення загального вигляду та істинних розмірів Землі – це одне з основних наукових завдань геодезії. Вирішення цього завдання має велике практичне значення, тому що без знань форм і розмірів Землі неможливе точне визначення на земній поверхні положення опорних геодезичних пунктів, необхідних для використання топографічних зйомок і для вирішення інших питань, пов’язаних з проведенням точних вимірювань на місцевості.

Вивченням земної поверхні в геометричному відношенні й дослідженням способів зображення її на площині займається топографія.

Фізична поверхня Землі, що являє собою сполучення материків і водяних просторів, у геометричному відношенні має складну форму, її не можна зобразити жодною з відомих і математично вивчених геометричних фігур. Загальна площа поверхні Землі становить близько 510 млн км². На ній моря й океани займають площу 71 %, а суша – 29 %.

Тому перед вченими стало завдання вибрати таку поверхню, яка була б найбільш близькою до фізичної поверхні Землі й найкращим чином харак-теризувала б її дійсну фігуру.

Говорячи про фігуру Землі, мають на увазі не фізичну її поверхню зі всіма

нерівностями (горами, низинами тощо), а деяку уявну поверхню океанів, від-

критих морів, подумки проведену під материками (рис. 3.1). Геометричне тіло, обмежене такою однорівневою поверхнею, називають геоїдом. Геоїд у буквальному розумінні означає “землеподібний”.

За своєю формою геоїд хоча і є неправильною геометричною фігурою, однак

дуже мало відрізняється від еліпсоїда обертання, тобто правильного геометричного тіла, яке утворюється обертанням еліпсоїда навколо його малої осі (рис. 3.2).

Рис. 3.1. Рівнева поверхня

Відхилення по висоті точок поверхні геоїда від поверхні еліпсоїда становить в середньому від 50 до 150 м. Такі розходження настільки незначні порівняно з розмірами Землі, що на практиці її форму приймають за еліпсоїд, який називають земним еліпсоїдом (рис. 3.3).

Еліпсоїд підбирають певних розмірів і розміщують його на тілі геоїда таким чином, щоб його поверхня в межах окремої території, тобто території держави, найближче підходила до поверхні геоїда.

Розміри земного еліпсоїда визначалися багатьма вченими різних країн (у Франції – Деламбраном у 1800 році, в Німеччині – Бесселєм у 1841 році, в Англії – Кларком у 1866 році, в США – Хейфордом у 1910 році). Однак єдині для всіх країн розміри земного еліпсоїда до теперішнього часу не визначені.

До 1946 року при створенні карт і визначенні гео­дезичних координат

пунктів користу­вались розмірами еліпсоїда, отри­маними Бесселєм. Однак наукові дослідження, вико­нані вченими в 1940 році під керівниц­твом вченого-гео­дезиста Ф. Н. Кра­совського (1878 – 1948), показали, що розміри еліпсоїда Бесселя недостат­ньо точні.

У результаті обробки матеріалів числених градусних вимірювань, виконаних на територіях багатьох країн світу, а також при використанні матеріалів визначення сили тяжіння були одержані найбільш точні розміри земного еліпсоїда, названого еліпсоїдом Красовського, який має такі характеристики:

– велика піввісь (радіус еква-тора) 6 378 245 м;

– мала піввісь (відстань від полюса до площини екватора) 6 356 863 м;

– полярне стиснення 1:298,3;

– довжина меридіана 40 008 548 м;

– довжина екватора 40 075 704 м.

З цих даних видно, що вісь обертання Землі менше від діаметра земного екватора приблизно на 43 км.

Тому в деяких випадках для вирішення практичних завдань, які не потребують особливої точності, фігуру Землі приймають за кулю радіусом

6 371 110 м і площею близько 510 млн км².

Дата добавления: 2015-05-08