Category: образование

Category was added automatically. Read all entries about "образование".

voron

Потсдамская картофелина.

Сейчас по рунету гуляет интересная картинка с совершенно дурацкими комментариями типа "вот так выглядит Земля без морей и океанов":


High-res JPEG

В иностранных интернетах эта картинка называется Potsdam gravity potato, потому что похожа на картошку. На самом деле это визуализация самой точной на сегодня модели геоида, построенной нашими коллегами из GFZ (GeoForschungsZentrum) в Потсдаме.

Все знают, что Земля круглая. Из-за действия гравитации самая энергетически выгодная форма - это шар. Многие также помнят из школьного курса, что Земля на самом деле немного сплюснута с полюсов. Из-за вращения вокруг своей оси в Земле возникают центробежные силы, и она становится эллипсоидом. От центра Земли до полюса примерно на 12 км меньше, чем от центра Земли до экватора. В первом приближении этот эллипсоид и задает т.н. "уровень моря", относительно которого можно определить рельеф суши и морского дна. Интересно, что отклонения эллипсоида от шара по амплитуде даже меньше, чем амплитуда самого рельефа: от +9 до -11 км.

Но наша Земля не только имеет неровный рельеф на поверхности, но и неоднородную структуру внутри. В частности, из-за этого сила тяжести в разных местах немножко отличается. Это давно используют геологи в так называемой гравиразведке: под местами с аномально высокой силой тяжести располагаются большие массивы более плотных пород - читай, руды. Локальные изменения силы тяжести будут, разумеется, искривлять и уровень моря. Именно эти локальные отклонения от идеального эллипсоида и показаны на картинке сверху. Разумеется, масштаб этих отклонений очень мал (порядка +- 100 м), и их для наглядности увеличили в 15000, кажется, раз. Обратите внимание - рельеф Земли тут вообще не учитывался, как будто бы его нет, только вариации силы тяжести. Вот эта фигура и называется геоид, и именно от этой фигуры должны отсчитываться абсолютные высоты. Собственно, подобная модель под названием WGS84 вшита в современные GPS устройства для поправки высот. Правда, она от 1984 года и немножко устарела, и скоро, возможно, её заменят на более точную "картофелину", которая крутится на картинке в начале поста.

Самое интересное, что физический смысл геоида не всем очевиден. Для океанов его еще можно описать как "именно такую форму приняла была поверхность воды, если бы океан и атмосфера прекратили всякое движение и пришли бы в состояние равновесия". А для материков? Максимум, что можно придумать - это для конкретной точки уровень воды в гипотетическом узком канале, прорытом до океана (опять-таки, если убрать приливы, течения, ветра и т.д.).

Настоящий уровень воды в морях при этом отличается и от геоида из-за приливных волн, течений, волн, ветров, изменения солености моря и атмосферного давления. А геоид как раз и задает референсный уровень, относительно которого эти отличия (уже только порядка метров) и следует считать.