Уровенные поверхности. Понятие о геоиде и квазигеоиде

В настоящее время под фигурой (формой) Земли понимают фигуру, ограниченную физической поверхностью Земли, т.е. поверхностью ее твердой оболочки на суше и поверхностью морей и океанов в их спокойном состоянии.

До недавнего времени за фигуру Земли принималась сложная фигура, которая называлась геоидом (землеподобная). Понятие геоида тесно связано с понятием уровенная поверхность.

Уровенных поверхностей, которые огибают Землю, можно представить бесчисленное множество. За основную уровенную поверхность принимается та из них, которая совпадает с поверхностью воды в океанах и открытых морях в спокойном состоянии, т.е. при отсутствии приливов, отливов, течений, волнений и т.д. Практически за основную уровенную поверхность принимают средний уровень океана, определенный по результатам многолетних наблюдений за уровнем воды.

Если основную уровенную поверхность продолжить под континентами так, что в любой ее точке отвесные линии будут перпендикулярны к ее поверхности, то образуется замкнутая волнистая поверхность без складок и ребер, которая охватывает все тело Земли. Тело, ограниченное такой поверхностью, и называется геоидом (рис. 3).

Поскольку отвесные линии это линии направления силы тяжести, то, следовательно, направления отвесных линий зависят от распределения масс в теле Земли. А, следовательно, от распределения масс будет зависеть и фигура геоида. Но, так как невозможно установить истинное распределения масс в теле Земли, то, следовательно, невозможно точно установить поверхность геоида.

Поэтому в 1949 году советским ученым М.С. Молоденским было предложено определять не фигуру геоида, а фигуру реальной поверхности Земли на основе геодезических, астрономических и гравиметрических измерений. Для изучения физической поверхности Земли им была предложена вспомогательная поверхность, называемая квазигеоидом, которая в пределах морей и океанов совпадает с поверхность геоида, а в пределах суши отличается от поверхности геоида от нескольких сантиметров на равнинной местности, до двух метров в горной.

Рис. 2.2 – Уровенная поверхность - геоид